Schrauben für Stahlkonstruktionenunterscheiden sich erheblich von gewöhnlichen mechanischen Schrauben in Verbindungsformen, Kraftübertragungsmechanismen und Konstruktionsprozessen. Je nach Beanspruchungsklasse, Betriebsbedingungen und Konstruktionsanforderungen werden Verbindungen im Stahlbau hauptsächlich in zwei Kategorien eingeteilt: gewöhnliche Bolzenverbindungen und hochfeste Bolzenverbindungen. Jeder Verbindungstyp variiert stark in Bezug auf Präzisionsanforderungen, Lochdurchmesserstandards, Kraftübertragungsprinzipien und anwendbare Szenarien.
1. Gewöhnliche Bolzenverbindungen
Gewöhnliche Schrauben werden basierend auf der Fertigungsgenauigkeit in die drei Präzisionsklassen A, B und C eingeteilt. Die Güteklassen A und B sind raffinierte Bolzen, während es sich bei der Güteklasse C um grobe Bolzen handelt. Sofern nicht anders angegeben, werden standardmäßig grobe Schrauben der Güteklasse C für konventionelle Verbindungen in Gebäudestahlkonstruktionen verwendet. In Bezug auf Form und Struktur umfassen gewöhnliche Schrauben Sechskantschrauben, doppelseitige Schrauben, Senkkopfschrauben und andere Arten.
Rohbolzen der Güteklasse C zeichnen sich durch eine geringe Bearbeitungsgenauigkeit und einen großen Wandabstand aus. Sie werden hauptsächlich für die Vor-Montage von Stahlkonstruktionswerkstätten, das Vor-Festziehen von genieteten Bauteilen, die vorübergehende Positionierung und Befestigung vor der formalen Installation hoch{3}fester Schrauben und die vorübergehende Befestigung vor dem Knotenschweißen verwendet. Wenn sie als feste Schrauben verwendet werden, müssen sie nach der Ausrichtung der Komponenten vollständig angezogen werden und mit zuverlässigen Lockerungsschutzmaßnahmen ausgestattet sein, um ein Lockern und Versetzen während der Konstruktion zu verhindern.
1.1 Verfeinerte Schrauben (Klasse A/B)
Raffinierte Schraubenverfügen über eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit, kleine Schraubentoleranzen und ein minimales Montagespiel, wodurch ein fester Sitz zwischen der Schraubenstange und dem Schraubenloch erreicht wird. Sie stellen strenge Anforderungen an die Präzision der Lochherstellung und die Bearbeitungsgenauigkeit der Schraubenstangen und müssen beim Einbau durch leichtes Klopfen statt durch heftiges Klopfen befestigt werden. Raffinierte Schrauben eignen sich für präzise Strukturverbindungen, die häufig demontiert und montiert werden müssen oder sich nicht nieten lassen. Sie werden hauptsächlich bei der Montage mechanischer Geräte eingesetzt und seltener beim Bau von Stahlkonstruktionen.
2. Hoch-Schraubverbindungen
Je nach mechanischem Konstruktionsmodus werden hochfeste Schrauben für Stahlkonstruktionen in Reibungs--Typen und Lager--Typen unterteilt. Die beiden Typen sind im Material, in der Spezifikation und in den mechanischen Eigenschaften identisch und unterscheiden sich lediglich in den Designkriterien für die Schlupfkontrolle und den Mechanismen zur Fehlerbeurteilung. Hinsichtlich der Strukturformen werden sie in hochfeste Schrauben mit großem Sechskant und hochfeste Schrauben vom Torshear-Typ eingeteilt.
2.1 Reibungs-Typ hoch-Schraubenverbindung
Reibungs-Hoch-Schrauben verdichten die Verbindungsplatten durch die Schraubenvorspannung und übertragen äußere Lasten durch Haftreibung, die auf der Kontaktfläche der Stahlplatten erzeugt wird. An der Verbindungsstelle ist kein Schlupf zulässig und die Schrauben dürfen keiner Scherkraft ausgesetzt sein. Jeder Schlupf auf der Plattenoberfläche wird als Verbindungsfehler gewertet. Um den Reibungskoeffizienten zu verbessern, kann die Kontaktoberfläche von Stahlbauteilen durch Sandstrahlen und Kugelstrahlen behandelt werden, um eine gleichmäßige Rostoberfläche zu bilden, die die Rutschfestigkeit erhöht und die Schraubenanordnung optimiert. Der Montagelochdurchmesser von hochfesten Reibungsschrauben vom -Typ- ist 1,5 mm bis 2,0 mm größer als der Nenndurchmesser der Schraube.
2.2 Lager-Typ hochfeste-Schraubverbindung
Lager-hochfeste-Schrauben übertragen Lasten auf der Grundlage der Plattenoberflächenreibung unter normalen Arbeitsbedingungen. Wenn die Last die Reibungstragfähigkeit überschreitet, ist ein geringfügiger Gelenkschlupf zulässig, und die Spannung wird gemeinsam durch den Scherwiderstand der Bolzenstangen und den Lagerdruck der Plattenlochwände getragen und übertragen. Seine Versagensarten stimmen mit denen gewöhnlicher Schrauben überein, nämlich Bolzenscherversagen oder Bruchversagen des Stahlplattenlagers. Der Montagelochdurchmesser von hochfesten Bolzen vom Typ Lager-ist 1,0 mm bis 1,5 mm größer als der Nenndurchmesser der Bolzen. CNC-Bohrmaschinen und Bohrvorrichtungen werden für präzise Lochbohrungen priorisiert, um die Genauigkeit der Lochposition sicherzustellen.
Hauptunterschiede zwischen den beiden Arten von hochfesten Schrauben: Reibungsschrauben vom Typ -verwenden ein Designkriterium für die Vermeidung von Schlupf mit höherer Sicherheitsmarge und Stabilität und eignen sich für Strukturen unter Vibrationsbelastung, dynamischer Belastung und hohen Belastungsbedingungen;{3}} Lagerbolzen vom Typ - ermöglichen einen begrenzten Schlupf und verfügen über eine höhere Tragfähigkeit, anwendbar für statische Laststrukturen.
2.3 Große Sechskant-Schraubenbaugruppe mit hoher-Festigkeit
Eine komplette hochfeste Schraubenbaugruppe mit großem Sechskant besteht aus einer hochfesten Schraube, einer Mutter und zwei Unterlegscheiben.
Vor dem formellen Bau werden Rohbolzen zur temporären Befestigung und präzisen Ausrichtung der Bauteile verwendet. Nach der Kalibrierung werden die Rohschrauben in der Schraubengruppe der Reihe nach von der Mitte zu beiden Seiten durch hochfeste Schrauben ersetzt, gefolgt vom anfänglichen Anziehen, wiederholten Anziehen und endgültigen Anziehen. Bei der Montage muss auf jeder Seite der Bolzenstange eine Unterlegscheibe angebracht werden.
Drehmomentnormen für die Konstruktion: Das anfängliche Anzugsdrehmoment beträgt 50 % des endgültigen Anzugsdrehmoments; Das wiederholte Anzugsdrehmoment entspricht dem endgültigen Anzugsdrehmoment, wodurch Montagelücken vermieden und die Vorspannkraft der Schrauben gleichmäßiger werden. Die Berechnungsformel für das endgültige Anzugsdrehmoment: Tc=K×Pc×d. Wobei: Tc=endgültiges Anzugsdrehmoment (N·m); K=Drehmomentkoeffizient; Pc=Konstruktionsvorspannung-Spannkraft (kN); d=Nennbolzendurchmesser (mm). Drehmomentschlüssel müssen vor jedem Gebrauch kalibriert werden, um die Konstruktionsgenauigkeit zu gewährleisten.
2.4 Torshear-Schraubenbaugruppe mit hoher -Festigkeit
Ein kompletter Torshear-Typhoch-starke SchraubeDie Baugruppe besteht aus einer Torshear-Schraube, einer Mutter und einer Unterlegscheibe, wobei auf der Mutterseite nur eine Unterlegscheibe statt doppelseitiger Unterlegscheiben angebracht ist.
Die Berechnungsformel für das anfängliche Anzugsdrehmoment: Tc=0.065×Pc×d. Wobei: Tc=anfängliches Anzugsdrehmoment (N·m); Pc=Konstruktionsvorspannung-Spannkraft (kN); d=Nennbolzendurchmesser (mm). Zum endgültigen Festziehen wird ein spezieller Torshear-Schlüssel verwendet, der abgeschlossen ist, sobald der Pflaumenblütenschwanz am Schraubenende abgedreht ist. Torshear-Schrauben zeichnen sich durch eine hohe Kontrollierbarkeit der Konstruktionsqualität aus, wobei sich die Qualitätsüberwachung auf die gesamte -Prozessinspektion und Prozesskontrolle konzentriert.
