高层钢结构主要承重构件的螺栓连接,均采用摩擦型高强度螺栓,靠被连接构件间的摩擦阻力传力,其节点连接的变形小。高层钢结构要承受风荷载和地震作用的反复作用,采用摩擦型高强度螺栓连接,可避免在使用荷载作用下发生滑移而留下永久变形。在强震时,高强度螺栓由于超载有可能发生滑移,形成摩擦加承压的承载机制,这时若螺栓孔的孔径过大,滑移量将很大,应予注意。
我国目前采用8.8S和10.9S两种强度性能等级的高强度螺栓。性能等级中的表“S”表示钢结构用螺栓,8.8或10.9是指螺栓的性能等级。其中小数点前“8”或“10”表示螺栓经热处理后的最低抗拉强度属于800N/mm2或1000N/mm2一级;小数点及后面的数字表示屈强比为“0.8”或“0.9”。它们的屈服强度高,分别为由Q235钢制成的普通螺栓的3至4倍。由于材料的强度高,故高强度螺栓通过紧固摞母,在板件间产生高度压紧,从而产生足够的摩擦力。
扭剪型高强度螺栓采用的性能等级则只有10.
9S级,且只有20MnTiB一个钢号。20MnTiB钢属硼钢组,较40B钢的含碳量低,且加有少许钛元素,其冷成型的性能好,且热处理性能稳定,淬火性好,无延迟断裂现象,其抗拉强度、屈服强度、伸长率、断面收缩率均可满足国标对高强度缧栓钢材性能的要求。因此,它特别适合于制造扭剪型高强度螺栓。扭剪型高强度螺栓紧固简单,且便于检査螺栓是否存在漏拧,故深受钢结构公司的欢迎,在高层钢结构中普遍采用。
在高强度螺栓连接的节点中,要能传递全部预期的内力,首先要提高摩擦力。抗滑移系数与构件摩擦面的处理方法关系很大,经过不同方法的处理后,摩擦面的粗糙程度直接影响抗滑移系数,从而也影响高强度螺栓连接的承载力,其中喷砂和喷砂后生赤锈的抗滑移系数最高。
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