裝配式鋼結(jié)構(gòu)的黑科技—單邊螺栓

來源：http://m.cnbeilibao.com日期：2019-11-29 發(fā)布人：admin

　　分體式單邊螺栓

　　讓H形梁-方管柱節(jié)點連接更容易

　　一、導(dǎo)言

　　裝配式建筑的核心概念是“高度工廠預(yù)制，快速現(xiàn)場拼裝”，其突出的優(yōu)勢是施工速度快、建設(shè)周期短、勞動力需求小、環(huán)境污染小。與其他結(jié)構(gòu)形式相比，鋼結(jié)構(gòu)更容易實現(xiàn)設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)化、構(gòu)配件生產(chǎn)的工廠化、施工的裝配化和機械化、產(chǎn)品供應(yīng)的社會化和市場消費的系列化。因此，預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系更能體現(xiàn)并發(fā)揮預(yù)制裝配式建筑的核心優(yōu)勢，發(fā)展?jié)摿屯茝V價值。

　　在裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系中，鋼管柱截面構(gòu)件具有以下獨特的優(yōu)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(gòu)件的穩(wěn)定性設(shè)計；

　　2、截面材料距離抗彎主軸較遠(yuǎn)，可以用較少的材料實現(xiàn)很大的抗彎剛度，經(jīng)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(gòu)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(xiàn)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(gòu)件由于存在手無法跨越的遮擋部位，要進(jìn)入鋼管柱內(nèi)部擰緊螺栓就非常困難。

　　圖1：矩形管柱高強螺栓連接節(jié)點安裝困難

　　二、分體式單邊螺栓

　　為了這一難題，單邊螺栓應(yīng)用而生。單邊螺栓（Blind Bolt/ One-side Bolt）泛指跨越實現(xiàn)單側(cè)安裝、單側(cè)擰緊的螺栓。在創(chuàng)新精神的指引下，同濟大學(xué)機械工程學(xué)院和土木工程學(xué)院一起合作研發(fā)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(guī)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(jìn)入螺孔后打開。（安裝巧妙）

　　3、能達(dá)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(shè)計簡單）

　　在同濟大學(xué)做了一系列試驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)全栓梁柱節(jié)點完全能滿足節(jié)點剛接的要求！并且可以實現(xiàn)比較高的預(yù)緊力！

　　圖3：同濟大學(xué)試驗

　　該產(chǎn)品已獲授權(quán)發(fā)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(shù)）

　　圖4：所獲

　　三、安裝方法

　　圖5：部件組成

　　圖6：力學(xué)特性