螺栓与球节点螺栓:钢结构连接的关键紧固件

   日期:2024-08-30     来源:网络整理    作者:佚名    浏览:318    
核心提示:高强度螺栓连接受力性能好、连接刚度高、抗震性好、耐疲劳、施工简便,它已广泛地被用于建筑钢结构的连接中,成为建筑钢结构的主要连接件。建筑钢结构中,常用的网架球节点有螺栓球节点和焊接球节点两大类。

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螺栓和球接头

螺栓是钢结构的主要紧固件,通常用于钢结构构件之间的连接、固定和定位。螺栓有普通螺栓和高强度螺栓两种。

普通螺栓

普通螺栓的拧紧轴力很小,在外力作用下连接板会发生滑移,通常通过螺栓杆的剪切力和连接板孔壁的压力来传递外力。

普通螺栓的质量等级根据螺栓加工的质量及精度公差,分为A、B、C三个等级,其中A级加工精度最高,C级最差。

A、B级螺栓称为精制螺栓,C级螺栓称为毛坯螺栓。A、B级螺栓的杆件由车床加工而成,加工精度较高。A级螺栓适用于直径d≤M24、长度l≤150mm、l0d的小尺寸螺栓;B级螺栓适用于大尺寸螺栓,d>M24,长度l>150mm、l0d;C级螺栓采用未加工的圆钢制成,杆件表面粗糙,加工精度较低,尺寸不精确。

螺栓孔孔壁质量类别分为I、II类两类,I类孔的质量高于II类孔。I类孔通常采用以下三种方法制成:1)在组装构件上按设计孔径钻孔。1)在单个零件或构件上用夹具按设计孔径钻孔;2)在单个零件上钻或冲压较小孔径,然后在组装构件上扩至设计直径的孔。II类孔是在单个零件上一次性冲压出的孔或不使用夹具而钻孔。

螺栓孔壁质量类别与螺栓等级相匹配。A、B级螺栓与I级孔配合使用,I级孔直径等于螺栓公称直径,基本没有间隙,螺栓可以轻松打入孔内。螺栓常与II级孔配合使用,II级孔直径比螺栓直径大1~2mm,间隙较大,螺栓更容易打入孔内。抗剪性能较差,只适用于受拉作用下的连接。支撑承受剪力。若采用C级螺栓进行抗剪,只能用于静力承重结构中的二次连接或临时固定。普通螺栓连接对螺栓紧固轴力没有要求,一般由操作人员用普通扳手,靠自身力量紧固钢结构防腐措施,直至被连接板件接触面紧密贴合,无明显间隙为止。

建筑钢结构常用的普通螺栓性能等级有4.6级、4.8级、5.6级、8.8级。螺栓的性能等级代号用两个数值表示,第一个数值表示螺栓的公称最小抗拉强度,第二个数值表示螺栓的公称最小抗拉强度。第二个数值表示螺栓的屈强比。例如4.6表示螺栓的最小抗拉强度为400N/mm2,0.6表示螺栓的屈强比与抗拉强度之比为0.6。普通螺栓通常采用Q235钢制成,通常为六角头螺栓,标记为Md×L。其中d为螺栓直径,L为螺栓公称长度。普通螺栓的常见规格有M8、M10、M12、M16、M20、M24、M30、M36、M42、M48、M56、M64。

高强度螺栓

高强度螺栓连接具有受力性能好、连接刚度大、抗震性能好、抗疲劳性能好、施工简单等特点,在建筑钢结构连接中得到了广泛的应用钢结构防腐措施,成为建筑钢结构的主要连接部位。

高强度螺栓种类及一般要求:

高强度螺栓根据其受力特性不同,可分为摩擦型高强度螺栓和压力型高强度螺栓。

摩擦型高强度螺栓紧固时螺栓的轴力使连接板压紧,剪力靠压紧板间的摩擦阻力来传递,刚好克服摩擦阻力时为连接承载力的极限状态。

当承压型高强螺栓所受剪力大于摩擦阻力时,连接板将发生相对滑移,螺栓杆与板将受到挤压,承载力的极限状态为螺栓杆被剪断或连接板被压溃,其承载力极限大于摩擦型高强螺栓。

目前各厂家供应的摩擦型与承压型高强螺栓,在制造、施工上并无区别,只是承载力极限状态值不同。

建筑钢结构中常用的高强度螺栓有大六角高强度螺栓和扭剪型高强度螺栓,我国使用的大六角高强度螺栓有8.8级和10级,连接副包含一个螺栓、一个螺母和两个垫圈,扭剪型高强度螺栓只有一种类型,10.9级,扭剪型高强度螺栓连接副包含一个螺栓、一个螺母和两个垫圈,高强度螺栓的力学性能等级代号与普通螺栓相同,用两个数值表示,如8.8级、10.9级,前一个数值代表热处理后的最小抗拉强度,8和10代表最小抗拉强度分别为800N/mm2和1000N/mm2;后一个数值表示螺栓热处理后的屈服强度比为0.8和0.9。

锚栓

锚栓主要用于钢柱脚与钢筋混凝土基础的连接,承受柱脚拉力,在柱安装定位时起临时固定作用,锚栓的锚固长度不能小于锚栓直径的25倍,锚栓通常采用Q235或Q345等塑性较好的钢材制成,直径较大的属于非标件,锚栓在柱上安装校正后,应焊接锚栓垫块,并用双螺母紧固,防止松动。

圆柱头焊钉

圆柱头焊钉(又称头钉)是高层建筑钢结构中用量较大的连接件,用于钢构件与混凝土构件之间的抗剪连接,其形状及规格参照国家标准《圆柱头焊钉》(GB10433-89)。

高层建筑钢结构中梁、柱上常用的圆柱头焊缝直径有16mm-9mm、22mm。

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螺栓和球接头

在建筑钢结构中,常用的网格球节点分为两类:螺栓球节点和焊接球节点。

(1)螺栓球接头

螺栓球接头由钢球、螺栓、密封板或锥头、套筒、螺钉或销钉等组成,如图1-27所示。

图1-27 螺栓球头组成

高强度螺栓是整个节点中最关键的传力构件,其强度等级必须达到8.8级或10.9级。

焊接球接头:

螺栓、孔和电铆钉的指示

螺栓、孔、电焊铆钉的表示方法如表1-21所示。

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焊缝及其表示方法

1. 焊缝符号的表示

焊缝符号的表达方法及相关规定:

①焊缝引出线由箭头和两条参考线组成,其中一条为实线,另一条为虚线,两条线均为细线,如图1-33所示。

②基线虚线可以画在基线实线的上方或下方,基线一般应与图面标题栏平行,特殊情况下才垂直于标题栏。

③若焊缝在接头的箭头侧,则基本符号标注在基准线的实线侧;若焊缝在接头的非箭头侧,则基本符号标注在基准线的虚线侧,如图1-34所示。

④当焊缝双面对称时,基准线可以不加虚线,如图1-35所示。

⑤箭头线相对于焊缝的位置一般无特殊要求,但标记单侧焊缝时,箭头线应指向有坡口一侧的工件,如图1-36所示。

⑥基本符号与补充符号与基线相交或者相切,与基线重合的线段用粗实线表示。

⑦焊缝的基本符号、辅助符号和补充符号(尾部符号除外)均为粗实线,尺寸数字原则上也为粗实线,尾部符号为细实线,尾部符号主要用于标注焊接工艺、方法等内容。

⑧在同一张图纸上,当焊缝形式、截面尺寸及辅助要求相同时,可只选择一处标注焊缝符号及尺寸,并加注“相同焊缝符号”。相同焊缝符号是在引线转折处画3/4圆弧,如图1-37(a)所示。

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当同一张图面上有多处相同的焊缝时,可对焊缝进行分类编号,标在尾部符号中,分类号为A、B或C。可选择同一类型的焊缝之一标注代号,如图1-37(b)所示。

焊缝质量检验

焊接质量检测是钢结构质量保证体系的重要组成部分。

钢结构焊缝质量等级可根据结构的重要程度、实际荷载特点、焊缝形式、工作环境及受力状态等分为三个级别,不同的质量级别对焊缝的质量要求不同,检查比重和验收标准也不同。

焊缝的质量检查包括外观检查和内部缺陷检测:

外观检查通常采用目视检查,检查焊缝表面形状、尺寸及表面缺陷等。内部缺陷检测主要检测焊缝内部是否存在裂纹、气孔、夹渣、未熔合、未焊透等缺陷,在外观检查完成后进行,常用的方法有超声波检测、射线检测等。

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钢结构防火防腐

钢结构最大的弱点就是防火、防腐性能差,钢结构规范要求钢结构必须做防火、防腐处理。

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钢结构防火

未做防火处理的钢柱、梁、楼板及屋盖承重构件的耐火极限仅为0.25h,为了保证人民生命财产安全,便于安全疏散和灭火,避免和减少火灾损失,钢结构均应做防火处理。

钢结构按建筑主要构件墙、柱、梁、楼板、屋盖等燃烧性能和耐火极限分为一、二、三、四级,耐火极限为0.15~4小时不等。钢结构防火涂层厚度是保证构件达到预期耐火极限的重要因素。

钢结构防火涂料的竣工验收通常采用目测法检查涂层种类、颜色、有无漏涂、裂纹等情况,用0.75-1kg的小锤敲击涂层检查其强度,用1m直尺检查涂层的平整度,按规范规定的方法检测其厚度。

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钢结构防腐

钢结构常用的防腐方法有涂层、热镀锌、热喷铝(锌)复合涂层等,涂层方法是将涂层涂覆在构件表面,形成一层薄膜,对钢结构进行保护,防腐涂层通常由底漆、中漆和面漆或底漆和面漆组成。

钢结构涂装前必须进行表面除锈,表面处理的质量直接影响其防护效果。

钢材除锈的方法有四种:手工或电动工具除锈、喷雾或弹丸除锈、酸洗及酸洗磷化处理除锈、火焰除锈。

国家标准《涂装前钢材表面锈蚀等级及除锈级别》(GB8923-88)按除锈方法的不同,将除锈级别划分为不同的等级,并用不同的符号来表示,如表1-23所示。

钢铁防腐涂层厚度是保证钢铁防腐效果的重要因素,目前国内钢结构涂装总厚度(包括底漆和面漆)要求室内涂层厚度一般为100-150μm,室外涂层厚度为150-200μm。

钢结构涂装工程质量检查包括涂装前、涂装中、涂装后质量检查,涂装前检查主要检查钢材表面除锈情况是否符合设计和国家有关标准的要求;涂装中检查主要是测量湿膜厚度,以控制干膜厚度和漆膜质量;涂装后检查主要是检查漆膜外观是否均匀、平整、丰满、有光泽,颜色、涂层、涂层数、涂层厚度是否符合设计要求。

钢结构涂装工程的验收按照《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001)进行。

热镀锌及热喷铝(锌)复合涂层是一种长效防腐方法,可使钢结构防腐寿命延长至20-30年。

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(结尾)

 
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