高強度扭轉剪切螺栓通過摩擦施加預拉和傳遞外力。普通扭剪螺栓連接通過錨桿和孔壁承壓傳遞剪力。擰緊螺母時產(chǎn)生的預緊力很小,效果可以忽略不計,高強度扭剪螺栓除了其材料強度外,還很高。此外,在扭轉剪切螺栓上施加了很大的預拉力,使連接構件之間產(chǎn)生了擠壓壓力,從而產(chǎn)生了與螺桿方向垂直的巨大摩擦力。此外,預拉力、抗滑系數(shù)和鋼的種類直接影響高強度扭剪螺栓的承載力。根據(jù)力的特點,可分為壓力型和摩擦型。這兩種計算方法是不同的。
高強度扭剪螺栓更小規(guī)格M12,常用M16M30,超大型扭剪螺栓性能不穩(wěn)定,設應慎重使用。高強扭剪螺栓摩擦型與承壓型連接的區(qū)別在于:高強度扭剪螺栓連接是通過扭剪螺栓桿,大的緊固預張力夾緊連接板,足以產(chǎn)生較大的摩擦力,以提高連接的完整性和剛度,當受剪切力作用時,根據(jù)設計和力學要求的不同,可分為高強抗剪螺栓摩擦連接和高強扭剪螺栓壓縮連接兩種,兩者的本質(zhì)區(qū)別在于極限狀態(tài)不同,雖然是同一種扭剪螺栓,但在計算方法、要求、應用范圍等方面有很大的差異。
在剪切設計中,高強度扭剪螺栓摩擦連接是極限狀態(tài),當外部剪切力達到可能的摩擦力時,扭轉剪切螺栓緊固力之間的接觸面之間的板。也就是說,確保連接的內(nèi)部和外部剪力不超過摩擦力整個連接的壽命。無相對滑移變形(螺桿和孔壁之間始終保持原有的空隙量),連接板整體受彈性力作用。在抗剪設計中,在高強度扭剪螺栓軸承連接中,允許外剪力超過摩擦力,連接板之間發(fā)生相對滑移變形,直到扭剪螺栓桿與孔壁接觸為止。從那時起,連接就依賴于扭剪螺栓體剪切和孔壁壓力以及板接觸面之間的摩擦力,更終以桿體剪切或孔壁壓力破壞作為連接剪切的極限狀態(tài)。總之,摩擦型高強扭剪螺栓與承壓高強度扭剪螺栓實際上是同一種扭剪螺栓,但無論設計是否考慮滑移。
摩擦型高強度螺栓不能滑動,螺栓不承受剪切力,一旦滑移,設計就會達到破壞狀態(tài),在技術上比較成熟;壓縮型高強螺栓可以滑動,螺栓也承受剪切力,更終失效相當于普通螺栓破壞(螺栓剪壞或鋼板壓壞)。
