Parafusos de alta-resistênciasão os principais fixadores que suportam-carga na engenharia de estruturas de aço, e sua qualidade de instalação determina diretamente a segurança e a durabilidade de todo o edifício. De acordo com dados de notificação de qualidade de engenharia do Ministério da Habitação e do Desenvolvimento{2}Rural Urbano, mais de 30% dos riscos de segurança estrutural em projetos de estruturas de aço têm origem na instalação de parafusos de alta resistência-não conformes.
Este guia técnico abrangente oferece uma estrutura-de ponta a{1}} rigorosa-abrangendo seleção estratégica, pré{3}}fabricação,-execução no local e aceitação de controle de qualidade/controle de qualidade-estritamente alinhados com o código GB 50205-2020 atualizado. Como referência da indústria em termos de integridade de estruturas de aço, serve como referência definitiva para engenheiros e empreiteiros internacionais garantirem conformidade intransigente com os mais recentes padrões de qualidade nacionais da China.
Por que parafusos de alta{0}}resistência são usados em estruturas de aço?
Capacidade de suporte-de carga-ultraelevada:fabricado em aço de alta-resistência, capaz de suportar enormes forças de tração e cisalhamento.
Transferência de força do tipo-fricção:os componentes são fixados entre si por pré-tensão e a resistência ao cisalhamento é obtida através do atrito estático nas superfícies de contato, evitando assim que a haste do parafuso seja diretamente submetida ao cisalhamento e à deformação do rolamento.
Resistência a cargas sísmicas e dinâmicas:sob repetidas cargas alternadas, como vento ou ação sísmica, os parafusos não são propensos a afrouxar e apresentam boa dissipação de energia e resistência à fadiga.
Instalação eficiente:a instalação é rápida, não requer operações complexas-de soldagem no local e pode reduzir o cronograma de construção.
Facilidade de substituição:caso ocorram danos ou seja necessária uma reforma, a remoção e a substituição são altamente convenientes, facilitando a manutenção-de longo prazo.
Padrões de classificação e seleção de parafusos de alta-resistência
Os parafusos de alta-resistência comumente usados na engenharia de estruturas de aço se enquadram em dois tipos principais. A seleção incorreta pode levar diretamente à falha da conexão, portanto, eles devem ser rigorosamente distinguidos:
Parafusos de-tipo de alta resistência-de fricção
O tipo padrão para plantas industriais e edifícios públicos, que depende do atrito nas superfícies de contato das placas conectadas para transferir cargas. Eles oferecembaixa deformação e boa resistência à fadiga, tornando-osadequado para todas as ligações estruturais com carga dinâmica e sísmica.As notas de desempenho são classificadas como Nota 8.8 e Nota 10.9.
Parafusos de-tipo de alta resistência-de rolamento
Isso permite o deslizamento na superfície de contato e transfere cargas através do rolamento da haste do parafuso e da resistência ao cisalhamento. Elesoferecem maior capacidade de carga, mas maior deformação, e sãoadequado apenas para conexões de estruturas secundárias não-carregadas dinamicamente e não{1}}sísmicas.Eles são estritamente proibidos para juntas estruturais primárias-que suportam carga.
Especificação do núcleo de seleção:
Diâmetro do parafuso
Para conexões de estrutura primária, M20, M22 e M24 são preferidos. M16 e diâmetros menores são estritamente proibidos para uso em conexões de juntas que suportam carga primária.
Seleção de comprimento
Após o aperto, o parafuso deve sobressair 2–3 roscas além da porca. O comprimento insuficiente não pode garantir a força de fixação, enquanto o comprimento excessivo aumenta os custos de material.
Requisitos correspondentes
Parafusos, porcas e arruelas devem ser fornecidos em conjunto do mesmo fabricante. É estritamente proibida a utilização mista de produtos de diferentes fabricantes ou de diferentes lotes de produção.
Requisitos de proteção contra corrosão
Para ambientes externos e úmidos, são preferidos parafusos de alta resistência-galvanizados por imersão a quente-. Para ambientes internos padrão, parafusos com acabamento-preto podem ser usados.
Observação:Os parafusos de grau 10.9 devem passar por um processo de-desidrogenação durante a galvanização-por imersão a quente paraevitar a fragilização por hidrogênio. Para projetos de exportação, o revestimento Dacromet costuma ser uma alternativa mais segura.
Três tarefas preparatórias básicas antes da instalação-de parafusos de alta resistência
Inspeção e controle de recebimento de materiais
Cada lote de parafusos de alta-resistência entregue no local deve seracompanhado de documentos completos de certificação de qualidade. Amostragem de testemunhas e re{0}}testes devem ser realizadosde acordo com os requisitos do código para o coeficiente de torque (tipo de cabeça sextavada pesada) ou a pré-tensão (tipo twist-off).
Os parafusos só podem ser usados depois de passarem no novo-teste. Os parafusos devem ser armazenados em local seco e ventilado. Depois de aberta a embalagem original, os parafusos devem ser usados no mesmo dia.O armazenamento-ao ar livre é estritamente proibido.Parafusos enferrujados, contaminados com óleo ou graxa ou com roscas danificadas não devem ser usados.
Tratamento antiderrapante-de superfície Faying
O coeficiente de deslizamento da superfície de contato da conexão é um indicador essencial de desempenho para conexões aparafusadas de alta-resistência.Q355o aço requer um coeficiente de deslizamento mínimo de0.45, enquantoQ235o aço requer um mínimo de0.40. Limpeza por jateamento e jateamento são métodos de tratamento-compatíveis com o código; a escovação manual para remoção de ferrugem é estritamente proibida.
Antes da instalação,as superfícies de contato devem ser completamente limpas de tinta, óleo e ferrugem soltapara garantir que estejam secos e limpos. A aplicação de qualquer revestimento em superfícies de contato é estritamente proibida. Um teste de coeficiente de escorregamento deve ser realizado antes do início da-instalação em escala real; a instalação só poderá prosseguir em grande escala depois que os resultados do teste forem considerados aceitáveis.
Calibração de ferramentas de construção
A-calibração no local deverá ser realizada antes da construção eo desvio de torque deve ser controlado dentro de ±5%. A verificação de torque deve ser realizadaantes e depois de cada turno. O uso de chaves de inspeção-não calibradas ou vencidas-é estritamente proibido.
A chave de cisalhamento elétrica dedicada para parafusos do tipo-de torção-também deve ser inspecionada regularmente para garantir que a extremidade estriada possa ser cortada corretamente.A substituição de uma chave padrão pela chave de cisalhamento dedicada é estritamente proibida.
Procedimentos básicos de construção e requisitos de código para parafusos de alta resistência-
1. Especificações de alinhamento e instalação do furo do parafuso
O parafusoa direção de inserção deve ser uniformedurante todo o projeto para facilitar a inspeção de qualidade subsequente.É estritamente proibido colocar parafusos em buracos com um martelopara evitar danos na rosca e deformação da placa de conexão. Onde ocorrer desalinhamento do furo, o alargamento com escareador é obrigatório;corte de gás ou queima de furos com arco é estritamente proibido.
Depois de alargar,o diâmetro do furo não deve exceder o diâmetro nominal do parafuso mais 3,0 mm. O número de furos escareados em qualquer junta não deve exceder 25%do número total de parafusos naquela junta. A parede do furo escareado deve ser lisa e livre de rebarbas, e todas as lascas de metal devem ser completamente removidas antes da inserção do parafuso.
2. Requisitos de sequência de aperto
O princípio de "aperto simétrico do centro da junta para fora" deve ser rigorosamente seguido. O aperto das bordas em direção ao centro é estritamente proibido para evitar que a placa de conexão fique saliente no meio e para evitar contato incompleto nas superfícies de contato.
Todos os parafusos em uma única junta devem completaros três estágios de-aperto firme,-reaperto e aperto final em 24 horas. Intervalos prolongados entre etapas são estritamente proibidos.
3. Padrões de controle de torque
Aperto inicial
50% do torque de aperto final.O objetivo é colocar as placas de conexão em contato total e eliminar lacunas.
Re-torque de aperto
Igual ao torque de aperto-confortável.Esta etapa verifica se algum parafuso se soltou após um aperto-confortável e garante uma distribuição uniforme da pré-carga em todos os parafusos.
Torque de aperto final
Calculado pela fórmula de código Tc=K x Pc x d.
Após a conclusão do aperto final, os parafusos sextavados pesados deverão ser marcados com tinta para indicar o status do aperto final. Para parafusos do tipo-de torção-, a extremidade estriada deve ser completamente cortada.
Observação:
K→ coeficiente de torque
Pc→a força de pré-tensão de projeto do parafuso
d→o diâmetro nominal do parafuso
4. Controle do ambiente de construção
A construção éestritamente proibidodurante a chuva ou quando as superfícies de contacto estão húmidas.
Construçãoserá interrompidoquando a temperatura ambiente cai abaixo de -10 graus.
Durante a construção, a aplicação de tinta nos parafusos éestritamente proibidoe parafusosnão deve ser contaminado por óleo ou poeira.
Em condições-de vento forte, fixação temporária de parafusosdeve ser implementadopara evitar quedas.
Cinco problemas comuns de qualidade e soluções para instalação de parafusos de alta-resistência
1. Não conformidade do coeficiente de torque
Descrição do problema:a dispersão do coeficiente de torque dos parafusos do mesmo lote de produção é excessivamente alta, impossibilitando garantir uma força de fixação consistente.
Causas:corrosão de parafusos, contaminação por óleo, armazenamento superior a 6 meses ou mistura de produtos de fabricantes diferentes.
Solução:todos os parafusos que falharem no novo-teste serão rejeitados e removidos do local. Os parafusos devem ser armazenados em sua embalagem original lacrada e consumidos em até 24 horas após a abertura. É estritamente proibida a mistura de parafusos, porcas e arruelas de diferentes lotes de produção ou de diferentes fabricantes.
2. Resistência ao deslizamento da superfície de faia abaixo do padrão
Descrição do problema:o valor do teste do coeficiente de escorregamento fica abaixo do requisito do projeto.
Causas:grau insuficiente de remoção de ferrugem, presença de tinta ou óleo na superfície de contato ou deformação da placa de conexão.
Solução:todas as superfícies afetadas deverão ser-rejateadas para atingir o padrão de remoção de ferrugem Sa 2.5. O óleo e a ferrugem solta devem ser cuidadosamente limpos com acetona. As placas de conexão deformadas devem ser endireitadas ou substituídas. Um novo ensaio de coeficiente de escorregamento deverá ser realizado, e a construção só poderá prosseguir após os resultados do ensaio serem considerados aceitáveis.
3. Falta de-aperto, excesso-de aperto e falta de aperto dos parafusos
Descrição do problema:o torque de aperto final não atende aos requisitos especificados e alguns parafusos não foram submetidos ao aperto final.
Causas:chave de torque não calibrada, operação de trabalho fora do{0}}padrão ou ausência de marcas de aperto finais.
Solução:calibre a chave dinamométrica antes de cada mudança. A inspeção de torque deve ser realizada duas vezes - 1 hora e 24 horas após o aperto final. Parafusos mal{5}}apertados devem ser reapertados-com o torque especificado; parafusos excessivamente-apertados devem ser substituídos por parafusos novos. Cada parafuso deverá ser marcado com tinta imediatamente após o aperto final para eliminar erros de aperto.
4. Contato incompleto da placa de conexão
Descrição do problema:existem lacunas entre as placas de conexão e um calibrador de folga pode ser inserido.
Causas:sequência de aperto incorreta, deformação da placa de conexão ou presença de detritos na superfície de contato.
Solução:siga rigorosamente a sequência de aperto simétrico do centro para fora. As placas de ligação deformadas devem ser endireitadas mecanicamente. Antes da instalação, limpe completamente todos os detritos das superfícies de contato. Onde a folga exceder 0,5 mm, placas de calço de aço deverão ser inseridas para preencher o vazio.
5. Danos na rosca e fratura do parafuso
Descrição do problema:as roscas dos parafusos estão danificadas ou os parafusos quebram durante o aperto final.
Causas:inserir parafusos em furos com força, material de parafuso de baixa qualidade ou aperto excessivo-.
Solução:martelar parafusos é estritamente proibido; onde ocorrer desalinhamento do furo, escareie com um alargador. Todos os parafusos fraturados deverão ser substituídos e o material do parafuso deverá ser-testado novamente. O torque de aperto final deve ser rigorosamente controlado e o-aperto excessivo é estritamente proibido.
6 critérios de aceitação de qualidade para instalação de parafusos de alta-resistência
Aceitação de Documentação
Os documentos de certificação do material do parafuso, os relatórios-de reteste, os relatórios de teste do coeficiente de escorregamento, os registros de calibração da chave dinamométrica e os registros de construção devem estar completos e em ordem.
Aceitação Visual
A direção de inserção do parafuso deve ser uniforme, com 2 a 3 roscas expostas além da porca. Não deve haver apertos perdidos nem parafusos afrouxados. As marcas de aperto final devem ser claras e completas.
Aceitação de Torque
Para parafusos sextavados pesados, uma amostragem aleatória de 10% das juntas (com um mínimo de 10 juntas) deverá ser inspecionada. Um desvio de torque dentro de ±10% é considerado aceitável.
Aceitação de parafuso tipo torção-desativada-
A taxa de-cisalhamento final-da spline deve atingir 99% ou mais. Os parafusos cujas extremidades estriadas não foram cortadas devem ser submetidos a uma inspeção de torque de acordo com o padrão de parafusos sextavados pesados.
Faying aceitação de superfície
As placas de conexão devem estar em contato firme. Quando verificado com um calibrador de folga de 0,3 mm, a profundidade de inserção não deve exceder 20 mm.
Aceitação de proteção contra corrosão
Após a conclusão do aperto final, tinta anti-corrosão deverá ser aplicada uniformemente nas cabeças dos parafusos, porcas e superfícies de contato da placa de conexão. Não deverá haver falta de revestimento nem flacidez.
A instalação-de parafusos de alta resistência é um elo essencial de controle de qualidade na construção de estruturas de aço - não há espaço para a menor negligência. A GNEE estabeleceu um sistema de gerenciamento de qualidade de instalação de parafusos de{3}}processo completo e-de alta resistência. Desde o recebimento do material, passando pela-instalação no local, até a aceitação final, todas as etapas cumprem rigorosamente os padrões nacionais. Inspetores de qualidade dedicados são designados para fornecer-supervisão em tempo integral durante todo o processo, garantindo a qualidade da conexão em todas as juntas e salvaguardando a segurança estrutural do edifício.
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A seleção adequada de parafusos, os procedimentos de instalação, o controle de torque e a inspeção de qualidade são essenciais para a segurança e o desempenho-de longo prazo das estruturas de aço. Se você precisar de aconselhamento técnico, suporte de engenharia ou uma solução personalizada em estrutura de aço, nossos engenheiros experientes estão prontos para auxiliar seu projeto, desde a concepção até a entrega.
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PERGUNTAS FREQUENTES:
O que é um parafuso de alta-resistência?
Parafusos de alta resistência são feitos de aço carbono de alta-resistência ou de liga de aço temperado. Os materiais de alta-resistência tendem a oferecer capacidade de tração e cisalhamento significativamente maior em comparação com parafusos de aço carbono comuns (por exemplo, grau 4.6)
Parafusos de alta-resistência podem ser soldados?
Não. Na grande maioria dos casos, a soldagem de parafusos de alta-resistência é estritamente proibida.
Motivo: a alta temperatura gerada pela soldagem alterará a microestrutura-tratada termicamente e comprometerá as propriedades mecânicas do parafuso que foram originalmente adquiridas através do tratamento térmico, levando a uma redução na resistência ou fratura frágil.
Os parafusos de alta resistência-podem ser reutilizados?
Tipo-de fricção: geralmente, parafusos de alta-resistência que foram pré-tensionados não devem ser reutilizados (de acordo com AISC 360-16 e EN 1993-1-8) para reutilização após sua instalação inicial ter atingido a pré-tensão especificada.
Provisão específica do código: parafusos em conexões{0}}carregadas por tensão ou locais de alta-tensão em particular devem ser substituídos diretamente por novos após a remoção para evitar falhas por fadiga.