解析：高力ボルト締結のファスナー選定シリーズ

高力ボルトは1950年代から開発された新しい接合形式です。 シンプルな構造、良好な機械的性能、取り外し可能、耐疲労性、動的荷重下でも緩まないという利点があります。 それには有望な未来があります。 接続方法。

組み立て時には、トルクレンチを使用してナットを締め付け、ボルトに制御された大きなプリテンション Fp を発生させます。 ナットとライナーを介して、接続部分に同じ予張力 Fp が発生します。 予圧 Fp の作用により、接続部分の表面に沿って比較的大きな摩擦力が発生します。 明らかに、滑り力 F が摩擦力より小さい限り、コンポーネントは滑らず、接続が損傷することはありません。 高強度ボルト締結の原理です。

前述したように、高強度ボルト接続はコネクタの接触面間の摩擦に依存して滑りを防ぎます。接触面に十分な摩擦を持たせるには、部品のクランプ力を高め、部品間の摩擦係数を高める必要があります。 部品間のクランプ力はボルトに仮締め力を加えることで実現しますが、一般的な低炭素鋼製ボルトでは材料強度の限界により、適用できる仮締め力には限界があります。 この摩擦力は通常のボルトのせん断抵抗に比べて小さいため、ボルトのプリテンションによる摩擦力を利用して力を伝達するには、ボルトの材料強度が構成材料の強度よりもはるかに大きくなければなりません。つまり、ボルトを使用する必要があります。高張力鋼で作られているため、高強度のボルト締結になります。

高力ボルトに使用される材料の強度は通常のボルトの4～5倍で、一般的に使用される性能レベルは8.8、10.9です。 8.8級は高品質炭素鋼No.8を使用。 35 またはいいえ。 45スチール。グレード10.9は合金構造用鋼20MnTiB、40B、35VBを使用しています。 高力ボルトには大型六角ボルトとトーションシャータイプの2種類があります。 鋼構造物規格では、高力ボルトの材質は現行規格の要求を満たすことが定められています。

高力ボルトの予張力は、一定の摩擦係数を考慮して、材料の降伏とボルトの有効断面積によって決まります。 高力ボルトのプリテンションは、施工中にナットを締めることによって確立されます。 ナットを締める（締める）にはいくつかの方法があります：

(1) トルク法

トルクMとプリテンション力の関係により、通常のレンチでナットを仮締めし、その後トルク値が表示される専用レンチを使用して規定のトルク値で締め付けます。

(2) コーナー方式

プレート密着後のナットの回転角度とボルトの予張力との関係から決定する方法。

締め付ける際は、まず短いレンチでナットが回り止めの位置にねじ込まれ、次に長いレンチでナットを所定の位置にねじ込み、予張力がかかります。

(3) ボルト尾部を緩めます。

ねじりせん断タイプの高力ボルト用に、特殊なテールを備えたボルトです。 締め付ける際は、ボルトとボルトの先端を覆うように専用レンチを使用してください。 一方のスリーブは順方向に回転し、もう一方のスリーブは逆方向に回転します。 ナットをある程度締めるとボルトの先端が折れてしまいます。 ボルト先端の切り欠きの深さはねじりトルクと仮締め力の関係で決まるため、ねじり切ると対応するプリテンション値に達します。

高力ボルト締結においては、摩擦係数が耐荷重に大きく影響します。 テストによると、摩擦係数はコンポーネントの材質、接触面の粗さ、反力の大きさ、主に接触面の形状とコンポーネントの材質に直接関係していることがわかっています。 接触面の摩擦係数を高めるために、接続範囲内のコンポーネントの接触面を施工時に処理する必要があります。 処理方法にはサンドブラストやワイヤーブラシによる洗浄などがあります。 設計にあたっては、工学的状況に応じてより摩擦係数の大きい処理方法を採用するよう努め、構造図に明記してください。

上記の処理方法以外に、携帯用電動砥石を用いて接触面を研磨する処理方法もあります。 研磨方向は力の方向に対して直角であり、滑り止め係数はサンドブラストと同等です。

なお、高力ボルトは実は摩擦タイプと耐圧タイプに分かれます。 摩擦式高力ボルトがせん断力に耐えられる基準は、設計荷重によるせん断力が摩擦力を超えないことです。 耐圧高力ボルトは、軸が傷まないこと、プレートが潰れないことを基本に設計されています。 力の特性や計算方法は通常のボルトと基本的に同じですが、高張力鋼を使用しているため、高い支持力を持ちます。