大六角高强螺栓连接施工工艺

2024-10-06

大六角高强螺栓连接施工工艺(精选5篇)

大六角高强螺栓连接施工工艺 篇1

大六角高强度螺栓连接的施工工艺

本工艺标准适用于钢结构安装工程,大六角高强度螺栓连接的施工技术。

2.1 材料:

2.1.1 螺栓、螺母、垫圈均应附有质量证明书,并应符合设计要求和国家标准的规定;

2.1.2 大六角头高强度螺栓的规格、尺寸及重量应符合表5-4(略)的规定。

2.1.3 大六角高强度螺母的规格、尺寸及重量应符合表5-5(略)的规定。

2.1.4 高强度垫圈的规格、尺寸及重量应符合表5-6(略)的规定。

2.1.5 不同等级的大六角头高强度螺栓的材料性能必须符合表5-7(略)的规定。

2.1.6 不同规格的高强度螺栓的机械性能、拉力应符合表5-8(略)的规定。

2.1.7 大六角头高强度螺栓的硬度应符合表5-9的规定。

2.1.8 大六角头高强度螺栓的连接副是由一个螺栓、二个垫圈、一个螺母组成,螺栓、螺母和垫圈应按表5-10(略)规定配套使用。

2.1.9 大六角头高强度螺栓验收入库后应按规格分类存放。应防雨、防潮,遇有螺纹损伤或螺栓、螺母不配套时不得使用。

2.1.10 大六角头高强度螺栓存放时间过长,或有锈蚀时,应抽样检查紧固轴力,待满足要求后方可使用。螺栓不得粘染泥土、油污,必须清理干净。

2.2 主要机具:

电动扭矩扳手及控制箱、手动扭矩扳手、扭矩测量扳手、手工扳手、钢丝刷、冲子等。

在允许偏差范围之内。施工用的扭矩扳手,其误差应控制在±5%以内。校正用的扭矩扳手。其误差应控制在±3%以内。

2.3.4.1 当施工采用电动扳手时,在调好档位后应用扭矩测量扳手反复校正电动扳手的扭矩力与设计要求是否一致。扭矩值过高,会使高强度螺栓过拧,造成螺栓超负载运行,随着时间过长,会使大六角头高强度螺栓产生裂纹等隐患。当扭矩值过低时,会使高强度螺栓达不到预定紧固值,从而造成钢结构连接面摩擦系数下降,承载能力下降。

2.3.4.2 当施工采用手动扳手时,应每天用扭矩测量扳手检测手动扳手的紧固位置是否正常,检查手动扳手的显示信号是否灵敏,防止超拧或紧固不到位。

2.3.5 检查螺栓孔的孔径尺寸,孔边毛刺必须彻底清理。

2.3.6 将同一批号、规格的螺栓、螺母、垫圈配好套,装箱待用。

2.3.7 应对大六角头高强度螺栓的操作者进行培训或技术交底,其内容如下:

2.3.7.1 大六角头高强度螺栓的使用特点和要求。

2.3.7.2 高强度螺栓的扭矩系数和摩擦系数。

2.3.7.3 高强度螺栓紧固工艺要点和紧固原则。

2.3.7.4 高强度螺栓的储运、保管和现场施工要求。

2.3.7.5 高强度螺栓扭矩扳手的性能和使用方法。

2.3.7.6 高强度螺栓电动扳手的性能和使用方法。

2.3.7.7 高强度螺栓紧固后的自检自查要求和检查方法、内容。

3.1 工艺流程:

作业准备 → 接头组装 → 安装临时螺栓 → 安装高强螺栓 → 高强螺栓紧固 →检查验收

3.2 作业准备:

3.2.1 备好扳手、临时螺栓、过冲、钢丝刷等工具,主要应对施工扭矩的校正,就是对所用的扭矩扳手,在班前必须校正,扭矩校正后才准使用。扭矩校正应指定专人负责。

3.2.2 大六角头高强度螺栓长度选择,考虑到钢构件加工时采用钢材一般均为正公差,有时材料代用又多是以大代小,以厚代薄居多,所以连接总厚度增加3~4mm的现象很多,因此,应选择好高强度螺栓长度,一般以紧固后长出2~3扣为宜,然后根据要求配好套备用。

3.3 接头组装:

3.3.1 对摩擦面进行清理,对板不平直的,应在平直达到要求以后才能组装。摩擦面不能有油漆、污泥,孔的周围不应有毛刺,应对待装摩擦面用钢丝刷清理,其刷子方向应与摩擦受力方向垂直。

3.3.2 遇到安装孔有问题时,不得用氧-乙炔扩孔,应用扩孔钻床扩孔,扩孔后应重新清理孔周围毛刺。

3.3.3 高强度螺栓连接面板间应紧密贴实,对因板厚公差、制造偏差或安装偏差等产生的接触面间隙,应按表5-11(略)的规定处理。

按表5-11中的规定控制间隙,能保证连接后结构件传力均匀。

3.4 安装临时螺栓:

3.4.1 钢构件组装时应先安装临时螺栓,临时安装螺栓不能用高强度螺栓代替,临时安装螺栓的数量一般应占连接板组孔群中的1/3,不能少于 2个。

3.4.2 少量孔位不正,位移量又较少时,可以用冲钉打入定位,然后再上安装螺栓。

3.4.3 板上孔位不正,位移较大时应用绞刀扩孔。

3.4.4 个别孔位位移较大时,应补焊后重新打孔。

3.4.5 不得用冲子边校正孔位边穿入高强度螺栓。

3.4.6 安装螺栓达到30%时,可以将安装螺栓拧紧定位。

3.5 安装高强度螺栓:

3.5.1 高强度螺栓应自由穿入孔内,严禁用锤子将高强度螺栓强行打入孔内。

3.5.2 高强度螺栓的穿入方向应该一致,局部受结构阻碍时可以除外。

3.5.3 不得在下雨天安装高强度螺栓。

3.5.4 高强度螺栓垫圈位置应该一致,安装时应注意垫圈正、反面方向。

3.5.5 高强度螺栓在检孔内不得受剪,应及时拧紧。

3.6 高强度螺栓的紧固:

3.6.1 大六角头高强度螺栓全部安装就位后,可以开始紧固。紧固方法一般分两步进行,即初拧和终拧。应将全部高强度螺栓进行初拧,初拧扭矩应为标准轴力的60%~80%,具体还要根据钢板厚度、螺栓间距等情况适当掌握。若钢板厚度较大,螺栓布置间距较大时,初拧轴力应大一些为好。

3.6.2 初拧紧固顺序,根据大六角头高强度螺栓紧固顺序规定,一般应从接头刚度大的地方向不受拘束的自由端顺序进行;或者从栓群中心向四周扩散方向进行。这是因为连接钢板翘曲不牢时,如从两端向中间紧固,有可能使拼接板中间鼓起而不能密贴,从而失去了部分摩擦传力作用。

3.6.3 大六角头高强度螺栓初拧应做好标记,防止漏拧。一般初拧后标记用一种颜色,终拧结束后用一种颜色,加以区别。图5-1(略),是高强度螺栓初拌和终拧的标记。

3.6.4 为了防止高强度螺栓受外部环境的影响,使扭矩系数发生变化,故一般初拧、终拧应该在同一天内完成。

3.6.5 凡是结构原因,使个别大六角头高强度螺栓穿入方向不能一致,当拧紧螺栓时,只准在螺母上施加扭矩,不准在螺杆上施加扭矩,防止扭矩系数发生变化。

3.7 大六角头高强度螺栓检查验收

3.7.1 施工操作中的工艺检查。在施工过程中检查施工工艺是否按施工工艺要求进行,具体工艺检查内容有以下几项:

3.7.1.1 是否用临时螺栓安装,临时螺栓数量是否达到1/3以上。

3.7.1.2 高强螺栓的进入是否自由进入,严禁用锤强行打入。

3.7.1.3 高强度螺栓紧固顺序正确与否,紧固方法是否正确。

3.7.1.4 抽检测定扭矩扳手的扭矩值,是否在设计允许范围之内。

3.7.1.5 检查连接面钢板的清理情况,保证摩擦面的质量可靠。

3.7.2 大六角头高强度螺栓的质量检查。

3.7.2.1 用0.3kg小锤敲击法,对高强螺栓进行普查,防止漏拧。

3.7.2.2 进行扭矩检查,抽查每个节点螺栓数的10%.但不少于一个。检查时先在螺栓端面和螺母上画一直线,然后将螺母拧松约60°,再用扭矩扳手重新扭紧,使两线重合,测得此时的扭矩应在0.9Tch~1.1Tch可为合格。

4.1 保证项目:

4.1.1 高强度大六角头螺栓连接副的规格和技术条件,应符合设计要求和现行国家标准《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》的规定。

检验方法:逐批检查质量证明书和出厂检验报告。

检验内容有高强度大六角头螺栓、螺母、垫圈的材料性能等级必须符合GB 3633一83规定。

4.1.2 高强度螺栓连接面的抗滑移系数。必须符合设计要求。

检验方法:检查构件加工单位的抗滑移系数试验报告,检查施工现场抗滑移系数的复验报告。施工现场的试件应与钢构件摩擦面同时生产,同环境条件下保存,以保证试验数据的可靠。摩擦系数试件一般做三组,取其平均值。

4.1.3 高强度大六角头螺栓连接副应进行扭矩系数复验,其结果应符合现行国家标准《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》的规定。

检验方法:检查扭矩系数复验报告,复验用螺栓应在施工现场待安装的螺栓批中随机抽取,每批应抽取8套连接副进行复验。

4.1.4 高强度大六角头螺栓连接摩擦面的表面应平整,不得有飞边、毛刺,焊接飞溅物、焊疤、氧化铁皮、污垢和不需要有的涂料等。

检验方法:观察检查。

4.1.5 紧固高强度大六角头螺栓所采用的扭矩扳手应定期标定,螺栓初拧符合现行国家标准《钢结构工程施工及验收规范》(GB50205·5)的规定后,方可进行终拧。

检验方法,检查扭矩扳手标定记录和螺栓施工记录。

4.1.6 高强度大六角头螺栓应自由穿入螺栓孔,不得强行敲打。

检验方法:观察检查。

4.2 基本项目:

4.2.1 高强度大六角头螺栓连接接头的外观质量:

合格 螺栓穿入方向基本一致,外露长度不应少于2扣。

优良 螺栓穿入方向一致,外露长度不应少于2扣,露长均匀。

检查数量:按节点数抽查5%,但不少于10个节点。

检验方法:观察检查。

4.2.2 扭矩法施工的高强度大六角头螺栓终拧质量:

合格:螺栓的终拧扭矩经检查初拧或更换螺栓后,符合现行标准《钢结构工程施工及验收规范》(GB 50205·5)的规定。

优良:螺栓的终拧扭矩经检查一次即符合国家现行标准(GB50205·5)的规定。

检查数量:按节点数抽查10%,但不应少于10个节点;每个被抽查节点按螺栓数抽查 10%,但不应少于2个。

当发现终拧扭矩不符合上述现行国家标准时,应扩大抽查该节点螺栓数的20%,当仍有不合格时,应将该节点内螺栓全数检查;当仍有不合格时,应扩大抽查节点数的20%;当仍有不合格时、应对全部节点进行检查。

5.1 已经终拧的大六角头高强度螺栓应作好标记。

5.2 已经终拌的节点和摩擦面应保持清洁整齐,防止油、尘土污染。

5.3 已经终拌的节点应避免过大的局部撞击和氧-乙炔烘烤。

6.1 高强度螺栓的安装施工应避免在雨雪天气进行,以免影响施工质量。

6.2 大六角头高强度螺栓连接到应该当天使用当天从库房中领出,最好用多少领多少,当天未用完的高强度螺栓不能堆放在露天,应该如数退回库房,以备第二天继续使用。

6.3 高强度螺栓在安装过程中如需要扩孔时,一定要注意防止金属碎屑夹在摩擦面之间,一定要清理干净后才能安装。

本工艺标准应具备以下质量记录:

7.1 高强度大六角头螺栓的出厂合格证。

7.2 高强度大六角头螺栓的复验证明。

7.3 高强度螺栓的初拧、终拧扭矩值。

7.4 施工用扭矩扳手的检查记录。

7.5 施工质量检查验收记录。

大六角高强螺栓连接施工工艺 篇2

预制式钢结构的安装过程中,高强度大六角头螺栓连接的预拉力是衡量螺栓连接可靠性的重要指标,为了使螺栓达到所要求的预拉力,目前国内普遍采用的方法是力矩法(也是相关规范中首要要求采用的方法)。

力矩法的原理是:通过使用专用的测力扳手或是定力扳手,在螺母一侧对螺母施拧,令其旋转并向螺栓方向紧固,最终达到将拧紧力矩转化为螺栓的轴向力(预拉力)的目的。

从国外的现况来看,还有一种普遍采用的紧固螺栓的方法-转角法(Turn-of-Nut Installation Method)。只是国内行业内采用扭矩法多年,当采用转角法时,绝大多数人还会用扭矩法的思想去衡量转角法,且对转角法的拧紧效果不放心。实际上,该方法符合AISC(美国钢结构协会)规范的要求,同时安装与检查等也满足该规范所附RCSC(Research Council on Structural Connection/结构连接构造协会)的规定。(见图1)

2转角法原理

转角法理论系由螺栓的伸长量来确定螺栓的轴向力(预拉力),而螺栓的伸长量则由螺帽的转角量来判断。螺栓轴向拉力之计算法如下:

N=C.δ=Co.δo

δ-螺栓伸长量

δo-连接钢板压缩量

C-螺栓弹性常数

Co-连接钢板弹性常数

螺帽总移动量为δ+δo,螺帽的转角位移量θ则可由下式求得:

P-螺距

转角法需先将螺栓锁紧至“密贴”状态(snug position),消除板叠缝隙的影响,然后再在此基础上,通过施加螺帽旋转量来对螺栓施加预拉力,此时螺帽旋转等同于对螺栓施加轴向伸长量。这里“密贴”状态指的是节点板叠之间刚好达到紧密贴合的临界阶段。此时螺栓被适度地拉紧并产生轻微的弹性变形,将板叠压紧在一起。其紧力大小同接点板叠的刚度和初始平直度有关。有试验表明“密贴”工况下的螺栓预拉力约为设计预拉力的15%,此数据可供参考。

3转角法的操作过程

3.1初紧阶段

正确装配螺栓连接副,首先初紧到“密贴”工况,这可以通过一个人用短扳手,单手施以全力获得,或者使用冲击扳手冲击几下即可(可以观察到螺母转动由快变慢)。初紧的目的是使接点板叠的摩擦面紧密接触,拧螺栓应从节点刚性最大的部分到自由边顺序地进行。先紧的螺栓可能会因后紧的螺栓而松弛,因此,有必要按同样的次序复拧一遍,以使所有的螺栓最终都达到“密贴”工况,对大型接点尤其应当如此。

3.2终紧阶段(图2)

3.2.1在螺母和螺栓上面通过圆心画一条直线(标志线),这样终紧之后螺母转过的相对角度可通过标记很直观地加以控制,同也便于进行转角角度的检查;

3.2.2 a.根据表1的要求,用扳手转动螺母至一个角度,使连接副达到终拧要求。b.所指的圈数为螺母相对于螺栓转过的角度,对于规定转角不超过1/2圈的,公差为±30°;规定转角不超过2/3圈的,公差为±45°;c.对于L>12d的螺栓,应预先在轴力计上进行试验以确定螺母的旋转角度。

3.3检查阶段

检查终紧后的螺栓连接副的螺母转角是否达到要求。确认无误后使用色笔做处明显标记,以防止漏拧或重拧。

3.4一些说明

3.4.1“过拧”问题

RCSC的规范指出,按“转角法”安装的螺栓的实际预拉力可能大大超过其设计值。以L≤4d的螺栓为例,从“密贴”开始,螺母再转1.5~3圈,螺栓也不会失效(断裂)。在±120°的转角范围内,螺栓轴力会达到设计值。当螺栓被进一步拧紧时,轴力将增加,超过一圈后,在某一点轴力开始减小直到在另一点螺栓被破坏。显然,有可能在拧多圈后,螺栓紧力低于设计值却未断裂,因此,不妨保守地将“密贴”之后螺母转角超过1圈作为“过拧”。

3.4.2“欠拧”问题

“密贴”之后的转角角度不够视为“欠拧”。但从前述“过拧”的问题可以看出,“密贴”之后螺母达不到规定的转角角度而螺栓却能达到设计预拉力的概率非常小。所以,RCSC规范中也指出,“密贴”之后螺母转角不超过上表规定的角度的未镀锌螺栓可以重新使用。

3.4.3“密贴”之后再拧规定的圈数后总会达到接近的紧力值,这也是“螺母转角法”施工工艺的一个特点。但是,应该指出,在同等旋转角度的情况下,干净的、润滑的螺栓副达到的轴向力值要比脏的、生锈的、未润滑的螺栓副的要小。

3.4.4“密贴”状态的控制

螺帽转角量与螺帽与钢板间接触的紧密度有极大的关系。接触松,则旋紧螺帽所需的转角量增大;接触紧,则旋紧螺帽所需的转角量减小。因此,在采用转角法之前,必须先将螺帽旋紧至一定的紧密程度,然而因在实际安装中并不容易控制,因而有“过拧”或“欠拧”的情况。由高强度螺栓在旋紧半圈、放松、再旋紧后的试验资料,显示累积塑性变形量会导致高强螺栓的变形能力出现越来越低的情况。

3.4.5本法的控制依据是螺栓略微进入非弹性阶段,出现屈服变形,其夹紧力由螺栓材料本身的性能决定,与扭矩-拉力比无关,比之扭矩法,它在螺栓群内形成的预拉力更为一致。

3.4.6按照常规要求,螺栓连接副终拧之后,螺杆应伸出螺母2~3扣,也就是说,螺杆的长度是有一定限制的。但是在BSI的供货方法上,为了避免现场螺栓规格品种太多(以减少错用几率并减少现场见证取样检测的数量),一般来说会在一定的长度范围内尽量将螺栓连接副归类。因此,对于本文3.2.2的转角要求,虽然取值的范围较为宽松,但是严格说来,应考虑到螺杆外露过长的影响(即螺杆外露超过5mm左右的长度就不宜计入表中的L值取值范围)。

4转角法与扭矩法的比较

4.1紧固轴力的绝对数值

实验数据表明,采用转角法施拧的高强螺栓,但常常出现预拉力比设计值高的情况。而采用扭矩法施拧的高强螺栓,会常常出现预拉力比设计值低的现象。

4.2紧固轴力的离散性

高强螺栓出现松动的重要原因是预拉力不足,防止螺栓松动的有效措施,就是确保预拉力。前面已经提到过,在转角法施工中,因为对于“密贴”状态的控制的误差,会出现“过拧”或“欠拧”的情况。

但是实际上,采用扭矩控制法旋紧的高强螺栓,一般只有10~20%左右的拧紧力矩能转为螺栓的轴向力(这也就是扭矩系数“K”值的含义,它是反映螺栓拧紧过程中的扭矩与轴力之间关系的经验参数)。由于每隔螺栓连接副的k值都不相同,故相同的拧紧力矩会得到不同的预拉力,并最终导致轴向预拉力的离散性。

国外试验资料表明:预拉力的实际值与预期值之间的偏差可达40%。许多与螺栓拉力无关的因素对扭矩均有影响,如螺栓和螺帽上的螺纹的光洁度与误差,螺栓与螺帽是否由同一制造商供货,润滑程度,螺纹是否生锈,工地是否遭到尘埃污染,螺帽与支承面之间摩擦力的变化等。当上述因素变化时,施加同样的扭矩,螺栓内产生的预拉力也随之变化,有时差别很大,常常引起争议。

RCSC高强度螺栓规程各版本的变化就反映出这一情况。第一版(1951年)规程中列有不同直径高强度螺栓预拉力与对应扭矩的关系表,1954年版该表被取消,扭矩扳手法仍保留作为一种拧紧螺栓的工具及施加预拉力的方法,但要求对扭矩扳手每天标定;1980年版把扭矩扳手法全部取消,当时认为该方法为所有安装方法中可信度最低且最有争议的方法;1985年版又恢复了本方法的使用,但增加了更多的控制措施,除每天标定扭矩扳手外,增设硬质垫圈,现场保管应防尘防潮,充分润滑螺栓螺帽等。相对而言,我国规范要求则较为宽松。

有关试验数据表明,采用转角法得到的螺栓轴向力值比较集中,而采用力矩法则比较分散。从标准偏差值来看,转角法测得数据的标准偏差要远远小于力矩法所得到的结果。

4.3操作的简便性

毫无疑问,采用转角法施工的工艺更为简单、可靠,也不必控制螺栓连接副的扭矩系数。因其建立起来的螺栓预拉力通常比设计值高,故能够充分地利用材料的储备强度。

4.4广泛的适用性

采用扭矩法施工的高强螺栓连接副的表面需要采用一定的工艺手段,经过严格控制的表面加工处理过程,才能达到扭矩系数的要求。

而经过热镀锌处理的高强螺栓连接副由于表面锌层的不均匀性,其个体螺栓的扭矩系数值偏高且离散型相当大,按照由样本确定的扭矩值施工,将很难保证螺栓达到按照扭矩系数要求确定的预拉力。因此,表面镀锌的高强螺栓连接副只能够采用转角法施工。

除此之外,实际操作中还可会遇到表面镀铬处理的高强螺栓连接副等,只要能确保螺栓连接副的扭矩系数值及标准偏差,则无论采用扭矩法还是转角法均可。

5镀锌高强螺栓连接副的转角法试验及施工安装

本文3.2.2节中所提到的“密贴”之后的终紧旋转角度值为RC-SC的要求,实际上已经经过大量的实践检验证明,且与螺栓表面处理情况无关,故一般来说,并不需要现场再做试验确定实际项目个案的转角值。但是在国内项目的实际安装过程中,客户或者监理往往可能会要求现场见证取样,并通过试验使用轴力计来进行镀锌高强螺栓连接副旋的转能力试验。国内可以做这方面试验的机构有上海紧固件和焊接材料技术研究所、上海金艺材料检测技术有限公司(原上海钢铁工艺技术研究所测试中心)等。

连接副旋转能力试验具体方法如下(参照ASTM A 325M-09标准)。

首先向螺栓连接副施加一定的预拉力(使用轴力计测定),预拉力值不小于10%的螺栓试验负荷(见表2);

初拧之后,按照表3的要求旋转螺母以完成终拧。

上述试验只是在实验室条件下进行的前期抽样试验方法来测定螺栓连接副的旋转能力,并不是现场安装使用的方法,主要原因如下:

施工现场没有轴力计,也不可能使用轴力计对每一个螺栓预拉后再旋转螺母;

若将这个轴力转化为扭矩值来进行控制,则镀锌螺栓的扭矩系数的较大离散型,又很难来确定这个10%扭矩值的控制值(当然这个偏差会比较小)。这个方法实际上又回到了使用扭矩法来控制转角法的老路上来了;

最为关键的是,市场上可能购买不到力矩如此之小的适合大六角头高强螺栓的扭矩扳手。

故最为可靠的办法,仍然是按照转角法的标准步骤来施工。

摘要:在充分研究国内外相关技术资料的基础上,对高强度大六角头螺栓转角法的原理进行了研究,并与传统的扭矩法施工做了比较,认为转角法是更为可靠的施工方法。在分析转角法施工中可能存在的问题的同时,也提出了详细的施工工艺要求。

关键词:高强度大六角螺栓,转角法,扭矩法

参考文献

[1]钢结构工程施工质量验收规范GB 50205-2001.

[2]侯兆新,何乔生等.钢结构工程施工质量验收规范实施指南.

[3]ASTM A325M-2009-6.3 Rotational Capacity Test

大六角高强螺栓连接施工工艺 篇3

摘要:高强度螺栓连接在建筑钢结构,桥机、门机等大型起重设备中广泛应用,高强度螺栓施工在实际操作中经常出现各种问题,影响施工质量和进度。

关键词:大六角头螺栓施工控制

0引言

钢结构主要施工标准为钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2002规范和高强度螺栓的设计、施工及验收规范(JGJ82-91),本文根据施工现场实际发生地一些情况和有关规范,向大家做出一些说明和总结,供大家在施工中参考。

1高强度螺栓进场验收

新采购的高强度螺栓进场需检查以下材料和情况:

1.1材质证明书:

1.2高强度螺栓连接副扭矩系数;

1.3高强度螺栓外观无裂纹、伤痕、毛刺、弯曲、铁锈、螺纹磨损、被水或雨水淋湿过或有缺陷;

另外,还应该组织对进场高强度螺栓进行复检,检验项目包括:连接副的扭矩系数平均值和标准偏差、螺栓楔负载、螺母保证载荷、螺母及垫圈硬度。应由施工单位牵头组织高强度螺栓的检验工作,否则一旦有问题将对质量、工期、施工成本等造成极大的影响。

2摩擦面的处理

高强度螺栓连接摩擦面一般采用喷砂和抛丸处理,有些还刷富锌漆,以增强摩擦系数。摩擦面应该保护好,不允许有泥土,油漆等附着物。若存在油漆等覆着物,采用钢丝刷动力去除杂物,对于灰尘,水等覆着物,采用干净的破布擦式。接触面结合度>70%。

清理干净后,根据设计要求,是否重新喷锌或刷环氧富锌漆。

注意:摩擦面处理只是对两个钢板结合面进行处理,高强度螺栓和螺帽与钢板接触面只要求不存在灰尘,泥土等杂物,油漆不必清除。

3施工扭矩

施工扭矩若设计无特别要求,大六角头高强度螺栓的施工扭矩按下式计算确定:

Tc=k·Pc·d

Tc—拖工扭矩(N·m);

k—高强度螺栓连接副的扭矩系数的平均值;

Pc—高强度螺栓施工预拉力(kN),见表1:

d—高强度螺栓螺杆直径(mm):

Pc、d为定值,扭矩系数k按照厂家提供的扭矩系数进行计算。若设计有要求,则按照设计提供的参数进行计算施工扭矩。

4扭力扳手的选择。

在大量螺栓进行施工时,有很多单位采用电动扳手进行终拧。建议,采购的电动扭力扳手扭力值不要大于设计值90%,施工完后,采用手动扭力扳手进行终拧。

若电动扳手扭力值大于高强度螺栓设计值,则最好舍弃不用。有人想通过点动来进行高强度螺栓拧紧,结果是高强度螺栓扭力值大小不一,合格的只是偶然几个,大多数不合格,造成安全隐患和质量事故。

扭力扳手的有效性。新的扭力扳手刚采购回来,通过检验后,可投入使用。但是使用一段时间后,扭矩系数发生变化,需要重新鉴定,才能投入使用。因此留一个扭矩扳手作为校核用扭力扳手,不做施工扳手使用,每天早上上班时,对各个施工扳手进行校核。若发现较大偏差,侧对扭力扳手重新进行检验。下面是本工程使用的114#AC型扭力扳手一组数据:

从以上数据可以看到,在使用一段时间后,扭力扳手存在较大负偏差,最大偏离达到-23.5%。因此要根据重新检测的数据进行使用或送专业机构进行调校和修理。

5高强度螺栓施工工艺

高强度螺栓的初拧,终拧两次,直径等于或大于M30的高强度螺栓应按初拧、复拧、终拧进行紧固。施工要求,采用手动扭力扳手逐个进行拧紧,拧紧顺序采用螺栓群从中间往两边,对称的原则进行拧紧,初拧可采用梅花扳手或电动扳手进行,终拧必须采用手动扭力扳手进行终拧。初拧和复拧应做好标记,应采用不同颜色。

只允许在螺帽上施加扭矩。

6高强度螺栓验收及防腐

拧紧后,采用小手敲击法对高强度螺栓进行普查。应注意非主体螺栓,比如桅杆主要连接螺栓为M24,也有8颗M36的螺栓,位置偏僻,在检查时发现遗漏,未拧紧。

验收时,螺帽和螺栓头画一条线,采用合格的扭力扳手,比如AC型扭力扳手,调到设计值,对螺帽施加扭矩,听见响声,螺帽转动<150即合格。表示达到设计扭矩。还应该检测是否过载,检测方法,对反方向螺帽施加扭矩,反方向转动60°,重新拧紧,若线条重合(<15°),则表示合格。

按照规范,在1小时后,48小时内组织监理进行验收,按10%比例抽检。

高强度螺栓验收合格后,对连接处的主体结构缝隙和连接板缝及时使用硅酮胶密封(采用适合于粘接金属的硅酮胶),防止水气进入连接副结合面和钢结构内部产生腐蚀。

还应该对节点(母材,螺栓、螺帽,垫片)按照设计防腐要求进行防腐。

7小结

大六角高强螺栓连接施工工艺 篇4

钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程JGJ82-91 中华人民共和国行业标准 钢结构高强度螺栓连接的 设计、施工及验收规程 JGJ82—91

主编单位:湖北省建筑工程总公司 批准部门:中华人民共和国建设部 施行日期:1992年11月1日

关于发布行业标准《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》的通知 建标〔1992〕231号

各省、自治区、直辖市建委(建设厅),计划单列市建委,国务院有关部、委:

根据原国家建工总局(82)建工科字第14号文的要求,由湖北省建筑工程总公司主编的《钢结构高强度螺栓连接设计、施工及验收规程》,业经审查,现批准为行业标准,编号JGJ82—91,自一九九二年十一月一日起施行。

本标准由建设部建筑工程标准技术归口单位中国建筑科学研究院归口管理,其具体解释等工作由湖北省建筑工程总公司负责。

本标准由建设部标准定额研究所组织出版。中华人民共和国建设部

一九九二年四月十六日

目次

第一章总则1„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 第二章连接设计2„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 第一节一般规定2„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 第二节摩擦型连接的计算3„„„„„„„„„„„„„„ 第三节承压型连接的计算6„„„„„„„„„„„„„„ 第四节接头设计7„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 第五节连接构造要求13„„„„„„„„„„„„„„„„ 第三章施工及验收16„„„„„„„„„„„„„„„„„ 第一节高强度螺栓连接副的储运和保管16„„„„„„„„„ 第二节高强度螺栓连接构件的制作17„„„„„„„„„„ 第三节高强度螺栓连接副和摩擦面的抗滑移系数检验18„„„ 第四节高强度螺栓连接副的安装20„„„„„„„„„„„ 第五节高强度螺栓连接副的施工质量检查和验收24„„„„„ 第六节油漆25„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 附录一非法定计量单位与法定计量单位换算关系26„„„„ 附录二本规程用词说明27„„„„„„„„„„„„„„„ 附加说明28„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 主要符号

作用和作用效应 F——集中荷载; M——弯矩; N——轴心力;

P——高强度螺栓的预拉力; V——剪力。计算指标

——每个高强度螺栓的受拉、受剪和承压承载力设计值;

f——钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值;

——高强度螺栓的抗拉、抗剪和承压强度设计值;

σ——正应力。几何参数

A——毛截面面积; An——净截面面积; I——毛截面惯性矩; S——毛截面面积矩; α——间距; d——直径; d0——孔径; l——长度;

lz——集中荷载在腹板计算高度边缘上的假定分布长度。计算系数及其它

n——高强度螺栓的数目;

nl——所计算截面上高强度螺栓的数目; nf——高强度螺栓传力摩擦面数目; μ——高强度螺栓摩擦面的抗滑移系数; Ψ——集中荷载的增大系数。第一章总则

第1.0.1条为使在钢结构工程中,高强度螺栓连接的设计、施工做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量,制定本规程。

第1.0.2条本规程适用于工业与民用建筑钢结构工程中高强度螺栓连接的设计、施工与验收。

第1.0.3条高强度螺栓连接的设计、施工及验收,除按本规程的规定执行外,尚应符合《钢结构设计规范》(GBJ17)、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GBJ18)及《钢结构工程施工及验收规范》(GBJ205)的有关规定。

设计在特殊环境(如高温或腐蚀作用)中应用的高强度螺栓连接时,尚应符合现行有关专门标准的要求。

第1.0.4条本规程采用的高强度螺栓连接副,应分别符合《钢结构用大六角头螺栓》(GB1228)、《钢结构用高强度大六角螺母型式与尺寸》(GB1229)、《钢结构用高强度垫圈型式与尺寸》(GB1230)、《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》(GB1231)或《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副形式尺寸》(GB3632)和《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副技术条件》(GB3633)的规定。

第1.0.5条在设计图、施工图中均应注明所用高强度螺栓连接副的性能等级、规格、连接型式、预拉力、摩擦面抗滑移系数以及连接后的防锈要求。当设计中选用两种或两种以上直径的高强度螺栓时,还应注明所选定的需进行抗滑移系数检验的螺栓直径。

第1.0.6条在高强度螺栓施拧、构件摩擦面处理及安装过程中,应遵守国家劳动保护和安全技术等有关规定。第二章连接设计 第一节一般规定

第2.1.1条本规程采用以概率理论为基础的极限状态设计方法,用分项系数的设计表达式进行计算。高强度螺栓连接应按其不同类型分别考虑下列极限状态:

一、摩擦型连接在荷载设计值下,连接件之间产生相对滑移,作为其承载能力极限状态;

二、承压型连接在荷载设计值下,螺栓或连接件达到最大承载能力,作为其承载能力极限状态;在荷载标准值下,连接件间产生相对滑移,作为其正常使用极限状态。

第2.1.2条高强度螺栓连接宜按构件的内力设计值进行设计。必要时(如需与构件等强度连接),也可按构件的承载力设计值进行设计。

第2.1.3条高强度螺栓承压型连接不得用于下列各种构件连接中: 直接承受动力荷载的构件连接; 承受反复荷载作用的构件连接; 冷弯薄壁型钢构件连接。

第2.1.4条对壁厚小于4mm的冷弯薄壁型钢,其连接摩擦面处理宜只采用清除油垢或钢丝刷清除浮锈的方法。

第2.1.5条在同一设计项目中,所选用的高强度螺栓直径,不宜多于两种;用于冷弯薄壁型钢连接的高强度螺栓直径,不宜大于16mm。

第2.1.6条高强度螺栓连接的环境温度高于150℃时,应采取隔热的措施予以防护。摩擦型连接的环境温度为100~150℃时,其设计承载力应降低10%。

第二节摩擦型连接的计算

第2.2.1条抗剪连接(承受垂直于螺栓杆轴方向内力的连接)中,一个高强度螺栓的受剪承载力设计值Nbv应按下式计算:

(2.2.1)

式中k——系数,对普通钢结构构件k=0.9,对冷弯薄壁型 钢构件k=0.8; nf——传力摩擦面数;

μ——摩擦面的抗滑移系数,按表2.2.1-1采用; P——高强度螺栓的预拉力按表2.2.1-2采用。

值亦可由表2.2.3查得。

摩擦面抗滑移系数μ值

表2.2.1-1

注:当连接构件采用不同钢号时,μ值应按相应的较低值取用。

每个高强度螺栓的预拉力P(kN)

表2.2.1-2

第2.2.2条螺栓杆轴方向受拉的连接中,一个高强度螺栓的受拉承载力设计值按下式计算:

(2.2.2)

应第2.2.3条摩擦型连接同时承受剪切和螺栓杆轴方向的外拉力时,一个高强度螺栓的受剪承载力设计值应按下式计算:

(2.2.3)

式中Nt——每个高强度螺栓在其杆轴方向的外拉力,其值不得大于0.8P。

无外拉力时,连接着普通钢结构构件的每个高强度螺栓,在一个摩擦面上的受剪承载力设计值可由表2.2.3中查得。

第2.2.4条在轴向受力构件采用高强度螺栓摩擦型连接处,构件强度σ应按下式计算:(2.2.4-1)

(2.2.4-2)

式中N——轴向拉力或轴心压力;

N′——折算轴力,对普通钢结构构件为:

对冷弯薄壁型钢结构构件为:

An——构件净截面面积; A——构件毛截面面积;

nl——所计算截面(连接最外列螺栓处)上高强度螺栓数; n——在节点或拼接处,构件一端连接的高强度螺栓数; f——构件钢材抗拉或抗压强度设计值。

摩擦型连接中每个高强度螺栓一个摩擦面上的受剪承载力(kN)表2.2.3

1.当用于冷弯薄壁型钢结构连接时,表中值应乘以0.89予以降低;

2.当高强度螺栓连接同时承受剪切和螺栓杆轴方向的外拉力时,其抗剪承载力设计值应按表中数值乘以予以降低。

第2.2.5条抗剪摩擦型连接在动力荷载重复作用下,可不进行疲劳计算;但其连接处的主体金属,应按《钢结构设计规范》(GBJ17)中有关规定进行疲劳计算。

第三节承压型连接的计算 第2.3.1条高强度螺栓的承压型连接,应按表2.2.1-2中数值施加预拉力设计值P,其连接处摩擦面的处理方法与摩擦型连接要求相同。

第2.3.2条在受剪承压型连接中,每个高强度螺栓的承载力,应取受剪和承压承载力设计值的较小者;同时尚应按第2.3.5条控制受剪承载力的取值:

受剪承载力设计值

(2.3.2-1)

承压承载力设计值

(2.3.2-2)

式中nv——受剪面数;

d——螺栓公称直径;在式(2.3.2-1)中,当剪切面在螺纹处时,应用螺纹有效直径de代替d,但应尽量避免螺纹深入到剪切面;

——在同一受力方向的承压构件的较小总厚度;

——螺栓的抗剪和母材承压强度设计值,应按表2.3.2中采用。

承压型连接的强度设计值(kN/cm)

表2.3.2

第2.3.3条承压型连接承受螺栓杆轴方向的外拉力时,每个高强度螺栓的受拉承载力设计值Nbt应按式(2.2.2)计算。

第2.3.4条承压型连接同时承受剪切和螺栓杆轴方向的外拉力时,每个高强度螺栓所承受的外力应满足式(2.3.4-1)和(2.3.4-2)的要求。

(2.3.4-1)

(2.3.4-2)

式中Nv、Nt——每个高强度螺栓所承受的剪力和拉力;

——每个高强度螺栓的受剪、受拉和承压承载力设计值。

第2.3.5条在承受剪切或同时承受剪切和螺栓杆轴方向拉力的承压型连接中,高强度螺栓的受剪承载力设计值不得大于按摩擦型连接计算的1.3倍。第2.3.6条轴心受力构件采用高强度螺栓承压型连接处,构件强度σ应按下式计算:

(2.3.6)

第四节接头设计

第2.4.1条在同一接头同一受力部位上,不得采用高强度螺栓摩擦型连接与承压型连接混用的连接,亦不得采用高强度螺栓与普通螺栓混用的连接。在改建、扩建或加固工程中以静载为主的结构,其同一接头同一受力部位上,允许采用高强度螺栓摩擦型连接与侧角焊缝或铆钉的混用连接。并考虑其共同工作。

在同一接头中,允许按不同受力部位分别采用不同性质连接所组成的并用连接(如梁柱刚节点中,梁翼缘与柱焊接,梁腹板与柱高强螺栓连接)并考虑其共同工作。

第2.4.2条在不同板厚的连接处,应设置垫板,垫板两面均应作与母材相同的表面处理。当板厚差小于或等于3mm时,可参照表3.4.3所列方法处理。

第2.4.3条在下列情况的连接中,高强度螺栓的数目应予以增加: 一、一个构件借助垫板或其他中间板件与另一构件连接的承压高强度螺栓数,应按计算增加10%;

二、搭接或用拼接板的单面连接的承压高强度螺栓数,应按计算增加10%;

三、在构件的端部连接中,当利用短角钢连接型钢(角钢或槽钢)的外伸肢以缩短连接长度时,在短角钢两肢中的一肢上,所用的高强度螺栓数,应按计算增加50%。

第2.4.4条组合I字梁翼缘采用高强度螺栓连接时(图2.4.4),宜采用高强度螺栓摩擦型连接,并按下列公式计算:

一、翼缘板与翼缘角钢连接的高强度螺栓:

(2.4.4-1)

式中Sl——翼缘板毛截面对梁中和轴的面积矩; α——翼缘上高强度螺栓间距;

n——在间距a范围内的高强度螺栓数; V——梁计算截面上的剪力; I——梁的毛截面惯性矩。

二、翼缘与腹板连接的高强度螺栓:

(2.4.4-2)

式中F——集中荷载值(对动力荷载应考虑动力系数);

Ψ——系数,对重级工作制吊车梁Ψ=1.35,其它梁Ψ=1.0;

lz——集中荷载在腹板计算高度边缘上的假定分布长度,可按下式计算lz=α1+2hyα1——集中荷载沿梁跨度方向的支承长度,对吊车梁可取为50mm;

hy——自吊车梁轨顶或其它梁顶面至腹板与翼缘连接栓孔中心的距离(当双排孔时为下孔);

α1——系数,当荷载作用于上翼缘且梁的腹板创平顶紧上翼缘时,α1=0.4;其它情况α1=1.0

S2——翼缘毛截面(包括翼缘板、翼缘角钢和腋板)对梁中和轴的面积矩。

图2.4.4组合I字梁翼缘连接示意图

第2.4.5条T型受拉连接接头(图2.4.5),应采用刚性较大的端板,如加厚端板或设置加劲板。

图2.4.5T形受拉连接接头

第2.4.6条同时承受弯矩和剪力的端板连接接头(图2.4.6),其摩擦型连接的高强度螺栓按下列方法计算:

图2.4.6端板连接接头

一、弯矩作用下,受拉边端高强度螺栓承受杆轴方向的最大拉力按下式计算:

(2.4.6-1)

式中y1——螺栓群中和轴至最大拉力螺栓的距离; yi——每列第i个螺栓至螺栓群中和轴的距离; m——螺栓列数。

由公式(2.4.6-1)算得的螺栓最大拉力不得超过0.8P。

二、普通钢结构构件端板接头的受剪承载力

应按下式计算:

(2.4.6-2)式中n——接头螺栓总数;

——受拉区各螺栓所承受拉力之和,即

第2.4.7条承受轴向力、弯矩、剪力共同作用的拼接接头(图2.4.7)中,高强度螺栓承受的剪力可按下列方法计算:

(2.4.7-1)

式中Nl——受力最大处(对角)的一个高强度螺栓承受的剪力; M、N、V——拼接接头处所承受的弯矩、轴向力和剪力; n——拼接接头一侧高强度螺栓数;

xi、yi——拼接接头一侧螺栓群中心至第i个螺栓的水平和垂直距离; xi、yi——螺栓群中心至最远端一排螺栓的水平和垂直距离; e——螺栓群中心至拼接中心的水平距离;

当yi/x1>3时,公式(2.4.7-1)可简化为下式:

(2.4.7-2)

公式(2.4.7-1)、(2.4.7-2)中Nb为一个高强度螺栓的设计承载力。对摩擦型连接,该值按公式(2.2.1)计算;对承压型连接则按公式(2.3.2-1)、(2.3.2-2)二者计算所得承载力设计值中的较小值。

图2.4.7板的拼接接头

第2.4.8条I字形截面梁的全截面拼接接头(图2.4.8),可按弯矩由翼缘和腹板共同承担的方法计算,也可按弯矩由翼缘承担,剪力由腹板承担的简化方法计算。

按弯矩由翼缘和腹板共同承担计算时,翼缘上的高强度螺栓承受的剪力可按下式计算:

(2.4.8-1)

式中Nlf——翼缘拼接处每个高强度螺栓承受的剪力;

(2.4.8-2)

M——拼接处的弯矩;

n——翼缘拼接接头一侧的高强度螺栓数; h——梁高;

Il——翼缘对梁中和轴的毛截面惯性矩; I——梁的毛截面惯性矩; bN——按第2.4.7条规定采用。

图2.4.8I字形截面梁的拼接

腹板上的高强度螺栓按公式(2.4.7-1)或(2.4.7-2)计算,但取N=0,M=M2;

M2为腹板分担的弯矩,按下式计算:

(2.4.8-3)

式中I2——腹板对梁中和轴的毛截面惯性矩。

按弯矩由翼缘承担剪力由腹板承担的简化方法计算时,翼缘上的高强度螺栓承受的剪力按下式计算:

(2.4.8-4)

此时,腹板上的高强度螺栓承受的剪力则按下式计算:

(2.4.8-5)

式中Nlw——腹板拼接处每个高强度螺栓承受的剪力; n′——腹板拼接接头一侧的高强度螺栓数目。

第2.4.9条当节点处构件一端或拼接接头一端沿受力方向的连接长度l1大于15d0时,应将高强度螺栓的承载力乘以折减系数(),当l1大于60d0时,折减系数为0.7,d0为孔径,l1为两端栓孔间距离。

第五节连接构造要求

第2.5.1条每一杆件接头的一端,高强度螺栓数不宜少于2个。第2.5.2条高强度螺栓孔应采用钻孔,孔径应按表2.5.2采用。

高强度螺栓孔径选配表

表2.5.2

注:承压型连接中高强度螺栓孔径可按表中值减小0.5~1.0mm。

第2.5.3条高强度螺栓的孔距和边距应按表2.5.3的规定采用。

高强度螺栓的孔距和边距值

表2.5.3

注:1)d0为高强度螺栓的孔径;t为外层较薄板件的厚度;

2)钢板边缘与刚性构件(如角钢、槽钢等)相连的高强度螺栓的最大间距,可按中间排数值采用。

第2.5.4条用高强度螺栓连接的梁,其翼缘板不宜超过三层。翼缘角钢面积不宜少于整个翼缘面积的30%。当所采用的大型角钢仍不能满足此要求时,可加腋板(图2.5.4)。此时,角钢与腋板面积之和不应少于翼缘面积的30%。

当翼缘板不需沿梁通长设置时,理论切断点处外伸长度内的螺栓数,应按与该板1/2净截面面积等强的承载力进行计算。

图2.5.4高强度螺栓连接梁的翼缘示意图

第2.5.5条当型钢构件的拼接采用高强度螺栓时,其拼接件宜采用钢板,型钢斜面应加垫板。第2.5.6条高强度螺栓连接处摩擦面,当搁置时间较长时应注意保护。高强度螺栓连接处施工完毕后,应按构件防锈要求涂刷防锈涂料,螺栓及连接处周边用涂料封闭。

第2.5.7条高强度螺栓连接处,设计时应考虑专用施工机具的可操作空间(图2.5.7),其最小尺寸见表2.5.7。

当a值小于表2.5.7时,可用长套筒头施拧螺栓,此时套筒头部直径一般为螺母对角线尺寸加10mm,但b值需有足够长度。

可操作空间尺寸表2.5.7

图2.5.7施工机具操作空间示意图 第三章施工及验收

第一节高强度螺栓连接副的储运和保管

第3.1.1条大六角头高强度螺栓连接副由一个大六角头螺栓、一个螺母和两个垫圈组成,使用组合应按表3.1.1规定。

扭剪型高强度连接副由一个螺栓、一个螺母和一个垫圈组成。高强度螺栓连接副应在同批内配套使用。

大六角头高强度螺栓连接副组合 表3.1.1

第3.1.2条高强度螺栓连接副,应由制造厂按批配套供货,并必须有出厂质量保证书。

第3.1.3条高强度螺栓连接副在运输、保管过程中,应轻装、轻卸,防止损伤螺纹。第3.1.4条高强度螺栓连接副应按包装箱上注明的批号、规格分类保管,室内存放,堆放不宜过高,防止生锈和沾染脏物。

高强度螺栓连接副在安装使用前严禁任意开箱。

第3.1.5条工地安装时,应按当天高强度螺栓连接副需要使用的数量领取。当天安装剩余的必须妥善保管,不得乱扔、乱放。在安装过程中,不得碰伤螺纹及沾染脏物,以防扭矩系数发生变化。

第二节高强度螺栓连接构件的制作 第3.2.1条高强度螺栓连接构件的栓孔孔径应符合设计要求,孔径允许偏差应符合表3.2.1的规定。

高强度螺栓连接构件制孔允许偏差

表3.2.1

第3.2.2条高强度螺栓连接构件栓孔孔距的允许偏差应符合表3.2.2的规定。高强度螺栓连接构件的孔距允许偏差

表3.2.2

注:孔的分组规定

(1)在节点中连接板与一根杆件相连的所有连接孔划为一组。

(2)接头处的孔:通用接头—半个拼接板上的孔为一组;阶梯接头—两接头之间的孔为一组。

(3)在两相邻节点或接头间的连接孔为一组,但不包括(1)、(2)所指的孔。(4)受弯构件翼缘上,每1m长度内的孔为一组。

第3.2.3条高强度螺栓的栓孔应采用钻孔成型,孔边应无飞边、毛刺。

第3.2.4条高强度螺栓连接处板迭上所有螺栓孔,均应采用量规检查,其通过率为: 用比孔的公称直径小1.0mm的量规检查,每组至少应通过85%;用比螺栓公称直径大0.2~0.3mm的量规检查,应全部通过。

第3.2.5条按第3.2.4条检查时,凡量规不能通过的孔,必须经施工图编制单位同意后,方可扩钻或补焊后重新钻孔。

扩钻后的孔径不得大于原设计孔径2.0mm,补焊时,应用与母材力学性能相当的焊条补焊,严禁用钢块填塞。每组孔中经补焊重新钻孔的数量不得超过20%。处理后的孔应作出记录。

第3.2.6条加工后的构件,在高强度螺栓连接处的钢板表面应平整、无焊接飞溅、无毛刺、无油污。其表面处理方法应与设计图中所要求的一致。第3.2.7条经处理后的高强度螺栓连接处摩擦面,应采取保护措施,防止沾染脏物和油污。严禁在高强度螺栓连接处摩擦面上作任何标记。

第3.2.8条经处理后高强度螺栓连接处摩擦面的抗滑移系数应符合设计要求。第三节高强度螺栓连接副和摩擦面的抗滑移系数检验 第3.3.1条高强度螺栓连接副应进行以下检验:

一、运到工地的大六角头高强度螺栓连接副应及时检验其螺栓楔负载、螺母保证载荷、螺母及垫圈硬度、连接副的扭矩系数平均值和标准偏差。检验结果应符合《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》(GB1231)规定,合格后方准使用。

二、运到工地的扭剪型高强度螺栓连接副应及时检验其螺栓楔负载、螺母保证载荷、螺母及垫圈硬度、连接副的紧固轴力平均值和变异系数。检验结果应符合《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副技术条件》(GB3633)规定,合格后方准使用。

第3.3.2条摩擦面的抗滑移系数应按以下规定进行检验:

一、抗滑移系数检验应以钢结构制造批为单位,由制造厂和安装单位分别进行,每批三组。以单项工程每2000t为一制造批,不足2000t者视作一批,单项工程的构件摩擦面选用两种及两种以上表面处理工艺时,则每种表面处理工艺均需检验。

二、抗滑移系数检验用的试件由制造厂加工,试件与所代表的构件应为同一材质、同一摩擦面处理工艺、同批制作、使用同一性能等级、同一直径的高强度螺栓连接副,并在相同条件下同时发运。

三、抗滑移系数试件宜采用图3.3.2所示型式,试件的连接计算应符合本规程第二章规定。

四、抗滑移系数在拉力试验机上进行并测出其滑动荷载。试验时,试件的轴线应与试验机夹具中心严格对中。

五、抗滑移系数μ按下式计算:

(3.3.2)

式中N——滑动荷载;

nf——传力摩擦面数,nf=2;

——与试件滑动荷载一侧对应的高强度螺栓预拉力

(或紧固轴力)之和。Pt取值规定如下:

大六角头高强度螺栓:Pt为实测值,此值应准确控制在0.95P~1.05P范围之内;

扭剪型高强度螺栓:先抽验5套(与试件组装螺栓同批),当5套螺栓的紧固轴力平均值和变异系数均符合表3.4.14规定时,即以该平均值做为Pt。

六、抗滑移系数检验的最小值必须等于或大于设计规定值。当不符合上述规定时,构件摩擦面应重新处理。处理后的构件摩擦面应按本节规定重新检验。

图3.3.2抗滑移系数试件

第四节高强度螺栓连接副的安装

第3.4.1条高强度螺栓长度应按下式计算: l=l′+Δl(3.4.1-1)式中l′——连接板层总厚度; Δl——附加长度

Δl=m十ns+3p(3.4.1-2)m——高强度螺母公称厚度;

n——垫圈个数。扭剪型高强度螺栓为1;大六角头高强度螺栓为2; s——高强度垫圈公称厚度; p——螺纹的螺距。

当高强度螺栓公称直径确定之后,Δl也可由表3.4.1查得。

高强度螺栓附加长度表

表3.4.1

第3.4.2条高强度螺栓连接处摩擦面如采用生锈处理方法时,安装前应以细钢丝刷除去摩擦面上的浮锈。

第3.4.3条对因板厚公差、制造偏差或安装偏差等产生的接触面间隙,应按表3.4.3规定进行处理。

接触面间隙处理

表3.4.3

第3.4.4条高强度螺栓连接安装时,在每个节点上应穿入的临时螺栓和冲钉数量,由安装时可能承担的荷载计算确定,并应符合下列规定:

一、不得少于安装总数的1/3;

二、不得少于两个临时螺栓;

三、冲钉穿入数量不宜多于临时螺栓的30%。

第3.4.5条不得用高强度螺栓兼做临时螺栓,以防损伤螺纹引起扭矩系数的变化。第3.4.6条高强度螺栓的安装应在结构构件中心位置调整后进行,其穿入方向应以施工方便为准,并力求一致。高强度螺栓连接副组装时,螺母带圆台面的一侧应朝向垫圈有倒角的一侧。对于大六角头高强度螺栓连接副组装时,螺栓头下垫圈有倒角的一侧应朝向螺栓头。

第3.4.7条安装高强度螺栓时,严禁强行穿入螺栓(如用锤敲打)。如不能自由穿入时,该孔应用铰刀进行修整,修整后孔的最大直径应小于1.2倍螺栓直径。修孔时,为了防止铁屑落入板迭缝中,铰孔前应将四周螺栓全部拧紧,使板迭密贴后再进行。严禁气割扩孔。

第3.4.8条安装高强度螺栓时,构件的摩擦面应保持干燥,不得在雨中作业。第3.4.9条大六角头高强度螺栓施工前,应按出厂批复验高强度螺栓连接副的扭矩系数,每批复验5套。5套扭矩系数的平均值应在0.110~0.150范围之内,其标准偏差应小于或等于0.010。

第3.4.10条大六角头高强度螺栓的施工扭矩可由下式计算确定: Tc=k²Pc²d(3.4.10)式中Tc——施工扭矩;(N²m);

k——高强度螺栓连接副的扭矩系数平均值,该值由第3.4.9条测得; Pc——高强度螺栓施工预拉力(kN),见表3.4.10; d——高强度螺栓螺杆直径(mm)。

大六角头高强度螺栓施工预拉(kN)

表3.4.10

第3.4.11条大六角头高强度螺栓施工所用的扭矩扳手,班前必须校正,其扭矩误差不得大于±5%,合格后方准使用。校正用的扭矩扳手,其扭矩误差不得大于±3%。

第3.4.12条大六角头高强度螺栓的拧紧应分为初拧、终拧。对于大型节点应分为初拧、复拧、终拧。初拧扭矩为施工扭矩的50%左右,复拧扭矩等于初拧扭矩。初拧或复拧后的高强度螺栓应用颜色在螺母上涂上标记,然后按第3.4.10条规定的施工扭矩值进行终拧。终拧后的高强度螺栓应用另一种颜色在螺母上涂上标记。

第3.4.13条大六角头高强度螺栓拧紧时,只准在螺母上施加扭矩。

第3.4.14条扭剪型高强度螺栓施工前,应按出厂批复验高强度螺栓连接副的紧固轴力,每批复验5套。5套紧固轴力的平均值和变异系数应符合表3.4.14的规定。

扭剪型高强度螺栓紧固轴力(kN)

表3.4.14

第3.4.15条扭剪型高强度螺栓的拧紧应分为初拧、终拧。

对于大型节点应分为初拧、复拧、终拧。初拧扭矩值为0.13³Pc

³d的50%左右,可参照表3.4.15选用。复拧扭矩等于初拧扭矩值。初拧或复拧后的高强度螺栓应用颜色在螺母上涂上标记,然后用专用扳手进行终拧,直至拧掉螺栓尾部梅花头。对于个别不能用专用扳手进行终拧的扭剪型高强度螺栓,可按本节第3.4.12

条规定的方法进行终拧(扭矩系数取0.13)。

初拧扭矩值

表3.4.15

第3.4.16条高强度螺栓在初拧、复拧和终拧时,连接处的螺栓应按一定顺序施拧,一般应由螺栓群中央顺序向外拧紧。

第3.4.17条高强度螺栓的初拧、复拧、终拧应在同一天完成。第五节高强度螺栓连接副的施工质量检查和验收 第3.5.1条大六角头高强度螺栓检查

一、用小锤(0.3kg)敲击法对高强度螺栓进行普查,以防漏拧。

二、对每个节点螺栓数的10%,但不少于一个进行扭矩检查。

检查时先在螺杆端面和螺母上画一直线,然后将螺母拧松约60°,再用扭矩扳手重新拧紧,使两线重合,测得此时的扭矩应在0.9Tch~1.1Tch范围内。Tch按下式计算:

Tch=k³P³d(3.5.1)式中Tch——检查扭矩(N²m);

P——高强度螺栓预拉力设计值(kN)。

如发现有不符合规定的,应再扩大检查10%,如仍有不合格者,则整个节点的高强度螺栓应重新拧紧。

扭矩检查应在螺栓终拧1h以后、24h之前完成。

第3.5.2条大六角头高强度螺栓施工质量应有下列原始检查验收记录:高强度螺栓连接副复验数据、抗滑移系数试验数据、初拧扭矩、终拧扭矩、扭矩扳手检查数据和施工质量检查验收记录等。

第3.5.3条扭剪型高强度螺栓终拧检查,以目测尾部梅花头拧断为合格。对于不能用专用扳手拧紧的扭剪型高强度螺栓,应按大六角头高强度螺栓检查方法办理。

第3.5.4条扭剪型高强度螺栓施工质量应有下列原始检查验收记录:高强度螺栓连接副复验数据、抗滑移系数试验数据、初拧扭矩、扭矩扳手检查数据和施工质量检查验收记录等。

第六节油漆

第3.6.1条对于露天使用或接触腐蚀性气体的钢结构,在高强度螺栓拧紧检查验收合格后,连接处板缝应及时用腻子封闭。

第3.6.2条经检查合格后的高强度螺栓连接处,应按设计要求涂漆防锈。附录一非法定计量单位与法定计量单位换算关系

非法定计量单位与法定计量单位换算表

附表1.1

注:1N/mm=1MPa。附录二本规程用词说明

一、为便于在执行本规程条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下: 1.表示很严格,非这样作不可的用词; 正面词采用“必须”; 反面词采用“严禁”。

2.表示严格,在正常情况下均应这样作的用词: 正面词采用“应”;

反面词采用“不应”或“不得”。

3.表示允许稍有选择,在条件许可时,首先应这样作的用词: 正面词采用“宜”或“可”; 反面词采用“不宜”。

二、条文中指明必须按其他有关标准执行的写法为,“应按„执行”或“应符合„„的要求(或规定)”。非必须按所指定的标

准执行的写法为,“可参照„„的要求(或规定)”。附加说明

本规程主编单位、参加单位 主要起草人名单

主编单位湖北省建筑工程总公司 参加单位包头钢铁设计研究院 铁道部科学院

冶金部建筑研究总院 北京钢铁设计研究总院 主要起草人

吴有常

沈家骅

程季青

李国兴

肖建华 贺贤娟

高强钢筋直螺纹套筒连接技术 篇5

2.8.1 技术内容

直螺纹机械连接是高强钢筋连接采用的主要方式,按照钢筋直螺纹加工成型方式分为剥肋滚轧直螺纹、直接滚轧直螺纹和镦粗直螺纹,其中剥肋滚轧直螺纹、直接滚轧直螺纹属于无切削螺纹加工,镦粗直螺纹属于切削螺纹加工。钢筋直螺纹加工设备按照直螺纹成型工艺主要分为剥肋滚轧直螺纹成型机、直接滚轧直螺纹成型机、钢筋端头镦粗机和钢筋直螺纹加工机,并已研发了钢筋直螺纹自动化加工生产线;按照连接套筒型式主要分为标准型套筒、加长丝扣型套筒、变径型套筒、正反丝扣型套筒;按照连接接头型式主要分为标准型直螺纹接头、变径型直螺纹接头、正反丝扣型直螺纹接头、加长丝扣型直螺纹接头、可焊直螺纹套筒接头和分体直螺纹套筒接头。高强钢筋直螺纹连接应执行行业标准《钢筋机械连接技术规程》JGJ107的有关规定,钢筋连接套筒应执行行业标准《钢筋机械连接用套筒》JG/T163的有关规定。

高强钢筋直螺纹连接主要技术内容包括:

(1)钢筋直螺纹丝头加工。钢筋螺纹加工工艺流程是首先将钢筋端部用砂轮锯、专用圆弧切断机或锯切机平切,使钢筋端头平面与钢筋中心线基本垂直;其次用钢筋直螺纹成型机直接加工钢筋端头直螺纹,或者使用镦粗机对钢筋端部镦粗后用直螺纹加工机加工镦粗直螺纹;直螺纹加工完成后用环通规和环止规检验丝头直径是否符合要求;最后用钢筋螺纹保护帽对检验合格的直螺纹丝头进行保护。(2)直螺纹连接套筒设计、加工和检验验收应符合行业标准《钢筋机械连接用套筒》JG/T163的有关规定。

(3)钢筋直螺纹连接。高强钢筋直螺纹连接工艺流程是用连接套筒先将带有直螺纹丝头的两根待连接钢筋使用管钳或安装扳手施加一定拧紧力矩旋拧在一起,然后用专用扭矩扳手校核拧紧力矩,使其达到行业标准《钢筋机械连接技术规程》JGJ107规定的各规格接头最小拧紧力矩值的要求,并且使钢筋丝头在套筒中央位置相互顶紧,标准型、正反丝型、异径型接头安装后的单侧外露螺纹不宜超过 2P,对无法对顶的其他直螺纹接头,应附加锁紧螺母、顶紧凸台等措施紧固。

(4)钢筋直螺纹加工设备应符合行业标准《钢筋直螺纹成型机》JG/T 146的有关规定。

(5)钢筋直螺纹接头应用、接头性能、试验方法、型式检验和施工检验验收,应符合行业标准《钢筋机械连接技术规程》JGJ107的有关规定。2.8.2 技术指标

高强钢筋直螺纹连接接头的技术性能指标应符合行业标准《钢筋机械连接技术规程》JGJ107和《钢筋机械连接用套筒》JG/T163的规定。其主要技术指标如下。(1)接头设计应满足强度及变形性能的要求。

(2)接头性能应包括单向拉伸、高应力反复拉压、大变形反复拉压和疲劳性能;应根据接头的性能等级和应用场合选择相应的检验项目。

(3)接头应根据极限抗拉强度、残余变形、最大力下总伸长率以及高应力和大变形条件 下反复拉压性能,分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级三个等级,其性能应分别符合行业标准《钢筋机械连接技术规程》JGJ107的规定。

(4)对直接承受重复荷载的结构构件,设计应根据钢筋应力幅提出接头的抗疲劳性能要求。当设计无专门要求时,剥肋滚轧直螺纹钢筋接头、镦粗直螺纹钢筋接头和带肋钢筋套筒挤压接头的疲劳应力幅限值不应小于现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010 中普通钢筋疲劳应力幅限值的 80%。

(5)套筒实测受拉承载力不应小于被连接钢筋受拉承载力标准值的1.1倍。套筒用于有疲劳性能要求的钢筋接头时,其抗疲劳性能应符合JGJ 107的规定。

(6)套筒原材料宜采用牌号为45号的圆钢、结构用无缝钢管,其外观及力学性能应符合现行国家标准《优质碳素结构钢》GB/T 699、《用于机械和一般工程用途的无缝钢管》GB/T 8162、《无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差》GB/T 17395的规定。(7)套筒原材料采用45号钢冷拔或冷轧精密无缝钢管时,应进行退火处理,并应符合现行国家标准《冷拔或冷轧精密无缝钢管》GB/T 3639的相关规定,其抗拉强度不应大于800MPa,断后伸长率δ5不宜小于14%。冷拔或冷轧精密无缝钢管的原材料应采用牌号为45号管坯钢,并符合行业标准《优质碳素结构钢热轧和锻制圆管坯》YB/T 5222 的规定。

(8)采用各类冷加工工艺成型的套筒,宜进行退火处理,且不得利用冷加工提高的强度。需要与型钢等钢材焊接的套筒,其原材料应满足可焊性的要求。2.8.3 适用范围

高强钢筋直螺纹连接可广泛适用于直径12~50mm HRB400、HRB500钢筋各种方位的同异径连接,如粗直径、不同直径钢筋水平、竖向、环向连接,弯折钢筋、超长水平钢筋的连接,两根或多根固定钢筋之间的对接,钢结构型钢柱与混凝土梁主筋的连接等。2.8.4 工程案例

钢筋直螺纹连接已应用于超高层建筑、市政工程、核电工程、轨道交通等各种工程中,如武汉绿地中心、上海中心、北京中国尊、北京首都机场、红沿河核电站、阳江核电站、台山核电站、北京地铁等。钢筋直螺纹套筒连接施工工艺标准 1 适用范围

钢筋套筒连接,适用于桥梁桩基础、墩柱(包括薄壁空心墩)等的主筋(螺纹筋)的连接。与钢筋焊接相比,钢筋套筒连接可以加快施工进度、降低作业人员的施工难度,进而保证钢筋主筋间距和钢筋保护层的合格率。钢筋直螺纹套筒连接施工工艺。如果某道工序经自检不合格,不能进行下道工序施工。3 主要技术参数

3.1 钢筋的连接宜采用焊接接头或机械连接接头。

3.2 受力钢筋的连接街头应设置在内力较小处,并应错开布置。对焊接接头和机械连接接头,在接头长度区段内,同一根钢筋不得有两个接头。配置在接头长度区段内的受力钢筋,其接头的截面面积占总截面面积的百分率,应符合表1施 工 准 备

1、钢筋下料工具检查

2、钢筋下料端面检查

1、套丝长度检查

2、螺纹丝头牙形和螺距

3、丝头保护检查 钢筋下料

1、钢筋原材检验

2、套筒检验

3、操作人员培训

4、加工平台检验

5、工艺性试验 钢筋套丝 钢筋连接 下 道 工 序

1、套筒与钢筋规格是否一致

2、两端钢筋拧进是否对称

3、接头拧紧扭矩检查

4、接头抽样送检的规定。

表1 接头长度区段内的受力钢筋接头面积的最大百分率,接头面积的最大百分率(%),接头形式,受拉区受压区主钢筋焊接接头50 不限制 注:1.焊接接头长度区段内是指35d(d为钢筋直径)长度范围内,但不得小于500mm。

2.在同一根钢筋上宜少设接头

3.装配式构建连接处的受力钢筋焊接接头可不受此限制。3.3 套筒应符合以下要求: 3.3.1 套筒与锁母材料宜采用优质碳素结构钢或合金结构钢,表面无裂纹或其它缺陷。

3.3.2 有产品质量合格证。套管成品分类包装、存放,未混淆和生锈。4 工艺要求

4.1 支架布置:套丝机主轴中心线与放置在支架上的待加工钢筋中心线保持一致,同时支架的搭设应保证钢筋摆放水平。

4.2 钢筋下料:钢筋下料可采用钢筋切断机、砂轮切割机等下料,不得用气割下料。钢筋下料时,要求切口端面应与钢筋轴线垂直,不得有马蹄形或挠曲,端部不直须调直下料。4.3 钢筋套丝:检查合格的丝头,及时将其一端戴上塑料保护帽,另一端拧上同规格的连接套筒并拧紧,并按规格堆放整齐待用。4.4 钢筋连接

4.4.1 钢筋连接之前,先回收丝头上的塑料保护帽和套筒端头的塑料密封盖,检查螺纹丝扣是否完好无损、清洁。如发现杂物或锈蚀,要用鉄刷刷干净。

4.4.2 每连接完一个接头,须立即用油漆做标记,防止漏拧。4.5直接滚压螺纹加工

采用钢筋滚丝机(型号:GZL-

32、GYZL-40、GSJ-40、HGS40等)直接滚压螺纹。此法螺纹加工简单,设备投入少;但螺纹精度差,由于钢筋粗细不均导致螺纹直径差异,施工受影响。4.6挤肋滚压螺纹加工

采用专用挤压设备滚轮先将钢筋的横肋和纵肋进行预压平处理,然后再滚压螺纹。其目的是减轻钢筋肋对成型螺纹的影响。此法对螺纹精度有一定提高,但仍不能从根本上解决钢筋直径差异对螺纹精度的影响,螺纹加需要二套设备。4.7剥肋滚压螺纹加工

采用钢筋剥肋滚丝机(型号:GHG40、GHG50),先将钢筋的横肋和纵肋进行剥切处理后,使钢筋滚丝前的柱体直径达到同一尺寸,然后再进行螺纹滚压成型。此法螺纹精度高,接头质量稳定,施工速度快,价格适中,具有较大的发展前景。

剥肋滚丝头加工尺寸应符合表1的规定。丝头加工长度为标准型套筒长度的1/2,其公差为+2P(P为螺距)。

操作工人应按表1的要求检查丝头加工质量,每加工10个丝头用通、止环规检查一次(图1)。经自检合格的丝头,应由质检员随机抽样进行检验,以一个工作班内生产的丝头为一个验收批,随机抽样10%,且不得少于10个。当合格率小于95%时,应加倍抽检,复检中合格率仍小于95%时,应对全部钢筋丝头逐个进行检验,切去不合格丝头,查明原因,并重新加工螺纹。

剥肋滚压丝头质量检查 4.8滚压直螺纹套筒 滚压直螺纹接头用连接套筒,采用优质碳素结构钢。连接套筒的类型有:标准型、正反丝扣型、变径型、可调型等,镦粗直螺纹套筒类型相同。

滚压直螺纹接头用连接套筒的规格与尺寸应符合表2的规定。检查及维护保养

钢筋连接完毕后,拧紧力矩应符合表3的要求。表3 直螺纹接头安装时的最小拧紧扭矩值 钢筋直径≤16 18~20 22~25 28~32 36~40(mm)拧紧力矩80 160 230 300 360(N·m)

标准型接头安装示意图 6 接头质量检验

6.1工程中应用滚压直螺纹接头时,技术提供单位应提交有效的型式检验报 告。

6.2钢筋连接作业开始前及施工过程中,应对每批进场钢筋进行接头连接工

艺检验。工艺检验应符合下列要求:(1)每种规格钢筋的接头试件不应少于3根;(2)接头试件的钢筋母材 应进行抗拉强度试验;(3)3根接头试件的抗拉强度均不应小于该级别钢筋抗拉强度的标准值, 同时尚应不小于0.9倍钢筋母材的实际抗拉强度。

6.3现场检验应进行拧紧力矩检验和单向拉伸强度试验。对接头有特殊要求的结构,应在设计图纸中另行注明相应的检验项目。6.4用扭力扳手按表9-74规定的接头拧紧力矩值抽检接头的施工质量。抽检数量为:梁、柱构件按接头数的15%,且每个构件的接头抽检数不得少于一个接头,基础、墙、板构件每100个接头作为一个验收批,不足100个也作为一个验收批,每批抽检3个接头。抽检的接头应全部合格;如有一个接头不合格,则该验收批接头应逐个检查并拧紧。6.5滚压直螺纹接头的单向拉伸强度试验按验收批进行。同一施工条件下采用同一批材料的同等级、同型式、同规格接头,以500个为一个验收批进行检验。在现场连续检验十个验收批,其全部单向拉伸试验一次抽样合格时,验收批接头数量可扩大为1000个。

6.6对每一验收批,应在工程结构中随机抽取3个试件做单向拉伸试验。当3个试件抗拉强度均不小于A级接头的强度要求时,该验收批判为合格。如有一个试件的抗拉强度不符合要求,则应加倍取样复验。滚压直螺纹接头的单向拉伸试验破坏形式有三种:钢筋母材拉断、套筒拉断、钢筋从套筒中滑脱,只要满足强度要求,任何破坏形式均可判断为合理。

7、注意事项

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