[實用新型]一種扭剪型單邊自緊螺栓緊固件

有效

• 申請號: 201420797148.8
• 申請日: 2014-12-15
• 公開（公告）號: CN204284139U
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 范圣剛;舒贛平;劉飛
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: F16B13/10
• 分類號: F16B13/10
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本實用新型涉及土木工程及機械連接緊固領域，特別是單側安裝操作的螺栓緊固件。

背景技術

目前，在土木工程和機械連接緊固領域，對于結構件連接緊固的安裝需求量非常龐大。就當前來看，傳統的也是被當前普遍使用的螺栓分為螺桿和螺母兩部分，需要在一側插入螺桿并夾緊螺母，然后在另一側用工具將螺母擰緊。這使得在對構件實施連接緊固作業時，工作人員需要在構件兩側作業。這種連接緊固方法構造簡單、操作方便、承載力好，但僅局限適用于開口截面構件的連接，對于某些閉口截面構件或是不方便接觸到其中一面的構件來說，許多情況下，在施工過程中需要開手孔，會進一步削弱截面強度，導致螺栓強度達不到理論值；甚至還存在許多空間狹小的情況，致使接近被連接的工件其中一面受阻礙或受限時，即使開手孔也根本無法完成操作；更有很多閉口截面構件，不允許開手孔導致無法解除到受阻礙一面。

例如，在鋼管結構(方鋼管或圓鋼管)及鋼管混凝土結構中，梁柱連接節點處，由于柱截面為閉口截面，不能同時在兩邊進行操作，只能在單側進行操作連接安裝，因此傳統的螺栓螺母連接緊固件無法滿足類似結構的緊固安裝。

實用新型內容

要解決的技術問題：針對現有技術的不足，本實用新型一種扭剪型單邊自緊螺栓緊固件，解決現有技術中常見的螺栓無法進行單邊緊固作業的不足。

技術方案：為解決上述技術問題，本實用新型采用以下技術方案：

一種扭剪型單邊自緊螺栓緊固件，包括扭剪型高強螺栓和配套的螺母；扭剪型高強螺栓一端為突出栓桿的螺栓頭，另一端為梅花頭；所述螺母通過螺紋與扭剪型高強螺栓嚙合；從扭剪型高強螺栓的螺栓頭一端到螺母所在位置之間的螺栓桿上依次套有第一套筒、第二套筒和墊片；所述第一套筒材料的屈服強度高于第二套筒；在第一套筒與第二套筒上相對的端面處，第二套筒所屬一端位于第一套筒所屬一端的內側；所述第二套筒的外徑小于螺母的外徑；所述第二套筒上設置有薄弱處，薄弱處發生塑性變形的臨界強度低于第二套筒上的其他位置。

在需要連接的兩個構件的可操作一側開孔，該孔穿過靠近可操作一側的構件并穿到另一個構件內部。將本實用新型的一種扭剪型單邊自緊螺栓緊固件中的第一套筒、第二套筒和墊片順次套上螺栓桿并用螺母擰上使得螺栓頭、第一套筒、第二套筒、墊片、螺母順次緊密接觸；將組裝好的緊固件的螺栓頭一側從孔中伸入到不可操作一側的構件內部，第一套筒和第二套筒均穿入孔中，墊片和螺母或者僅螺母由于直徑較大無法進入孔中而抵在可操作一側的構件表面。將該緊固件的梅花頭插進扭剪扳手的內套筒中，在梅花頭完全進入扭剪扳手的內套筒時內套筒后退，然后把扭剪扳手的外套筒完全插到螺母上。打開扭剪扳手的開關，扭剪扳手的內套筒旋轉，開始擰緊螺栓，螺栓頭與螺母之間的距離有變小的趨勢，一方面螺栓頭帶動第一套筒在不可操作一側擠壓第二套筒，另一方面螺母在可操作一側擠壓第二套筒。第二套筒上的薄弱處受力率先屈服帶動周邊向外膨脹形成大于孔內其他部分構件的外徑的擴大頭，由于第一套筒的屈服強度大且第二套筒與第一套筒接觸處由于位于第一套筒內側，可以防止第二套筒與第一套筒接觸處向外擴張，以免第二套筒靠近螺栓頭的一端過度向外擴張導致第二套筒沖出螺栓頭，整體穩定性無法保證；一般的扭剪型高強度螺栓都帶有梅花頭，梅花頭為易剪切部分，隨著緊固程度加深，旋轉速度逐漸減慢，最后使梅花頭部分達到一定扭矩，梅花頭處的易剪切部分剪斷，安裝完畢。

進一步的，在本實用新型中，第一套筒與第二套筒上相對的端面均設置成楔形，并且第一套筒上的楔形設置在內部，第二套筒上的楔形設置在外部，第一套筒上的楔形與第二套筒上的楔形匹配。第一套筒的楔形部位較薄稍稍向外擴張包住第二套筒與第一套筒的接觸處防止兩個套筒的接觸處向外“溢”出。

進一步的，在本實用新型中，所述第二套筒的材料為低屈服點鋼，屈服強度在100MPa～300MPa之間且伸長率在35％以上；所述第一套筒的材料為高強鋼，屈服強度高于800Mpa。

進一步的，在本實用新型中，第二套筒上的薄弱處的具體實現方法有多種，比較簡單的方式是采用削弱截面積的方式，如將薄弱處設置為一圈環狀凹槽。

有益效果：

本實用新型在傳統的扭剪型高強螺栓的基礎上設置兩個屈服強度不一樣的套筒，屈服強度低的套筒上面還設置有發生塑性變形臨界應力最小的薄弱處，在安裝緊固套筒的過程中，薄弱處受擠壓后自動實現屈服強度較低的套筒的變形，形成擴大頭抵在可操作一側的構件的背面從而起到類似墊片的固定作用，屈服強度較大的套筒包住低屈服點鋼套與之接觸的一端防止向外“溢”出；