1、螺栓的分类
1.分类
(1)按性能等级分为8.8级、9.8级、10.9级、12.9级4个性能等级
(2)按现场安装特点分:扭剪型、大六角头型(扭剪型只有10.9级)
(3)按受力类型分:摩擦型高强螺栓、压力型高强螺栓
2. 标志
高强度螺栓10.9级是什么意思?
①螺栓材料公称抗拉强度达到1000MPa;
②螺栓材料的屈强比为0.9;
③螺栓材料公称屈服强度达到1000×0.9=900MPa;
④S.结构用。
3.使用范围:
Ø 摩擦型:适用于几乎所有的连接
Ø 承压型:不适用于下列部件的连接
ü 直接承受动态载荷的部件连接
ü 承受重复载荷的部件连接
ü 冷弯薄壁型钢连接
2、螺栓的组成:
Ø 高强度螺栓在生产上的全称是高强度螺栓连接副,一般不简称为高强度螺栓。
Ø 大六角高强度螺栓由一个大六角头螺栓、一个螺母和两个垫圈组成。
Ø 扭剪型高强螺栓由螺钉、螺母、垫圈组成。
3.螺栓材质
4.螺栓计算
注:普通螺栓连接按受力情况可分为三类: ①螺栓仅承受剪力; ②螺栓仅承受拉力; ③螺栓承受拉力和剪力的综合作用。
5. 典型连接节点
6.施工要求
注: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,可按上述公式计算。所选用高强度螺栓的公称长度应为修约后的长度,应按计算出的螺栓长度L以5mm的修约间隔进行修约。
7.普通螺栓与高强度螺栓的区别
7.1.贯穿螺栓可以重复使用,但高强度螺栓不能重复使用。
7.2、高强度螺栓一般采用高强度钢(45钢(8.8s)、20MmTiB(10.9S)等材质,且属于预应力螺栓;
7.3. 对于摩擦型,用力矩扳手施加规定的预应力;
7.4、承压型拧下梅花头;
7.5普通螺栓一般采用普通钢材(Q235),只需紧固即可。
8.现场施工
8.1 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、安装螺栓的数量不应少于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。
8.2 高强度螺栓应在构件安装精度调整后紧固。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面朝向螺栓头,螺母带有圆台面的一面朝向垫圈的倒角面。
8.3 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。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。
8.4 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:
(a)扭矩法构造
使用能直接显示扭矩值的专用扳手,进行两次紧固,即初紧和终紧。采用扭矩法终紧前,应先进行初紧,对于螺栓较多的大接头,还需进行复紧。
初拧:目的是使连接接触面紧密,初拧扭矩一般为最终拧紧扭矩的50%左右
重新拧紧:扭矩通常等于或略大于初次拧紧。
初紧、反复紧固和终紧一般应从中间向两侧或四周对称进行,初紧螺栓和终紧螺栓应有不同标识,避免漏紧、过紧等不安全隐患,也便于检查人员检查紧固质量。
重新拧紧扭矩应等于初始拧紧扭矩,最终拧紧扭矩应按下式计算:
Tc=kPcd
Tc ——施工最终紧固扭矩(N·m);
k为高强度螺栓连接副扭矩系数平均值,取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);
(b)角点法施工
利用螺母旋转角度来控制丝杆弹性伸长量,从而控制螺栓轴力的一种方法。分为初紧和终紧(必要时可重新紧固)。初紧要求比扭矩法严格(由于受初始连接板间隙的影响,螺母旋转角度大部分消耗在板间隙中,旋转角度与螺栓轴力的关系不稳定)。一般初紧扭矩与扭矩法相同,初紧应以连接板间隙接近为准。
终拧是在初拧的基础上(初拧后,在螺母与螺栓杆上画一条过圆心的直线),再将螺母旋转一定的角度(旋转角度的大小在施工前通过实验确定,一般为120~180°),使螺栓轴力达到施工预拉力。
8.5 扭剪型高强度螺栓连接副应采用专用电动扳手紧固,施工应符合下列规定:
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 初拧扭矩值应为本规范公式(7.4.6)中cT计算值的50%,其中k应为0.13,或可按表7.4.7选取;复拧扭矩应等于初拧扭矩;
3 终拧应以旋出螺栓端部梅花头为基准,对少数不能用专用扳手终拧的螺栓,可按本规范第7.4.6条规定的方法终拧,扭矩系数k应为0.13;
4 初次拧紧或再次拧紧后,螺母应涂上颜色标记。
补充:扭剪型高强度螺栓
紧固施工较大六角头简单钢结构工程高强螺栓连接规范,同样分为初紧和终紧两个步骤,初紧用定扭矩扳手按终紧扭矩的50%~80%进行,使接头各层钢板充分贴合,然后用电动扭剪型扳手旋松梅花头,使螺栓杆达到设计要求的轴力。
8.6 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。
9.建筑机械及工具
① 手动扭力扳手
手动拧紧高强螺栓时,应使用标明扭矩值的扳手拧紧钢结构工程高强螺栓连接规范,以达到高强螺栓连接副规定的扭矩和剪力值。常用的手动扭矩扳手有指针式、音调式、扭剪式等。
② 电动扳手
定扭矩定角度电动扳手适用于大六角头高强螺栓的紧固,可自动控制扭矩和角度,适用于钢结构桥梁、厂房等工程中大六角头高强螺栓的初紧、终紧,以及扭剪型高强螺栓的初紧。
扭剪型电动扳手适用于扭剪型高强度螺栓的终拧紧固,常用的扭剪型电动扳手有6922型、6924型。
10. 施工时螺栓及孔位示意图