裝配式鋼結(jié)構(gòu)需要這樣一種黑科技 ——單邊螺栓技術(shù)(Blind Bolt Technology)
裝配式建筑在國內(nèi)正如火如荼的開展,各種創(chuàng)新技術(shù)也層出不窮。但鋼結(jié)構(gòu)梁柱連接節(jié)點一直采用栓焊連接方式為主,現(xiàn)場焊接工作量巨大,焊接質(zhì)量無法保證。但一種新的技術(shù)有望改變這種局面,這種技術(shù)就是小編今天為各位介紹的黑科技——單邊螺栓連接技術(shù)。
眾所周知,在裝配式建筑中,鋼管截面的使用非常廣泛,經(jīng)常作為柱、支撐,亦或其它桿件的首選截面形式。鋼管截面的連接相較于H型鋼截面的連接麻煩一些,鋼管結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面封閉,要進入到鋼管內(nèi)部擰緊螺栓非常困難,如果能在不破壞鋼管其他部位的前提下,采用高強度螺栓連接,則可大大減少使用具有高度技術(shù)要求的焊工等技術(shù)力量,單邊螺栓連接在保證連接節(jié)點強度和使用安全的前提下,節(jié)省了施工量和人工費,加快了工期。
單邊螺栓技術(shù)的應(yīng)用
下圖是坐落于新西蘭基督城的一幢全螺栓連接的裝配式鋼框架結(jié)構(gòu)房屋。它具有裝配式建筑的所有優(yōu)點:環(huán)保、快捷、經(jīng)濟、結(jié)構(gòu)合理、使用靈活。它的梁柱節(jié)點連接就采用了單邊螺栓連接。


漢廣電創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園項目中的大雨棚,近期也完成了單邊螺栓的安裝工作,效果良好:
采用全螺栓連接的別墅項目,現(xiàn)場完全免焊,一天即可完成結(jié)構(gòu)安裝。
圖表 1 四川別墅
單邊螺栓技術(shù)的緣起

上兩幅圖很好地詮釋了傳統(tǒng)螺栓連接在施工中碰到的問題。這樣的問題其實不僅僅存在于裝配式鋼結(jié)構(gòu),鋼管與其他構(gòu)件的連接節(jié)點都可能碰到這樣的問題,甚至在橋梁結(jié)構(gòu)中這樣的施工問題也屢見不鮮。
小編發(fā)現(xiàn)方/矩形鋼管柱用于裝配式鋼結(jié)構(gòu)具有優(yōu)勢,但裝配式連接不便阻礙了預(yù)制裝配化進程,限制了鋼管在裝配式鋼結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用。小編也對國外的單邊螺栓產(chǎn)品進行了廣泛的調(diào)查對比,發(fā)現(xiàn)國外已有的單邊螺栓,也即Blind Bolt不但價格昂貴,且不滿足我國抗震規(guī)范要求——《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011-2010第8.2.8條規(guī)定:高強度螺栓連接不得滑移。
小編還了解到,同濟大學(xué)已對國外的單邊螺栓進行了試驗分析,發(fā)現(xiàn)國外單邊螺栓產(chǎn)品無法滿足我國的抗震規(guī)范的要求。
具有自主知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)高預(yù)緊力新型單邊螺栓
在這樣的情形下,同濟大學(xué)研發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)高預(yù)緊力新型單邊螺栓系列產(chǎn)品。這一系列的專利產(chǎn)品是具有原創(chuàng)性(擁有十余項國家發(fā)明專利)、構(gòu)造簡單(加工精度要求低)、成本經(jīng)濟、安裝快捷、可實現(xiàn)無滑移的摩擦型高強螺栓連接。
單邊螺栓安裝示意
同濟大學(xué)對此螺栓進行了一系列的試驗,并與國外的產(chǎn)品進行了性能對比,試驗結(jié)果表明:螺栓全過程保持高預(yù)緊力,全栓梁柱連接節(jié)點能滿足節(jié)點剛接連接的要求。
單邊螺栓簡介
該單邊螺栓的螺桿及螺帽與常規(guī)扭剪型高強度螺栓相似,并采用分體式墊片,分體式墊片在進入螺孔后打開。設(shè)計計算方法等同于普通高強度螺栓,一般采用10.9級。