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分體式單邊螺栓
讓H形梁-方管柱節(jié)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(xiàn)場拼裝”，其突出的優(yōu)勢是施工速度快、建設周期短、勞動力需求小、環(huán)境污染小。與其他結構形式相比，鋼結構更容易實現(xiàn)設計的標準化、構配件生產(chǎn)的工廠化、施工的裝配化和機械化、產(chǎn)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(xiàn)并發(fā)揮預制裝配式建筑的核心優(yōu)勢，發(fā)展?jié)摿屯茝V價值。
在裝配式鋼結構體系中，鋼管柱截面構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，有利于單一構件的穩(wěn)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(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。鋼管構件由于存在手無法跨越的遮擋部位，要進入鋼管柱內(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，單邊螺栓應用而生。單邊螺栓（Blind Bolt/ One-side Bolt）泛指跨越實現(xiàn)單側安裝、單側擰緊的螺栓。在創(chuàng)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(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(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)比較高的預緊力！
圖3：同濟大學試驗
該產(chǎn)品已獲授權發(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）
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(yōu)越的性能，目前已經(jīng)有一些項目開始采用該產(chǎn)品（如下圖所示）。
圖7：項目案例
目前，該螺栓產(chǎn)品已經(jīng)出口海外，應用到美國關島的住宅項目中。
