Rollen af høj-bolte i stålforbindelser
Bolteforbindelser er den mest almindelige måde at samle stålkonstruktioner på på stedet, og strukturelle bolte med høj-styrke er de komponenter, der gør disse forbindelser pålidelige. De spændes til en defineret forspænding, så samlingen overfører belastning ved friktion eller leje, afhængigt af designmetoden, og de skal fungere som en samling med matchende møtrikker og spændeskiver.
På internationale projekter skal boltstandarden matche den gældende designkode: AISC 360 for amerikanske projekter, EN 1090-2 og Eurocodes for europæiske projekter, og de tilsvarende nationale koder andetsteds. Styrkeklasserne ligner hinanden på tværs af systemer, men gevinddimensioner, bredde på tværs af flade, skivehårdhed og testkrav er forskellige, så direkte substitution uden teknisk gennemgang er usikker.
Internationale standarder på et blik
| Standard | Område | Typiske karakterer | Noter |
|---|---|---|---|
| ASTM F3125 | USA | A325, A490 | Konsoliderer de tidligere A325 og A490 specifikationer for tunge sekskantede konstruktionsbolte |
| EN 14399 | Europa | Klasse 8.8, 10.9 | Forspændte boltesamlinger; dele -1, -4 (HR-system), -6 (HRC-system) |
| EN 15048 | Europa | Klasse 8.8, 10.9 | Ikke-forspændte strukturelle bolte; må ikke erstatte EN 14399-samlinger |
| AS/NZS 1252 | Australien / New Zealand | Karakter 8.8 | Samling-testet system med streng k-faktorkontrol |
| GB/T 1228 | Kina | Karaktererne 8.8S, 10.9S | Høj-sekskantbolte til stålkonstruktioner |
Ejendomsklasser og minimale trækstyrker
| Betegnelse | Minimum trækstyrke | Udbyttestyrke | Styrende standard |
|---|---|---|---|
| Klasse 8.8 | 800 MPa | 640 MPa | EN 14399 / EN 15048, ISO 898-1 |
| Klasse 10.9 | 1040 MPa | 940 MPa | EN 14399 / EN 15048, ISO 898-1 |
| A325 | 830 MPa (120 ksi) | 570 til 660 MPa | ASTM F3125 |
| A490 | 1040 MPa (150 ksi) | Ikke angivet som udbytte | ASTM F3125 |
Styrkeværdierne ovenfor er defineret i de tilsvarende standarddokumenter. A325 og klasse 8.8 beskrives ofte som ækvivalente, men de to systemer adskiller sig i gevindtolerance, bredde på tværs af flade, skivehårdhed og accepttestning, så det korrekte svar på en tegning er at levere bolte, der er fremstillet og testet i henhold til den faktisk specificerede standard.
Kritiske risici på internationale projekter
Imperial versus metriske dimensioner
Tegninger i USA og Storbritannien angiver ofte tomme-størrelsesbolte som f.eks. 3/4, 7/8 eller 1 tomme. En tomme svarer til 25,4 mm, og en metrisk bolt af den nærmeste nominelle størrelse er ikke det samme produkt. Udskiftning af en 1-tommers bolt med en M24-bolt ændrer huldiameter, kantafstand, lejeareal og designforudsætningerne i forbindelsesberegningerne. Når tegningssystemet er tvetydigt, er det korrekte trin at rejse en anmodning om information (RFI) og få den registrerede ingeniør til at bekræfte systemet før bestilling.
Brintskørhed af galvaniserede bolte med høj-styrke
Varmforzinkning er en normal korrosionsbeskyttelse for mange stålprodukter, men det er generelt forbudt for ASTM F3125 Grade A490 bolte og til klasse 10.9 enheder, der anvendes i forspændte forbindelser, i henhold til de gældende specifikationer såsom RCSC-specifikationen og AISC 360. Under syrebejdsning og atomgalvanisering kan brintbejdsning diffundere; når bolten er spændt, kan det indespærrede brint udløse mikro-revner og pludselige fejl, et fænomen kendt som brintskørhed. Hvor tegninger kræver A490, er belægningen begrænset til zinkflager (Dacromet-type) eller malingssystemer.
Møtrik over-skæring efter galvanisering
Galvaniserbare kvaliteter som f.eks. A325 kan varmgalvaniseres-, men zinklaget på gevindene gør standardmøtrikker umulige at montere. Den korrekte praksis er at banke møtrikker i overstørrelse inden for grænserne af den gældende standard og at matche bolt, møtrik og spændeskiver som en testet enhed. Over-tapning ud over det tilladte område reducerer gevindindgrebet og kan få gevindene til at aftage under tilspænding, så forbindelsen aldrig når designforspændingen.
Samlingsmatch og genbrug
Høj-bolte, møtrikker og spændeskiver bør komme fra en enkelt producent og testes som en enhed, fordi dimensionskompatibilitet mellem komponenter er en del af standarden. Forbelastede strukturelle bolte behandles generelt som engangs-brug; spændingskontrolbolte (TC) er udelukkende engangs-brug. Hvis en bolt er blevet spændt forbi ydeevne i plastområdet, kan genbrug føre til samlingsfejl, og enhver genbrug skal godkendes af en bygningsingeniør.
Tjekliste for indkøb og kvalitetssikring
Bekræft, om projektet bruger metriske eller imperiale bolte, og hæv en RFI, når tegningerne er tvetydige
Match boltstandarden til designkoden: AISC 360 til amerikanske projekter, EN 1090-2 til EU-projekter
Kræv komplette materialetestrapporter (MTR'er) med varmetal for hvert parti
Bekræft den angivne forspændingsmetode: drejning-af-møtrik, momentkontrol eller direkte spændingsindikatorer
Tjek belægningen i forhold til karakteren: A490 med zinkflage eller maling, ikke varmgalvanisering-
Arranger træk- og k-faktortest før-forsendelse, hvor projektstandarden kræver montagetest
Pakkebefæstelser i forseglede ståltromler eller krydsfinerkasser med fugtbeskyttelse og detaljerede pakkelister
For strukturelle fastgørelseselementer, der er produceret i henhold til disse standarder, se vores fastenerssortiment på strukturelle fastgørelseselementer.
Ofte stillede spørgsmål
Sp.: Kan en GB/T 1228 8.8S-bolt erstatte en ASTM A325-bolt?
Ikke uden ingeniørgennemgang. Styrkeniveauerne er sammenlignelige, men gevinddimensioner, bredde på tværs af flade, skivehårdhed, mærkning og accepttest er forskellige mellem systemerne, og det leverede produkt skal opfylde standarden skrevet på tegningerne.
Spørgsmål: Hvorfor må A490-bolte ikke være varmgalvaniserede-?
Syrebejdsning og galvanisering gør det muligt for brint at diffundere ind i stålet med høj-styrke. Under forspænding kan det fangede brint forårsage pludselige sprøde brud, så RCSC-specifikationen og AISC 360 forbyder varm-dip og elektro-galvanisering til A490; zinkflage eller malingssystemer anvendes i stedet.
Sp.: Kan høj-bolte genbruges?
Generelt nej. Forspændte bolte er designet til én tilspænding, og spændingskontrolbolte (TC) er udelukkende engangs-brug. Enhver genbrug skal vurderes og godkendes af en bygningsingeniør.
Q: Hvad er forskellen mellem EN 14399 og EN 15048?
EN 14399 dækker forspændte boltesamlinger i klasse 8.8 og 10.9, testet så samlingen kan spændes til en defineret forspænding. EN 15048 dækker ikke-forspændte strukturelle bolte. De to systemer er ikke udskiftelige i forudindlæste forbindelser.
Spørgsmål: Hvad er den korrekte bolt-stik ud efter tilspænding?
Efter tilspænding skal en ensartet længde af boltenden stikke ud forbi møtrikken, som en visuel kontrol af, at bolten er lang nok. Overdreven stikning-ud, især med synlige gevindudskæringer, indikerer over-spænding, og bolten bør udskiftes.
Spørgsmål: Hvilke dokumenter skal en leverandør af fastgørelseselementer levere?
Som minimum: materialetestrapporter med varmetal, træktestcertifikater og, hvor det kræves af standarden, k-faktor- eller montagetestrapporter. Disse dokumenter kontrolleres af inspektører på stedet og af forsikringsrevisorer.