高强度螺栓连接技术规定及长度计算方法解析

   日期:2024-06-30     来源:网络整理    作者:佚名    浏览:672    
核心提示:☞高强度螺栓连接技术高强度螺栓安装时应先使用安装螺栓和冲钉。高强度螺栓应在构件安装精度调整后进行拧紧。钢结构连接用高强度螺栓连接副的品种、规格、性能应符合国家现行标准的规定并满足设计要求。螺栓球节点钢网架、网壳结构用高强度螺栓应进行表面硬度检验,检验结果应满足其产品标准的要求,

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☞高强度螺栓连接技术

1、根据规范要求,高强度螺栓连接应符合下列规定:

7.4.1 高强度大六角头螺栓连接副由1个螺栓、1个螺母和2个垫圈组成,扭剪型高强度螺栓连接副由1个螺栓、1个螺母和1个垫圈组成,其组合应符合表7.4.1的规定。

7.4.2 高强度螺栓的长度应按螺栓连接副最终拧紧后外露2~3个螺纹的标准计算,可按下式计算。所选用高强度螺栓的公称长度应为修约后的长度,应在计算出的螺栓长度l基础上,按5mm的修约间隔进行修约。

式中:l′——连接板层总厚度;

△l——附加长度,或按表7.4.2选择;

m——高强度螺母的公称厚度;

n——垫圈数量:扭剪型高强度螺栓为1个,高强度大六角头螺栓为2个;

s——高强度垫片的公称厚度。当采用大圆孔或长条孔时,应根据实际厚度确定高强度垫片的公称厚度;

p——螺纹螺距。

注:本表中附加长度△l是根据标准圆孔垫片的公称厚度计算确定的。

7.4.2条款说明:本条款规定了高强螺栓长度计算和选取的原则。螺栓长度以外露(2~3个)螺纹标准确定。如果螺栓外露过少或沉入螺母内,可能对螺栓螺纹与螺母螺纹连接强度产生不利影响。如果外露长度过长,不但不经济,而且在拧紧高强螺栓时会造成困难。

按公式(7.4.2)计算的螺栓长度规格可能会有差异,本条规定高强度螺栓公称长度采用四舍五入法确定,即选定的螺栓采购长度按3进位或8进位的原则四舍五入为5mm的整数倍,尽量减少螺栓规格数量。可参照下表选定螺距。

7.4.3 安装高强螺栓时,应优先采用安装螺栓、铆钉,每个节点插入的安装螺栓、铆钉的数量,应根据安装过程中承受的荷载计算确定,并应符合下列规定:

1、不应少于安装孔总数的1/3;

2、安装螺栓数量不少于2个;

3、插入的冲头数量不应超过安装螺栓数量的30%;

4 严禁使用高强度螺栓作为安装螺栓。

7.4.3条说明本条规定高强螺栓的安装采用安装螺栓和冲头的规定。冲头主要起定位作用,安装螺栓主要起紧固作用,尽可能消除间隙。安装螺栓和冲头的数量必须保证承受构件自重和连接校正时外力。规定每个节点的最少安装数量,以防止构件连接后位置偏移,同时限制冲头的数量。冲头加工成圆锥体,中径与孔径相同。

严禁采用高强度螺栓作为安装螺栓,以防止损坏螺纹和引起连接副表面状态的改变而引起扭矩系数的变化。

7.4.4 构件安装精度调整后,应拧紧高强度螺栓。高强度螺栓的安装应符合下列规定:

1 安装扭剪型高强度螺栓时,螺母有圆台面的一侧应朝向垫圈有倒角的一侧;

2 安装大六角头高强度螺栓时,应使螺栓头下方的垫圈的倒角侧面朝向螺栓头,螺母带有圆台面的一侧朝向垫圈的倒角侧面。

7.4.4 条款说明 对于大六角头高强度螺栓连接副,垫圈内倒角的设置是为了与螺栓头下方的过渡圆弧相配合。因此,安装时,垫圈倒角面必须朝向螺栓头,否则螺栓头不能与垫圈很好地贴合,影响螺栓的受力性能。对于螺母侧的垫圈,由于倒角面的表面比较平整光滑,拧紧时扭矩系数小,离散率也小,因此将垫圈倒角面朝向螺母。

7.4.5 高强度螺栓现场安装时应能自由穿入螺栓孔内,不应强行插入。当螺栓不能自由插入时,可用铰刀或锉刀修整螺栓孔。不得采用气割扩孔。扩孔数量应由设计单位商定。修整或扩孔后的孔径不应超过螺栓直径的1.2倍。

7.4.5条规定气割扩孔很不规则,不仅削弱构件有效截面,减小传力面积,而且容易使扩孔处钢材产生缺陷,因此规定不允许气割扩孔,扩孔最大限度也是基于对构件有效截面和摩擦传力面积的考虑。

7.4.6 高强度大六角头螺栓连接副可采用扭矩法或角度法紧固,施工时应符合下列规定:

1施工所用的力矩扳手使用前应进行校准,其扭矩相对误差不得大于±5%;校准使用的力矩扳手,其扭矩相对误差不得大于±3%;

2 拧紧时,对螺母施加扭矩;

3 紧固宜分为初紧固和终紧固,初紧固与终紧固之间应进行大节点的再次紧固,初紧固扭矩可取施工终紧固扭矩的50%钢结构高强螺栓终拧检测,再次紧固扭矩应等于初紧固扭矩。终紧固扭矩应按下式计算:

式中:Tc——施工最终紧固扭矩(N·m);

k——高强度螺栓连接副扭矩系数平均值,取值范围为0.110~0.150;

Pc——建筑用高强度大六角头螺栓的预拉力,可按表7.4.6-1选取(kN);

d——高强度螺栓公称直径(mm);

4 采用角度法施工时,连接副初次紧固(再紧固)后的最终角度应符合表7.4.6-2的规定;

注:1d为螺栓公称直径;

2螺母旋转角度是螺母与螺栓杆之间的相对旋转角度;

3 当螺栓长度l超过螺栓公称直径d的12倍时,螺母的最终拧紧角度应通过试验确定。

5 初次拧紧或重新拧紧后,螺母应涂上颜色标记。

7.4.6规定检测大六角头高强螺栓最终拧紧值和校准建筑力矩扳手所用的标准扳手必须经计量单位检定并在有效期内使用,检测和校准时使用的扳手应当为同一扳手。

7.4.7 扭剪型高强度螺栓连接副应采用专用电动扳手紧固,施工时应符合下列规定:

1 紧固应分为初紧固和终紧固,对于大节点,应在初紧固和终紧固之间增加附加紧固。

2 初始拧紧扭矩值应为本规范公式(7.4.6)中Tc计算值的50%,其中k应为0.13,或可按表7.4.7选取;复拧紧扭矩应等于初始拧紧扭矩;

3 终拧应以旋出螺栓端部梅花头为基准。对于少数不能用专用扳手终拧的螺栓,可按本规范第7.4.6条规定的方法进行终拧。扭矩系数k应为0.13。

4 初次拧紧或再次拧紧后,应在螺母上涂上颜色标记。

7.4.7规定扭剪型高强螺栓的最终紧固是通过拧断螺栓尾部梅花部来完成的,对最终紧固扭矩没有规定,因此初紧固扭矩参照大六角头高强螺栓,取扭矩系数中值为0.13,按公式(7.4.6)中Tc的50%确定。

7.4.8 高强度螺栓连接节点的螺栓组的初紧、再紧和最终紧固应采用合理的紧固顺序。

7.4.8 条款说明:高强螺栓连接节点的初紧、再紧固和最终紧固原则上应按节点刚度较大部位向约束较小方向、螺栓组中心向周围顺序进行,以使高强螺栓连接处板层贴合更紧密。以下为典型节点紧固平稳:

1 一般情况下节点都是从中心向两端,如图1所示;

2 盒子节点按照图2中的A、C、B、D的顺序排列;

3、工字钢节点处的螺栓组按图3中①至⑥的顺序排列;

4H型柱对接接头为先翼缘、后腹板;

5 由两个节点组成的螺栓组应按照先主构件节点、后次构件节点的顺序排列。

7.4.9 采用高强螺栓与焊接混合连接的连接节点,当设计文件没有规定时,施工顺序应为先紧固螺栓,后焊接。

7.4.10 高强度螺栓连接的初紧、复紧和最终紧固应在24小时内完成。

7.4.11 采用扭矩法拧紧高强度大六角头螺栓时,应进行下列质量检查:

1、检查终拧颜色标记,用0.3kg锤子敲击螺母逐个检查高强度螺栓;

2 最终紧固扭矩应按节点数的10%进行检查,且不应少于10个节点;每个需检查节点应检查螺栓数量的10%,且不应少于2个螺栓;

3 检查时,在丝杠和螺母端面上画一条直线,然后将螺母松开约60°;然后用力矩扳手再次拧紧,使两线重合。此时的扭矩应为0.9Tch~1.1Tch。Tch可按下式计算:

式中:Tch——校核扭矩(N·m);

P——高强度螺栓的设计预拉力(kN);

k——扭矩系数。

4 若发现不符合项,应再次放大1倍检查;如仍不符合项,应重新紧固整个节点的高强度螺栓;

5、扭矩检查应在螺栓最终拧紧后1小时至24小时前完成,检查所用扭矩扳手的相对误差不得大于±3%。

7.4.12 高强度大六角螺栓采用角接法紧固时,应进行下列质量检查:

1、检查终拧颜色标记,用0.3kg锤子敲击螺母逐个检查高强螺栓;

2 最终紧固角度应按节点数的10%进行随机检查,且不得少于10个节点;每个随机检查的节点,应按螺栓数量的10%进行随机检查,且不得少于2个螺栓;

3、在丝杠端面与螺母的相对位置上画一条线,然后将所有螺母松开,按规定的初拧力矩和终拧角度重新拧紧螺栓,测量端线与原端线之间的角度,应符合表7.4.6-2的规定,误差在±30°以内为合格。

4 若发现不符合项,应再次放大1倍检查;如仍不符合项,应重新紧固整个节点的高强度螺栓;

5角部检查应在螺栓最终紧固后1小时至24小时之前完成。

7.4.13 扭剪型高强螺栓最终紧固检验以目测将尾部梅花头扭断为合格。无法用专用扳手拧紧的扭剪型高强螺栓,应按本规范7.4.11条的规定进行质量检验。

7.4.14 螺栓球节点网架整体组装完成后,高强螺栓与球节点连接应紧固,螺栓旋入螺栓球的螺纹长度不应小于螺栓直径的1.1倍,连接处不应有间隙、松动等不紧固情况。

2、依据《钢结构工程施工质量验收标准》GB 20205-2020

4.7.1 钢结构连接用高强螺栓连接件的类型、规格、性能应符合现行国家标准的规定并满足设计要求。高强大六角头螺栓连接副应附有扭矩系数试验报告,扭剪型高强螺栓连接副应附有拧紧轴力(预拉力)试验报告。高强大六角头螺栓连接副和扭剪型高强螺栓连接副进场时钢结构高强螺栓终拧检测,应按现行国家标准的规定取样试件并分别进行扭矩系数和拧紧轴力(预拉力)试验,试验结果应符合现行国家标准的规定。

检验数量:对所有质量证明文件进行检验,根据进货批及产品的抽样检验计划确定抽样数量。

检验方法:检查质量证明文件、抽样检验报告。

4.7.2 高强度大六角螺栓连接副应复验扭矩系数,扭剪型高强度螺栓连接副应复验紧固轴力,检验结果应符合本标准附录B的规定。检验数量:按本标准附录B的规定执行。检验方式:见证抽样交货,并检查复验报告。4.7.3 建筑结构安全等级​​为1级或跨度为60m及以上的螺栓球节点的钢格构、网壳结构,连接高强度螺栓应按现行国家标准《钢格构螺栓球节点用高强度螺栓》GB/T 16939的规定进行拉力试验。检验数量:按规定随机抽检8根。

检验方法:用拉力试验机测量。一一般项目4.7.4热镀锌高强度螺栓的镀层厚度应符合设计要求,当设计无要求时,镀层厚度不应小于40μm。

检查数量:按规范要求随机检查8件。检查方法:用点接触式测厚仪测量。

4.7.5 高强度大六角螺栓连接、扭剪型高强度螺栓连接应采用配套包装箱供货,包装箱上应标明生产批号、规格、数量、生产日期。螺栓、螺母、垫圈表面不得有锈蚀、沾染污物,螺纹不得有损伤。

检验数量:随机抽检包装箱数量的5%,数量不得少于3箱。

检验方法:观察检查。

4.7.6 螺栓球节点钢网架、网壳结构使用的高强度螺栓应进行表面硬度检验,检验结果应符合其产品标准的规定。

检验数量:按规格随机检验8件。

测试方法:用硬度计测量。

4.7.7 普通螺栓、自攻螺钉、铆钉、拉铆钉、钉子、地脚螺栓(机加型、化剂型)、锚栓、螺母、垫圈等标准紧固件的品种、规格、性能应符合国家现行产品标准的规定并满足设计要求。

检查次数:全部检查。

检验方法:查看产品质量证明文件、中文产品标志、检验报告等。

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