高力ボルトの摩擦式と圧力式接合の違い

高力ボルト接合は、接続プレート内部のボルトロッドをプレートクランプ片に強く締め付けることで、十分な摩擦力を発生させ、接合部の完全性と剛性を向上させます。せん断時の応力は、設計要件や応力度に応じて、摩擦式高力ボルト接合と二圧式高力ボルト接合に分けられます。両者の本質的な違いは、限界状態が異なります。同じ種類のボルトであっても、計算方法、要件、適用範囲は大きく異なります。せん断設計において、高力ボルト摩擦接合とは、ボルト締め付け力によって外部せん断力とプレート接触面との間に生じる最大摩擦力を限界状態とみなします。つまり、接合部の内部および外部せん断力が、全使用期間を通じて最大摩擦力を超えないことを保証します。プレートの相対的な滑り変形はありません（ねじと穴壁の間の元の隙間は常に維持されます）。せん断設計において、圧力式高力ボルト接合は、外部せん断力が最大摩擦力を超える場合に許容されます。力は、接続されたプレート間の相対的な滑り変形、ボルトが穴壁に接触するまで、次にボルト軸のせん断と穴壁への圧力と接触面パネルジョイント力の間の摩擦、最終的に軸のせん断または穴壁への圧力による損傷に至り、せん断限界状態を受け入れる。つまり、摩擦型高力ボルトと圧力支持型高力ボルトは実際には同じ種類のボルトですが、設計は
滑りは考慮されていません。摩擦式高力ボルトは滑りがなく、ボルトはせん断力を負担しません。一度滑り落ちると、設計上は破損状態に達すると考えられており、技術は比較的成熟しています。一方、高力耐圧ボルトは滑りが発生する可能性があり、ボルトはせん断力を負担します。最終的な損傷は、通常のボルト（ボルトせん断または鋼板の圧潰）と同等です。使用の観点から：

建築構造物の主要部材のボルト接合部は、一般的に高強度ボルトで作られています。一般的なボルトは再利用できます。高強度ボルトは再利用できません。高強度ボルトは、一般的に恒久的な接合部に使用されます。
高力ボルトはプレストレストボルトで、摩擦式でトルクレンチで所定のプレストレスをかけ、圧力式でプラムヘッドをねじ込みます。通常のボルトはせん断性能が悪く、二次構造部品に使用できます。通常のボルトは締め付けるだけで済みます。
一般的なボルトは一般にクラス 4.4、クラス 4.8、クラス 5.6、クラス 8.8 です。高強度ボルトは一般にクラス 8.8 とクラス 10.9 で、そのうち 10.9 が大部分を占めています。
8.8は8.8Sと同じグレードです。普通ボルトと高力ボルトの機械的性質および計算方法は異なります。高力ボルトの応力は、まずその内部に予張力Pを適用し、次に接続片の接触面との間の摩擦抵抗で外部荷重を支えますが、普通ボルトは直接外部荷重を支えます。

高強度ボルト接合は、構造が簡単で、機械的性能が優れ、取り外し可能で、疲労に強く、動的荷重の作用下でも耐えられるなどの利点があり、非常に有望な接合方法です。
高力ボルトは、専用のレンチを用いてナットを締め付けることで、ボルトに大きな予圧を発生させ、ナットとプレートを同じ量の予圧で接続します。予圧作用により、接続部の表面にはより大きな摩擦力が発生します。当然のことながら、軸力がこの摩擦力より小さい限り、部材は滑らず、接続部は損傷しません。これが高力ボルト接続の原理です。
高力ボルト接合は、接合部材の接触面間の摩擦力によって相互滑りを防止します。接触面に十分な摩擦力を得るためには、部材の接触面の締付け力と摩擦係数を高める必要があります。部材間の締付け力は、ボルトに予圧をかけることで得られるため、ボルトは高強度鋼で作られる必要があり、これが高力ボルト接合と呼ばれる理由です。
高強度ボルト接合においては、摩擦係数が支持力に大きな影響を与えます。試験により、摩擦係数は主に接触面の形状と構成部品の材質によって影響を受けることが分かっています。接触面の摩擦係数を高めるために、接合範囲内の部品の接触面を処理するために、サンドブラストやワイヤーブラシ洗浄などの方法が建設現場でよく使用されています。