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【行業知識】鋼結構高強螺栓松動原因及預防措施
作者:漢普時間:2021-05-20

高強度螺栓在生產上全稱叫高強度螺栓連接副,一般簡稱為高強螺栓。每一個連接副包括一個螺栓,一個螺母,兩個墊圈,均是同一批生產,并且是在同一熱處理工藝加工過的產品。根據安裝特點分為大六角型螺栓和扭剪型螺栓。

扭剪型高強螺栓、

扭剪型高強螺栓

大六角高強螺栓

大六角高強螺栓


高強螺栓連接類型及特點


根據高強螺栓的不同受力特性,可分為摩擦型連接和承壓型連接兩種類型。

摩擦型連接是根據高強螺栓所具有的緊固特點,在被連接板重疊部分間產生摩擦阻力以傳遞剪力而將構件、部件或板件連成整體的連接方式。設計時,摩擦型高強螺栓的極限連接承載力是以板間摩擦力恰好被克服為準則的,這意味著該類型螺栓不承擔剪力,連接板間摩擦力一旦產生相對滑動,設計中即判定這種連接狀態已經達到了破壞狀態。

承壓型連接是依靠螺桿的抗剪性能和螺桿與孔壁的承壓性能以傳遞剪力而將構件、部件或板件連成整體的連接方式,是以螺栓自身受剪破壞或螺栓孔壁承壓破壞作為設計準則。

鋼結構高強螺栓

螺栓松動的原因

1、螺栓、連接板污損

螺栓與連接板接觸面的抗滑移系數是影響螺栓承載力的重要參數,而抗滑移系數是由試驗確定,但在鋼結構現場施工中,螺栓、連接板等構件往往會在運輸、裝卸、保管的過程中,表面被油污、雜物等污染,使材料抗滑移性能下降,降低了螺栓的承載能力。

2、螺栓施擰順序錯誤

高強螺栓應按一定的順序進行施擰,錯誤的施擰順序會使連接板受力不均衡,出現局部微小的形變,最終導致連接板層貼合不緊密。而在施擰的過程中,初擰扭矩過大或過小,甚至不經初擰直接終擰,也會導致連接板產生微小形變,最終導致節點的承載力下降。對于單個節點上的高強螺栓群連接副擰緊,應分初擰和終擰兩個步驟。同時,應按一定的順序施擰,施擰順序的原則應按先中間后向外的順序擰緊。如此順序施擰,可以保證被連接構件與連接板充分接觸,充分發揮摩擦面的抗滑移作用。

3、連接板存在間隙

板厚公差、制造偏差、安裝偏差以及連接板表面的毛刺等都會使摩擦面間產生一定的間隙,這使得有間隙一側的部分螺栓緊固力會以剪力形式通過連接板傳向較厚一側,導致該部位摩擦面間的正壓力減小,摩擦承載力降低。

4、震動影響

在配備有吊車的鋼結構車間中,吊車反復移動所產生的動荷載,會使節點處的螺栓自身產生振動,影響螺栓的擰緊效果。螺栓自振動基本為兩個方向,軸向振動和徑向振動。隨著振動能量和次數的增加,螺栓會出現微小的變形,造成應力松弛,使螺栓預緊力減小,節點螺栓發生松動,但螺栓預緊力不會因振動而無限減小,而是減小至一定程度則趨于穩定。


防松動措施


(1)在對螺栓、連接板的運輸和保存過程中,應輕裝、輕卸,防止損傷螺紋和連接板。此外還應采取一定的防潮、防銹和防沾染臟物等相應措施,保護摩擦面,對摩擦面已被污染的連接板等,應進行相應的處理才能使用。有一種簡便可行的保護摩擦面的方法。在防腐施工前,將紙張等遮蓋物,覆蓋在摩擦面之上,遮蓋物四邊要寬于接觸區域邊緣,并且用膠帶將遮蓋物邊緣進行粘貼密封。

(2)施工初擰扭矩及終擰扭矩應進行準確計算。高強螺栓連接副在擰緊后會有一部分預拉力損失,因此在施擰時應對預拉力損失進行一定的補償,規范規定施工預拉力應比設計預拉力增加10%,對于大六角頭高強螺栓初擰和復擰扭矩值為終擰值的0.5倍。初擰和復擰后的螺栓應進行顏色標記,終擰后的螺栓應用另一種顏色區別標記。對于大六角頭高強螺栓連接副,初擰、復擰和終擰應在一天內完成。

(3)施擰時,應嚴格遵循先中間、后四邊,先接頭剛度大的部位后約束小的部位進行施擰。此外,對于工字型柱對接螺栓應按先翼緣后腹板的順序進行施擰;而對于兩個或多個節點螺栓群應按先主要構件,后次要構件的順序施擰。

(4)雙螺母連接也是目前廣泛采用的一種螺栓防松動的方法。這種鎖緊裝置的工作原理是靠兩螺母的螺紋產生的微小彈性變形而將螺母鎖緊,其具有更長的抗振壽命。


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