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高強(qiáng)螺栓之大六角型與扭剪型對(duì)比
點(diǎn)擊次數(shù):5498 更新時(shí)間:2018-05-14

高強(qiáng)螺栓之大六角型與扭剪型

    本文對(duì)高強(qiáng)螺栓的兩種類(lèi)型進(jìn)行簡(jiǎn)單的對(duì)比,幫助大家理解其差別。其核心要義是要理解:扭矩系數(shù)緊固軸力兩個(gè)概念。

1. 簡(jiǎn)單介紹

高強(qiáng)螺栓從外形上就容易被區(qū)分為大六角(Hex head ),英文簡(jiǎn)稱(chēng)為HSFGHigh strength friction grid bolts)。顧名思義,大六角頭螺栓的螺帽是正六角形的,可以推斷出這是便于使用扳手固定的需要(后面我們?cè)敿?xì)介紹),這是zui初使用的高強(qiáng)螺栓的類(lèi)型。

扭剪型(troque shear style /Twist off bolts/),英文一般簡(jiǎn)稱(chēng)TCBTension control bolts)以示區(qū)別。其端部端部有梅花卡頭(spline-end),并且螺栓的螺帽一般是圓形(不需要使用扳手固定);是日本人在HSFG的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)研制的改進(jìn)型產(chǎn)品。

2. 兩種螺栓的對(duì)比分析

2.1外觀對(duì)比分析

大六角型:六角頭螺栓使用定扭矩扳手施工,由于其施擰時(shí)并不握裹螺桿,在旋轉(zhuǎn)螺母的同時(shí)可能會(huì)帶動(dòng)螺桿進(jìn)行同轉(zhuǎn),無(wú)謂消耗扭矩值,造成無(wú)法擰緊。故將螺桿頭設(shè)計(jì)成大六角,在發(fā)生同轉(zhuǎn)的情況時(shí),可以用普通扳手予以臨時(shí)固定,避免同轉(zhuǎn)現(xiàn)象。定扭矩扳手伸出來(lái)的支撐桿主要是為了提供支點(diǎn)以確定其施加的扭矩,故如無(wú)可靠支點(diǎn),扳手無(wú)法施工。

扭剪型:扭剪型螺栓使用扭剪型扳手施工,其根部使用正反向扭桿直接通過(guò)梅花頭夾緊螺桿本身,故施擰時(shí)不會(huì)發(fā)生同轉(zhuǎn)現(xiàn)象。其產(chǎn)品設(shè)計(jì)的思路是:利用螺桿達(dá)到預(yù)拉力值時(shí),材料所能承受對(duì)應(yīng)的剪力,來(lái)設(shè)計(jì)削弱梅花頭的根部截面,達(dá)到剪斷的目的。

2.2原理對(duì)比分析

首先必須理解:同一型號(hào)的大六角和扭剪型螺栓在正確的施工方法下可以達(dá)到的預(yù)拉力設(shè)計(jì)值是同樣的。

大六角頭高強(qiáng)螺栓(HSFG)施擰過(guò)程:理解扭矩系數(shù)

 “541”原則,是日本人在工程實(shí)踐的基礎(chǔ)上反復(fù)實(shí)驗(yàn)總結(jié)出的關(guān)于扭矩值和預(yù)緊力之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。英國(guó)鋼結(jié)構(gòu)教科書(shū)中對(duì)此進(jìn)行了引用和闡述,其給出了扭矩?fù)p耗的因素。國(guó)內(nèi)進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)教育中,很少提及“541”原則,而是直接反應(yīng)成為我們理解的扭矩系數(shù)

有效的夾緊力 / 輸出總力矩 = 扭矩系數(shù) 0.11~0.14

扭矩系數(shù)是大六角高強(qiáng)螺栓HSFG施工的zui重要參數(shù),為了保障大六角螺栓施工質(zhì)量,必須對(duì)扭矩系數(shù)進(jìn)行測(cè)定檢驗(yàn)。

扭剪型高強(qiáng)螺栓(TCB)施擰過(guò)程:理解緊固軸力

施擰過(guò)程是削弱截面的剪斷過(guò)程。在施加扭矩聚集材料內(nèi)拉應(yīng)力達(dá)到設(shè)計(jì)值(緊固軸力)的同時(shí),其材料的對(duì)應(yīng)抗剪強(qiáng)度恰好能使梅花頭削弱截面擰斷。分析可知即便是扭剪型螺栓,也不是直接反饋螺桿中的預(yù)拉力值,而是利用抗剪能力進(jìn)行了代換,其檢驗(yàn)項(xiàng)仍然不是直接項(xiàng),存在代換的誤差。故為了保障扭剪型螺栓的施工質(zhì)量,必須對(duì)其剪斷時(shí)對(duì)應(yīng)代表的緊固軸力進(jìn)行測(cè)定。其值應(yīng)當(dāng)符合預(yù)緊力設(shè)計(jì)值。

2.3連接副組成對(duì)比

基于國(guó)標(biāo)JGJ-82 6.1.1規(guī)定,高強(qiáng)螺栓連接副中,大六角螺栓需要兩墊一母,扭剪型高強(qiáng)螺栓則要一墊一母。

2.4驗(yàn)收方式對(duì)比

大六角螺栓HSFG在施工之后,使用定扭矩扳手檢驗(yàn)。在驗(yàn)收扭剪型TCB時(shí),關(guān)注梅花頭被擰斷即合格。

2.5螺栓價(jià)格對(duì)比

M24*100  高強(qiáng)螺栓大六角頭為 5.50元一副

M24*100  高強(qiáng)螺栓扭剪型為 6.41元一副

一般的扭剪型螺栓比大六角螺栓貴15%-20%。

2.6工具價(jià)格對(duì)比

國(guó)產(chǎn)的產(chǎn)品比這個(gè)便宜很多,但是在實(shí)際使用中,損壞率太高,質(zhì)量仍然不過(guò)關(guān)。

3. 結(jié)束語(yǔ)

    扭剪型作為大六角的改進(jìn)升級(jí)版,其價(jià)格稍貴,施工,檢驗(yàn)較為簡(jiǎn)便,優(yōu)勢(shì)明顯。但是國(guó)內(nèi)由于受?chē)?guó)標(biāo)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)的限制(僅有10.9級(jí),zui大尺寸24M)。其核心原理理解的關(guān)鍵是掌握:扭矩系數(shù)緊固軸力兩個(gè)概念。

 

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