高張力鋼で作られたボルト、または大きな予圧力が必要なボルトを高力ボルトと呼びます。高力ボルトは橋梁、レール、高圧・超高圧機器の接続に広く使用されています。このようなボルトの破壊は脆性破壊がほとんどです。超高圧機器に使用される高力ボルトは、容器の密閉性を確保するために大きなプレストレスが必要となります。
高力ボルトと普通ボルトの違い
通常のボルトの材質はQ235(つまりA3)です。
高力ボルトの材質は35#鋼などの高品質な材料を使用し、製造後に熱処理を施して強度を高めています。
両者の違いは素材の強度です。
原材料から:
高力ボルトは高強度の材料で作られています。高力ボルトのネジ、ナット、ワッシャーには、一般的に使用される45鋼、40ボロン鋼、20マンガンチタンボロン鋼、35CrMoAなどの高張力鋼が使用されています。一般的なボルトはQ235(A3)鋼が一般的です。
強度レベルから:
高強度ボルトは、一般的に 8.8 と 10.9 の 2 つの強度グレードで使用され、そのうち 10.9 が大半を占めます。通常のボルトの強度等級は低く、4.8、5.6が一般的です。
力特性の観点から見ると、高力ボルトは予張力を発揮し、摩擦により外力を伝達します。通常のボルト締結はボルトのせん断抵抗と穴壁圧に頼ってせん断力を伝達するため、ナットを締め付ける際に発生する予張力は小さく、その影響は無視でき、高強度ボルトは高い材料強度に加えて、その効果も発揮します。ボルトに大きな予張力がかかるため、接続部材間に押し出し圧力がかかり、ねじの方向に垂直な方向に多くの摩擦が発生します。さらに、プリテンション、滑り止め係数、鋼の種類は、高力ボルトの支持力に直接影響します。
力の特性により圧力式と摩擦式に分けられます。 2 つの計算方法は異なります。高力ボルトの最小仕様はM12、一般的にはM16～M30が使用されますが、オーバーサイズのボルトは性能が不安定となるため、設計には注意が必要です。
使用の観点から:
建築構造物の主要な部材のボルト結合は、一般に高力ボルトによって結合されます。一般的なボルトは再使用可能ですが、高力ボルトは再使用できません。高強度ボルトは通常、永久的な接続に使用されます。
投稿日時: 2024 年 10 月 25 日
