Bulloni-ad alta resistenzasono gli elementi di fissaggio-portanti principali nell'ingegneria delle strutture in acciaio e la loro qualità di installazione determina direttamente la sicurezza e la durabilità dell'intero edificio. Secondo i dati sulle notifiche sulla qualità ingegneristica del Ministero dell'edilizia abitativa e dello sviluppo urbano-rurale, oltre il 30% dei rischi per la sicurezza strutturale nei progetti di strutture in acciaio derivano dall'installazione di bulloni ad alta resistenza-non-conformi.
Questa guida tecnica completa fornisce un rigoroso framework end{0}}to{1}}end-che comprende selezione strategica, pre-fabbricazione,-esecuzione in loco e accettazione QA/QC-rigorosamente allineato al codice GB 50205-2020 aggiornato. In quanto punto di riferimento del settore per l'integrità delle strutture in acciaio, funge da riferimento definitivo per ingegneri e appaltatori internazionali per garantire la conformità senza compromessi ai più recenti standard di qualità nazionali cinesi.
Perché nelle strutture in acciaio vengono utilizzati bulloni-ad alta resistenza?
Capacità di carico-elevatissima-capacità di carico:fabbricato in acciaio ad alta-resistenza, in grado di resistere a enormi forze di trazione e taglio.
Trasferimento di forza di tipo-attrito:i componenti sono fissati insieme tramite pretensione e la resistenza al taglio è ottenuta attraverso l'attrito statico sulle superfici di attrito, impedendo così che il gambo del bullone sia direttamente soggetto a taglio e deformazione del cuscinetto.
Resistenza al carico sismico e dinamico:sotto carichi alternati ripetuti come il vento o l'azione sismica, i bulloni non tendono ad allentarsi e mostrano una buona dissipazione di energia e resistenza alla fatica.
Installazione efficiente:l'installazione è rapida, non richiede complesse operazioni di saldatura in loco-e può ridurre i tempi di costruzione.
Facilità di sostituzione:qualora si verificassero danni o fosse necessario un aggiornamento, la rimozione e la sostituzione sono estremamente convenienti e facilitano la manutenzione a lungo-termine.
Standard di classificazione e selezione dei bulloni- ad alta resistenza
I bulloni ad alta-resistenza comunemente utilizzati nell'ingegneria delle strutture in acciaio si dividono in due tipi principali. Una selezione errata può portare direttamente al fallimento della connessione, quindi devono essere rigorosamente distinti:
Bulloni ad alta-resistenza-ad attrito
Il tipo predefinito per impianti industriali ed edifici pubblici, che si basa sull'attrito sulle superfici di contatto delle piastre collegate per trasferire i carichi. Offronobassa deformazione e buona resistenza alla fatica, realizzandoliadatto a tutti i collegamenti strutturali caricati dinamicamente e sismici.I gradi di prestazione sono classificati come Grado 8.8 e Grado 10.9.
Bulloni di-tipo ad alta-resistenza
Questi consentono lo scivolamento sulla superficie di contatto e trasferiscono i carichi attraverso il cuscinetto del gambo del bullone e la resistenza al taglio. Essioffrono una maggiore capacità di carico ma una maggiore deformazione, e sonoadatto solo per connessioni di strutture secondarie non-caricate dinamicamente e non-sismiche.Sono severamente vietati per i giunti strutturali primari-portanti.
Specifica principale della selezione:
Diametro del bullone
Per i collegamenti della struttura primaria, sono preferibili M20, M22 e M24. M16 e diametri inferiori sono severamente vietati per l'uso nelle connessioni dei giunti portanti primari-.
Selezione della lunghezza
Dopo il serraggio, il bullone dovrebbe sporgere di 2–3 filetti oltre il dado. Una lunghezza insufficiente non può garantire la forza di serraggio, mentre una lunghezza eccessiva aumenta i costi del materiale.
Requisiti corrispondenti
Bulloni, dadi e rondelle devono essere forniti come set abbinato dallo stesso produttore. È severamente vietato l'uso misto di prodotti di produttori diversi o di lotti di produzione diversi.
Requisiti di protezione dalla corrosione
Per gli ambienti esterni e umidi, sono preferibili-bulloni zincati a caldo ad alta-resistenza. Per gli ambienti interni standard, è possibile utilizzare bulloni-con finitura nera.
Nota: i bulloni di grado 10.9 devono essere sottoposti a un processo di dei-idrogenazione durante la zincatura a caldo-per immersioneprevenire l’infragilimento da idrogeno. Per i progetti di esportazione, il rivestimento Dacromet è spesso un’alternativa più sicura.
Tre attività preparatorie fondamentali prima dell'installazione-di bulloni ad alta resistenza
Ispezione e controllo del ricevimento del materiale
Ogni lotto di bulloni ad alta-resistenza consegnato al cantiere deve essereaccompagnato da documenti completi di certificazione di qualità. Verranno condotti campionamenti e nuovi test-testimonialiin conformità con i requisiti della normativa per il coefficiente di coppia (tipo a testa esagonale pesante) o il pretensionamento (tipo twist-off).
I bulloni possono essere utilizzati solo dopo aver superato il re-test. I bulloni devono essere conservati in un magazzino asciutto e ventilato. Una volta aperta la confezione originale i bulloni dovranno essere consumati entro lo stesso giorno.È severamente vietato-il deposito all'aperto.Non utilizzare bulloni arrugginiti, contaminati da olio o grasso o con filettature danneggiate.
Trattamento antiscivolo-della superficie sbiadita
Il coefficiente di scorrimento della superficie di contatto della connessione è un indicatore prestazionale fondamentale per le connessioni bullonate ad alta-resistenza.Q355l'acciaio richiede un coefficiente di scorrimento minimo di0.45, MentreQ235l'acciaio richiede un minimo di0.40. La pulizia con sabbiatura e la granigliatura sono metodi di trattamento-conformi al codice; è severamente vietata la spazzolatura manuale con fili metallici per la rimozione della ruggine.
Prima dell'installazione,le superfici a contatto devono essere accuratamente pulite da vernice, olio e ruggine scioltaper assicurarsi che siano asciutti e puliti. È severamente vietata l'applicazione di qualsiasi rivestimento su superfici a contatto. È necessario eseguire un test del coefficiente di scorrimento prima dell'inizio-dell'installazione su scala completa; l'installazione potrà procedere su larga scala solo dopo che i risultati dei test saranno ritenuti accettabili.
Calibrazione dello strumento di costruzione
La-calibrazione in loco dovrà essere eseguita prima della costruzione ela deviazione della coppia deve essere controllata entro ±5%. Dovrà essere effettuata la verifica della coppiasia prima che dopo ogni turno. È severamente vietato l'uso di chiavi di ispezione non calibrate o scadute-per-.
Anche la chiave di taglio elettrica dedicata per i bulloni di tipo twist-off- dovrà essere ispezionata regolarmente per garantire che l'estremità della scanalatura possa tagliarsi correttamente.È severamente vietata la sostituzione di una chiave standard con una chiave a tranciamento dedicata.
Procedure di costruzione del nucleo e requisiti normativi dei bulloni- ad alta resistenza
1.Allineamento dei fori dei bulloni e specifiche di installazione
Il bullonela direzione di inserimento dovrà essere uniformedurante l'intero progetto per facilitare il successivo controllo di qualità.È severamente vietato inserire i bulloni nei fori con un martelloper evitare danni alla filettatura e deformazione della piastra di collegamento. In caso di disallineamento del foro, è obbligatorio l'alesatura con un alesatore;è severamente vietato il taglio con gas o la combustione con arco dei fori.
Dopo l'alesatura,il diametro del foro non deve superare il diametro nominale del bullone più 3,0 mm. Il numero di fori alesati su ogni singolo giunto non deve superare il 25%del numero totale di bulloni in corrispondenza di quel giunto. La parete del foro alesato deve essere liscia e priva di bave e tutti i trucioli metallici devono essere accuratamente rimossi prima dell'inserimento del bullone.
2.Requisiti della sequenza di serraggio
Il principio di"serraggio simmetrico dal centro del giunto verso l'esterno" devono essere seguiti scrupolosamente. È severamente vietato serrare dai bordi verso il centro per evitare che la piastra di collegamento si rigonfia al centro e per evitare un contatto incompleto sulle superfici di contatto.
Tutti i bulloni di un singolo giunto devono essere completatile tre fasi di stretto-serraggio, ri-serraggio e serraggio finale entro 24 ore. Sono severamente vietati intervalli prolungati tra le tappe.
3.Standard di controllo della coppia
Serraggio iniziale
50% della coppia di serraggio finale.Lo scopo è quello di portare le piastre di collegamento a pieno contatto ed eliminare gli spazi vuoti.
Coppia di ri-serraggio
Uguale alla stretta-coppia di serraggio.Questo passaggio controlla se qualche bullone si è allentato dopo il serraggio-adeguato e garantisce una distribuzione uniforme del precarico su tutti i bulloni.
Coppia di serraggio finale
Calcolato secondo la formula del codice Tc=K x Pc x d.
Al termine del serraggio finale, i bulloni esagonali pesanti dovranno essere contrassegnati con vernice per indicare lo stato del serraggio finale. Per i bulloni di tipo twist-off-, l'estremità della scanalatura deve essere completamente tranciata.
Nota:
K→ coefficiente di coppia
Pc→forza di pretensionamento di progetto del bullone
d→il diametro nominale del bullone
4.Controllo dell'ambiente di costruzione
La costruzione èseveramente proibitodurante la pioggia o quando le superfici a contatto sono umide.
Costruzionesarà fermatoquando la temperatura ambiente scende sotto i -10 gradi.
Durante la costruzione, è necessario applicare la vernice sui bulloniseveramente proibitoe bulloninon deve essere contaminato da olio o polvere.
In condizioni di vento forte-, fissaggio temporaneo dei bullonideve essere implementatoper evitare la caduta.
5 problemi comuni di qualità e soluzioni per l'installazione di bulloni-ad alta resistenza
1.Non conformità del coefficiente di coppia
Descrizione del problema:la dispersione del coefficiente di coppia dei bulloni dello stesso lotto di produzione è eccessivamente elevata, rendendo impossibile garantire una forza di serraggio costante.
Cause:corrosione dei bulloni, contaminazione da olio, stoccaggio superiore a 6 mesi o miscelazione di prodotti di produttori diversi.
Soluzione:tutti i bulloni che non superano il re-test dovranno essere respinti e rimossi dal sito. I bulloni devono essere conservati nella loro confezione originale sigillata e consumati entro 24 ore dall'apertura. È severamente vietato mischiare bulloni, dadi e rondelle di lotti di produzione diversi o di produttori diversi.
2. Resistenza allo scivolamento della superficie di attrito inferiore alla norma
Descrizione del problema:il valore del test del coefficiente di scorrimento è inferiore a quello richiesto dal progetto.
Cause:grado di rimozione della ruggine insufficiente, presenza di vernice o olio sulla superficie a contatto o deformazione della piastra di collegamento.
Soluzione:tutte le superfici interessate dovranno essere ri-sabbiate per raggiungere lo standard di rimozione della ruggine Sa 2,5. L'olio e la ruggine sciolta devono essere puliti accuratamente utilizzando acetone. Le piastre di collegamento deformate dovranno essere raddrizzate o sostituite. È necessario eseguire un nuovo test del coefficiente di scorrimento e la costruzione potrà procedere solo dopo che i risultati del test saranno ritenuti accettabili.
3. Sotto-serraggio, eccessivo-serraggio e mancato serraggio dei bulloni
Descrizione del problema:la coppia di serraggio finale non soddisfa i requisiti specificati e alcuni bulloni non sono stati sottoposti al serraggio finale.
Cause:chiave dinamometrica non calibrata, funzionamento non-standard del lavoratore o assenza di segni di serraggio finale.
Soluzione:calibrare la chiave dinamometrica prima di ogni cambio. L'ispezione della coppia deve essere eseguita due volte - a 1 ora e 24 ore dopo il serraggio finale. I bulloni-sottoserrati dovranno essere serrati nuovamente-alla coppia specificata; i bulloni-serrati eccessivamente dovranno essere sostituiti con bulloni nuovi. Ciascun bullone dovrà essere contrassegnato con vernice immediatamente dopo il serraggio finale per eliminare il mancato serraggio.
4. Contatto incompleto della piastra di collegamento
Descrizione del problema:sono presenti degli spazi tra le piastre di collegamento ed è possibile inserire uno spessimetro.
Cause:sequenza di serraggio errata, deformazione della piastra di collegamento o presenza di detriti sulla superficie di appoggio.
Soluzione:seguire rigorosamente la sequenza di serraggio simmetrica dal centro verso l'esterno. Le piastre di collegamento deformate dovranno essere raddrizzate meccanicamente. Prima dell'installazione, pulire accuratamente tutti i detriti dalle superfici a contatto. Laddove lo spazio supera 0,5 mm, dovranno essere inserite piastre di spessoramento in acciaio per riempire il vuoto.
5. Danno alla filettatura e rottura del bullone
Descrizione del problema:le filettature dei bulloni sono danneggiate o i bulloni si fratturano durante il serraggio finale.
Cause:inserire i bulloni nei fori con la forza, con materiali scadenti o con un serraggio eccessivo.
Soluzione:è severamente vietato martellare i bulloni; dove si verifica un disallineamento del foro, alesare con un alesatore. Tutti i bulloni fratturati dovranno essere sostituiti e il materiale dei bulloni sarà -testato nuovamente. La coppia di serraggio finale deve essere rigorosamente controllata ed è severamente proibito-un serraggio eccessivo.
6 criteri di accettazione della qualità per l'installazione di bulloni-ad alta resistenza
Accettazione della documentazione
I documenti di certificazione dei materiali dei bulloni, i rapporti di ri-prova, i rapporti di prova del coefficiente di scorrimento, i registri di calibrazione delle chiavi dinamometriche e i registri di costruzione devono essere tutti completi e in ordine.
Accettazione visiva
La direzione di inserimento del bullone deve essere uniforme, con 2 o 3 filetti esposti oltre il dado. Non si dovrà verificare un mancato serraggio o un allentamento dei bulloni. I segni di serraggio finali devono essere chiari e completi.
Accettazione della coppia
Per i bulloni esagonali pesanti, dovrà essere ispezionato un campione casuale del 10% dei giunti (con un minimo di 10 giunti). Una deviazione della coppia entro ±10% è considerata accettabile.
Twist-Off-Tipo di accettazione del bullone
Il tasso di taglio-dell'estremità della spline-deve raggiungere il 99% o più. I bulloni le cui estremità scanalate non si sono tranciate devono essere sottoposti a un controllo della coppia in conformità con lo standard dei bulloni esagonali pesanti.
Accettazione superficiale incompatibile
Le piastre di collegamento devono essere a stretto contatto. Se controllata con uno spessimetro da 0,3 mm, la profondità di inserimento non deve superare i 20 mm.
Accettazione della protezione dalla corrosione
Una volta completato il serraggio finale, la vernice anticorrosione sarà applicata in modo uniforme sulle teste dei bulloni, sui dadi e sulle superfici di contatto della piastra di collegamento. Non ci saranno mancanze di rivestimento e nessun cedimento.
L'installazione di bulloni- ad alta resistenza è un elemento fondamentale del controllo qualità nella costruzione di strutture in acciaio - non c'è spazio per la minima negligenza. GNEE ha stabilito un sistema di gestione della qualità dell'installazione dei bulloni ad alta resistenza-intero-processo. Dalla ricezione del materiale, passando per l'-installazione in loco, fino all'accettazione finale, ogni fase è rigorosamente conforme agli standard nazionali. Ispettori di qualità dedicati sono incaricati di fornire una supervisione a tempo pieno- durante l'intero processo, garantendo la qualità della connessione in ogni giunto e salvaguardando la sicurezza strutturale dell'edificio.
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La corretta selezione dei bulloni, le procedure di installazione, il controllo della coppia e l'ispezione di qualità sono fondamentali per la sicurezza e le prestazioni a lungo termine- delle strutture in acciaio. Se hai bisogno di consulenza tecnica, supporto ingegneristico o di una soluzione personalizzata per la struttura in acciaio, i nostri ingegneri esperti sono pronti ad assistere il tuo progetto dalla progettazione alla consegna.
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Domande frequenti:
Cos'è un bullone ad alta-resistenza?
I bulloni ad alta resistenza sono realizzati in acciaio al carbonio ad alta resistenza-o in acciaio legato temperato. I materiali ad alta-resistenza tendono a offrire una capacità di trazione e taglio significativamente più elevata rispetto ai normali bulloni in acciaio al carbonio (ad es. Grado 4.6)
È possibile saldare-bulloni ad alta resistenza?
No. Nella stragrande maggioranza dei casi, la saldatura di bulloni ad alta-resistenza è severamente vietata.
Motivo: l'elevata temperatura generata dalla saldatura altererà la microstruttura-trattata termicamente e comprometterà le proprietà meccaniche del bullone originariamente acquisite attraverso il trattamento termico, portando a una riduzione della resistenza o a una frattura fragile.
È possibile riutilizzare i bulloni-ad alta resistenza?
Tipo- ad attrito: generalmente, i bulloni ad alta-resistenza che sono stati pretensionati non devono essere riutilizzati (secondo AISC 360-16 e EN 1993-1-8) per il riutilizzo dopo che la loro installazione iniziale ha raggiunto il pretensionamento specificato.
Disposizione specifica del codice: i bulloni nelle connessioni-caricate a tensione o in posizioni ad-elevata sollecitazione in particolare devono essere sostituiti direttamente con nuovi dopo la rimozione per evitare cedimenti per fatica.