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裝配式鋼結構的黑科技—單邊螺栓

來源:http://www.degu-web.net 日期:2019-11-29 發布人:wanzhong1

  分體式單邊螺栓
  讓H形梁-方管柱節點連接更容易
  一、導言
  裝配式建筑的核心概念是“高度工廠預制,快速現場拼裝”,其突出的優勢是施工速度快、建設周期短、勞動力需求小、環境污染小。與其他結構形式相比,鋼結構更容易實現設計的標準化、構配件生產的工廠化、施工的裝配化和機械化、產品供應的社會化和市場消費的系列化。因此,預制裝配式鋼結構體系更能體現并發揮預制裝配式建筑的核心優勢,發展潛力和推廣價值。
  在裝配式鋼結構體系中,鋼管柱截面構件具有以下獨特的優勢:
  1、 方管和圓管的對稱截面形式使得截面慣性矩對各主軸相同,有利于單一構件的穩定性設計;
  2、 截面材料距離抗彎主軸較遠,可以用較少的材料實現很大的抗彎剛度,經濟性高。
  3、 閉口截面的抗扭剛度大。
  4、 可以和混凝土配合使用,顯著增強承載了、剛度和耐火性能。
  5、 外觀簡潔,建筑師喜歡。
  6、 鋼管外表面積相對同樣承載性能的開口截面的鋼構件往往要小,減少了防腐防火涂層的材料消耗和涂裝工作量。
  對于H型鋼柱,采用高強螺栓實現梁柱連接比較簡單,但是對于鋼管截面就不是這么容易了。鋼管構件由于存在手無法跨越的遮擋部位,要進入鋼管柱內部擰緊螺栓就非常困難。
  圖1:矩形管柱高強螺栓連接節點安裝困難
  二、分體式單邊螺栓
  為了解決這一難題,單邊螺栓應用而生。單邊螺栓(Blind Bolt/ One-side Bolt)泛指跨越實現單側安裝、單側擰緊的螺栓。在創新精神的指引下,同濟大學機械工程學院和土木工程學院一起合作研發了滿足摩擦型高強螺栓受力要求的分體式單邊螺栓。
  圖2:分體式單邊螺栓
  該單邊螺栓具有如下特性:
  1、 螺桿及螺帽與常規高強度螺栓相同,僅作局部加工。(加工方便)
  2、 采用分體式墊片,某些情況下增加套筒。分體式墊片在進入螺孔后打開。(安裝巧妙)
  3、 能達到摩擦型高強度螺栓要求(一般采用10.9級),計算方法等同于高強度螺栓。(承載力高,設計簡單)
  在同濟大學做了一系列試驗,結果發現全栓梁柱節點完全能滿足節點剛接的要求!并且可以實現比較高的預緊力!
  圖3:同濟大學試驗
  該產品已獲授權國家發明7項,另有6項申請中(涵蓋螺栓、安裝工具及其配套連接技術)
  圖4:所獲
  三、安裝方法
  圖5:部件組成
  圖6:力學特性
  四、工程應用
  基于分體式單邊螺栓優越的性能,目前已經有一些項目開始采用該產品(如下圖所示)。
  圖7:項目案例
  目前,該螺栓產品已經出口海外,應用到美國關島的住宅項目中。

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