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网架结构上高强度螺栓预拉力计算时应考虑的

文章出处:网架结构 人气:发表时间:2018-06-23 11:26

网架结构上高强度螺栓预拉力计算时应考虑的

网架结构上高强度螺栓的杆身、螺母和垫圈都要用抗拉强度高的钢材来制作。高强螺栓的性能等级分10.9级(20MnTiB钢和30VB刚)和8.8级(40B钢、45钢和35钢)两种。

45钢或40B钢只能用于直径不大于24mm的高强螺栓。目前工程中已逐渐采用20MnTiB作为网架结构上高强度螺栓的专用钢。

网架结构上高强度螺栓氛围摩擦性连接和承压型连接两种。
网架结构上所用的高强度螺栓

网架结构上高强度螺栓摩擦型连接依靠连接构件间的摩擦力传递外力,安装时,要将螺栓拧紧,使螺杆产生预拉力压紧构件接触面,靠接触面间的摩擦力组织其相互滑移,来达到传递外力的目的。当剪力与摩擦力相等时,即为连接的承载力极限状态。网架结构上高强度螺栓摩擦型连接与普通螺栓连接的重要不同之处就是完全不考螺杆的抗剪与孔壁的承压来传力,而是依靠钢板间接触面的摩擦力来传力。

网架结构上高强度螺栓承压型连接的传力特征是当其剪力超过摩擦力时,构件间会产生相对滑移,螺杆与孔壁接触,使螺杆受剪,孔壁受压,破坏形式与普通螺栓一样,以螺杆被剪坏或孔壁承压破坏为其承载力的极限状态。承压型连接承载力高于摩擦型连接,但变形较大。不宜用于直接承受动力荷载的结构。

网架结构上高强度螺栓的构造和排列要求,通普通螺栓的构造及排列要求一样。

1、网架结构上高强度螺栓的预拉力

网架结构上高强度螺栓的预拉力是通过扭紧螺母来实现,一般采用扭矩法、转角法或扭剪法。

①扭矩法是采用可直接显示扭矩的特制扳手,由实现测定的扭矩和螺栓拉力之间的关系施加扭矩,使其达到预定的预拉力。

②转角法是先用人工扳手初拧螺母直至拧不动位置、再终拧,即以初拧时拧紧的位置为起点,按螺栓直径和板叠厚度所确定的终拧角度,自动或人工控制旋拧螺母到预定角度,即达到预定的预拉力值。

③扭剪法采用扭剪型网架结构上高强度螺栓,如下图所示,该螺栓端部设有梅花头,在拧紧螺母时,靠拧断螺母梅花头切口处截面来控制其预拉力值。

网架结构上高强度螺栓预拉力计算时应考虑以下几个方面:

1、在扭紧螺栓时,扭矩使螺栓产生的剪力将会降低螺栓的抗拉承受力

2、施加预拉力时补偿应力损失的超张拉

3、材料抗力的变异。《钢结构设计规范》(GB50017-2003)规定预拉力设计值P按下列方式确定

单个网架结构上高强度螺栓的预拉力P见下表:

螺栓的性能等级 螺栓的规格
8.8级 M16 M20 M22 M24 M27 M30
10.9级 100 155 190 225 290 355

摩擦面间的抗滑移系数

使用网架结构上高强度螺栓连接时,构件的接触面(摩擦面)应经过特殊处理,以提高摩擦系数的值。接触面经各种处理方法后的抗滑移系数见下表。承压型连接的板件接触面只要求清除油污和浮绣。

在连接处构件接触面的处理方法 构件的编号
  Q235铜 Q315 Q420
喷砂 0.45 0.50 0.50
喷砂(丸)后涂无机富锌漆 0.35 0.40 0.40
喷砂(丸)后生赤锈 0.45 0.50 0.50
钢丝刷消除浮绣或未经处理的干净轧制表面 0.30 0.35 0.40

试验表明,构件摩擦面涂红丹后,抗滑移系数甚低(在0.14以下),经处理后仍然较低。故摩擦面应严格避免涂染红丹。

另外,连接在潮湿或淋雨状态下进行拼装,也会降低值,故应采取防潮措施并避免雨天施工,以保证连接处表面干燥。

网架结构上高强度螺栓的排列

和普通螺栓的排列相同,应符合下图 以及 下列表单的要求。

角钢上螺栓或铆钉线距表

单行排列 角钢肢宽 40 45 50 56 63 70 75 80 90 100 110 125
线距钉孔最大直径 25
11.5
25
13.5
30
13.5
30
15.5
35
17.5
40
20
40
22
45
22
50
24
55
24
60
26
70
26
双行连接 角钢肢宽 125 140 160 180
a1 55 60 70 70
a2 90 100 120 140
钉孔最大直径 24 24 26 26
双行并列 角钢肢宽 160 180 200
a1 60 70 80
a2 130 140 160
钉孔最大直径 24 24 26

工字钢和槽钢腹板上的螺栓线居表

工字钢型号 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40 45 50 56 63
线距 40 45 45 45 50 50 55 60 60 65 70 75 75 75 75
槽钢型号 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40        
线距 40 45 50 50 55 55 55 60 65 70 75        

工字钢和槽钢翼缘上的螺栓线距表

工字钢型号 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40 45 50 56 63
线距 40 40 50 55 60 65 65 70 75 80 80 85 90 95 95
槽钢型号 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40        
线距 30 35 35 40 40 45 45 45 50 56 60        

 

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