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我国高强度螺栓与DIN抗拉力差异
新闻类别:产品知识  发布时间:2015-06-21 09:45:52
    DIN规范和中国规范中高强度螺栓抗拉承载力存在巨大差异,原因如下:
    1.我国的规范中,摩擦型高强螺栓安装时需要施加预拉力P,P=0.9*0.9*0.9*fu*Ae/1.2。
    其中,fu是最小抗拉强度,Ae是螺栓有效面积。
    高强螺栓的设计预拉力由材料强度和螺栓有效截面确定,并考虑了:
    a. 在扭紧螺栓时扭矩使螺栓产生的剪应力将降低螺栓的承拉能力,故对材料抗拉强度除以系数1.2;
    b.施工时为补偿预拉力的松弛要对螺栓超张拉5%~10%,故乘以系数0.9;
    c.材料抗力的变异等影响,乘以系数0.9;
    d.对抗拉强度引入附加安全系数0.9。
    摩擦型是依靠被连接构件间的摩擦力传递阻力,以剪力等于摩擦力为承载力极限状态。为了避免当外力大于螺栓预拉力时,卸载后出现松弛现象,抗拉承载力设计值不得大于0.8P。
    以10.9级螺栓为例,最小抗拉强度为1040N/mm2,抗拉承载力设计值为1040*0.9*0.9*0.9*0.8/1.2=500N/mm2.
    2.我国规范的承压型高强螺栓的抗拉承载力设计值也是按照0.8P确定的,但允许接触面滑移,此时受力状态和普通螺栓一样,承载力为螺栓本身的强度。承压型是当剪力超过摩擦力时,螺杆受剪破化或孔壁承压破坏为承载力极限状态。承压型高强螺栓虽然剪切变形比摩擦型大,但承载力高于摩擦型。
    这种螺栓不能用在承受动力荷载的结构中。
    3.根据DIN规范,在地震区不能使用摩擦型高强螺栓,所以是按照螺栓本身的强度设计的,只按材料分项系数和安全系数进行折减,高于我国的规范值。
    以10.9级的M20高强螺栓为例,我国规范按预拉力控制,抗拉设计承载力为124kN;DIN规范按材料本身强度控制,为178kN。计算过程如下:
    N<=314*900/1.1/1.1=234kN,其中314为截面积,900为屈服强度,1.1和1.1分别为附加安全系数和材料分项系数;
    N<=245*1000/1.25/1.1=178kN,其中245为净截面积,1000为最小抗拉强度,1.25和1.1分别为附加安全系数和材料分项系数;
    两者取小值,即178kN。
    所以,如果采用我国规范的设计值,则保证了正常工作状态下(非地震时)整体结构较小的变形;如果采用DIN规范中的设计值,结构也是安全的(我们施工时仍会施加预紧力,保证接触面一定的摩擦力和整体结构小的变形,只是在地震时螺栓才发挥最大的作用,靠本身强度抵抗)。