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    品質改變

    我國高強度螺栓與DIN抗拉力差異

    [page:createtime $format=yyyy-mm-dd]行業新聞

    我國高強度螺栓與DIN抗拉力差異

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    DIN規范和中國規范中高強度螺栓抗拉承載力存在巨大差異,原因如下:

    1.我國的規范中,摩擦型高強螺栓安裝時需要施加預拉力P,P=0.9*0.9*0.9*fu*Ae/1.2。
    其中,fu是最小抗拉強度,Ae是螺栓有效面積。

    高強螺栓的設計預拉力由材料強度和螺栓有效截面確定,并考慮了:

    a. 在扭緊螺栓時扭矩使螺栓產生的剪應力將降低螺栓的承拉能力,故對材料抗拉強度除以系數1.2;
    b.施工時為補償預拉力的松弛要對螺栓超張拉5%~10%,故乘以系數0.9;
    c.材料抗力的變異等影響,乘以系數0.9;
    d.對抗拉強度引入附加安全系數0.9。

    摩擦型是依靠被連接構件間的摩擦力傳遞阻力,以剪力等于摩擦力為承載力極限狀態。為了避免當外力大于螺栓預拉力時,卸載后出現松弛現象,抗拉承載力設計值不得大于0.8P。

    以10.9級螺栓為例,最小抗拉強度為1040N/mm2,抗拉承載力設計值為1040*0.9*0.9*0.9*0.8/1.2=500N/mm2.

    2.我國規范的承壓型高強螺栓的抗拉承載力設計值也是按照0.8P確定的,但允許接觸面滑移,此時受力狀態和普通螺栓一樣,承載力為螺栓本身的強度。承壓型是當剪力超過摩擦力時,螺桿受剪破化或孔壁承壓破壞為承載力極限狀態。承壓型高強螺栓雖然剪切變形比摩擦型大,但承載力高于摩擦型。
    這種螺栓不能用在承受動力荷載的結構中。

    3.根據DIN規范,在地震區不能使用摩擦型高強螺栓,所以是按照螺栓本身的強度設計的,只按材料分項系數和安全系數進行折減,高于我國的規范值。
    以10.9級的M20高強螺栓為例,我國規范按預拉力控制,抗拉設計承載力為124kN;DIN規范按材料本身強度控制,為178kN。計算過程如下:

    N<=314*900/1.1/1.1=234kN,其中314為截面積,900為屈服強度,1.1和1.1分別為附加安全系數和材料分項系數;
    N<=245*1000/1.25/1.1=178kN,其中245為凈截面積,1000為最小抗拉強度,1.25和1.1分別為附加安全系數和材料分項系數;
    兩者取小值,即178kN。

    所以,如果采用我國規范的設計值,則保證了正常工作狀態下(非地震時)整體結構較小的變形;如果采用DIN規范中的設計值,結構也是安全的(我們施工時仍會施加預緊力,保證接觸面一定的摩擦力和整體結構小的變形,只是在地震時螺栓才發揮最大的作用,靠本身強度抵抗)。

     

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