高强度扭转剪切螺栓通过摩擦施加预拉和传递外力。普通扭剪螺栓连接通过锚杆和孔壁承压传递剪力。拧紧螺母时产生的预紧力很小,效果可以忽略不计,高强度扭剪螺栓除了其材料强度外,还很高。此外,在扭转剪切螺栓上施加了很大的预拉力,使连接构件之间产生了挤压压力,从而产生了与螺杆方向垂直的巨大摩擦力。此外,预拉力、抗滑系数和钢的种类直接影响高强度扭剪螺栓的承载力。根据力的特点,可分为压力型和摩擦型。这两种计算方法是不同的。
高强度扭剪螺栓更小规格M12,常用M16M30,超大型扭剪螺栓性能不稳定,设应慎重使用。高强扭剪螺栓摩擦型与承压型连接的区别在于:高强度扭剪螺栓连接是通过扭剪螺栓杆,大的紧固预张力夹紧连接板,足以产生较大的摩擦力,以提高连接的完整性和刚度,当受剪切力作用时,根据设计和力学要求的不同,可分为高强抗剪螺栓摩擦连接和高强扭剪螺栓压缩连接两种,两者的本质区别在于极限状态不同,虽然是同一种扭剪螺栓,但在计算方法、要求、应用范围等方面有很大的差异。
在剪切设计中,高强度扭剪螺栓摩擦连接是极限状态,当外部剪切力达到可能的摩擦力时,扭转剪切螺栓紧固力之间的接触面之间的板。也就是说,确保连接的内部和外部剪力不超过摩擦力整个连接的寿命。无相对滑移变形(螺杆和孔壁之间始终保持原有的空隙量),连接板整体受弹性力作用。在抗剪设计中,在高强度扭剪螺栓轴承连接中,允许外剪力超过摩擦力,连接板之间发生相对滑移变形,直到扭剪螺栓杆与孔壁接触为止。从那时起,连接就依赖于扭剪螺栓体剪切和孔壁压力以及板接触面之间的摩擦力,更终以杆体剪切或孔壁压力破坏作为连接剪切的极限状态。总之,摩擦型高强扭剪螺栓与承压高强度扭剪螺栓实际上是同一种扭剪螺栓,但无论设计是否考虑滑移。
摩擦型高强度螺栓不能滑动,螺栓不承受剪切力,一旦滑移,设计就会达到破坏状态,在技术上比较成熟;压缩型高强螺栓可以滑动,螺栓也承受剪切力,更终失效相当于普通螺栓破坏(螺栓剪坏或钢板压坏)。
