一、概述
高强度螺栓按其构造型式分为高强度大六角头螺栓、扭剪型高强度螺栓和六角法兰面扭剪型高强度螺栓三种,其中以前两种的使用最为广泛。
它主要适用于大跨度房屋,工业厂房钢结构,桥梁结构,高层房屋钢框结构等。
与其它连接方式相比,高强螺栓连接具有安装简便、迅速、能装能拆和承压高、受力性好、安全可靠等优点。
它的特点是:
1、改善结构受力情况:用摩擦型高强螺栓连接所受的力靠钢板表面的摩擦力传递,传递力的面积大、应力集中现象得到改善,提高了构件的疲劳强度。
2、螺栓用量少:高强度螺栓承载能力大。
3、加速施工进度:高强度螺栓施工简便。
4、钢结构运输过程中不易松动,且在使用过程中减少维护工作量。
如果发生松动即可个别更换,不影响其周围螺栓的连接。
5、施工劳动条件好,而且栓孔可在工厂一次成型,省去二次扩孔程序。
二、高强螺栓的连接
(一)常用工具
1、手动扭矩扳手
各种高强螺栓在施工中以手动紧固时,都要使用有示明扭矩值的扳手实拧,使达到高强度螺栓连接副规定的扭矩和轴力值。
一般常用的手动扭矩扳手有:指针式、带音响式和扭剪型手动扭矩扳手。
2、电动扳手
钢结构用高强度大六角头螺栓紧固时用的电动扭矩扳手有NR—9000A、NR—12、和双重绝缘定扭矩、定转角电动扳手等,是拆卸安装六角高强螺栓机械化工具,可以自动控制扭矩和转角,适用于工程安装中对大六角头高强螺栓的初拧、终拧和扭剪型高强螺栓的初拧。
3、扭剪型电动扳手
扭剪型电动扳手是用于扭剪型高强度螺栓终拧紧固的电动扳手,常用扭剪型电动扳手有6922型和6924型两种。
6922型只适用于紧固M22、M20、M16三种规格的扭剪型高强度螺栓,6924型则可以紧固M16、M20、M22、M24四种规格的扭剪型高强度螺栓。
4、手动绞刀
手动绞刀又叫固定绞刀,它用于手工绞制工件上已经钻削或扩孔加工的孔,以提高孔的精度和光洁度。
5、扩孔钻
分为直柄扩孔钻、锥柄扩孔钻和套式扩孔钻三种。
它用于扩大工件上已经钻削、冲制或铸造的孔径,或提高孔的精度。
(二)螺栓长度选择
高强螺栓长度L按下列公式计算:
L=L′+ΔL (L′—连接板层总厚度;
ΔL—附加长度)
ΔL=m+nS+3p (m—高强度螺母公称厚度
n—垫圈个数,扭剪型为1;六角头为2
S—高强度垫圈公称厚度
P—螺纹螺距)
高强度螺栓螺纹的螺距(mm)
高强度螺栓附加长度(ΔL)表(mm)
(三)施拧扭矩值计算
1、大六角头高强度螺栓施工扭矩按下列公式计算:
Mc=K*Pc*d
Mc:施工扭矩,单位:N.m;
K:高强螺栓连接副扭矩系数平均值;
Pc:高强螺栓施工预拉力,查表获得;
d:高强螺栓公称直径(mm)
大六角头高强度螺栓初拧扭矩一般为终拧的50%~60%。
高强度螺栓设计预拉力(kN)
大六角头螺栓施工预拉力(kN)
2、扭剪型高强度螺栓终拧采用专用扳手将尾部螺栓头拧掉,但个别部位螺栓无法使用专用扳手,则按同直径大六角头高强度螺栓所采用的扭矩法施拧、扭矩系数为0.13。
(四)摩擦面处理
摩擦面的处理采用抛丸或喷砂、砂轮打磨三种方法。
板面接触间隙和处理方法和接触面要求:
1、间隙≤1㎜的不用加工;
2、间隙>1~3㎜,将厚板一侧磨成1:10的缓坡,使间隙小于1㎜;
3、间隙>3㎜时,加垫板,但垫板摩擦面的处理应与构件相同。
4、钢板表面处理工艺符合设计规定且应平整,无焊接飞溅、飞边、毛刺,清洁无油。
严禁在摩擦面上用任何方式作标记。
5、件在运输、吊装、存放时,应防止高强螺栓连接处钢板表面沾染油污、赃物和碰坏摩擦面。
6、摩擦面抗滑移系数GB50205—2001规定为0.45~0.55以上(设计有规定的以设计为准)。
摩擦副试验件外委要具有资质的单位进行。
(五)螺栓的紧固
1、高强螺栓的紧固应在结构拱度调整完毕后进行。
2、施工用的扭力扳手精度≤5%,且在检测有效期内。
3、高强螺栓紧固时只应在螺母上施加扭矩。
4、高强度螺栓紧固可按两步法或三步法进行施工:
1).二步法施工高强螺栓紧固分为:初拧、终拧二步;三步法施工高强螺酚坚固分为:初拧、终拧、复拧三步。
2).高强螺栓初拧:用定扭矩扳手对整个节点的高强度螺栓进行初拧,所用的拧矩约为终拧扭矩的50%。
施拧顺序应由栓群中央逐个向外拧紧。
初拧后用白色油漆在螺母上作标记。
3).高强螺栓终拧:经初拧后的扭剪型高强螺栓用扭剪型扳手进行终拧,大六角头的用定扭矩扳手进行终拧。
终拧完成螺栓前端的梅花头应被扭掉。
4).初拧后的螺栓应及时终拧,并应随时做好防止雨水淋湿的措施。
5).高强螺栓连接部位附近,严禁气割、电焊。
对栓、焊混合接头,焊接工作必须在螺栓终拧前完成。
6)高强螺栓的初拧、复拧、终拧应在同一天完成。
7)高强螺栓施拧顺序按从刚度大的地方向刚度小,由中间向外围进行施工的顺序。
8)连接板间间隙在一定范围内时可以多次初拧,间隙到达控制标准后再进行终拧。
三、高强螺栓施工质量检查
1、检验标准:《钢结构工程施工及验收规范》 GB50205—2001和《钢结构高强螺栓连接的设计及验收规程》。
2、检验要点:
1)当天施工的高强度螺栓必须当天检查完毕。
2)检查用的扭力扳手精度≤3%,且在检测有效期内。
3)首先用肉眼检查钢板表面是否平整,螺栓长度、垫圈数量是否符合设计要求,垫圈是否装反。
4)未拧掉梅花头的螺栓数不得大于节点总数的5%。
5)高强度螺栓施工应有下列施工记录:
①高强度螺栓连接副复验报告
②螺栓紧固轴力复验数据
③抗滑移系数试验报告
④初拧扭矩
⑤施拧质量检查表
3、检验方法
大六角头高强螺栓终拧结束后,应采用“小锤敲击法”对螺栓(螺母)逐个敲检,且应进行扭矩随机抽验。
①“小锤敲击法”是用手指紧按住螺母的一边,按的位置尽量靠近螺母近垫圈处,然后用0.3~0.5kg重的小锤敲击螺母相对应的另一边,如手指感到轻微颤动即为合格,颤动较大即为欠拧或漏拧,完全不颤动即为超拧。
②扭矩检查采用“松扣、回扣法”。
即先在螺母与螺杆对应的位置划一条细直线,然后将螺母拧松30°~50°,在拧到原位(即与该细直线重合)时测得的扭矩,该扭矩与检查扭矩的偏差应在检查扭矩的±10%范围以内即为合格。
③扭矩检查应在终拧一小时之后进行,并且应在24小时之内检查完毕。
④扭矩检查为随机抽样,抽样数量为每个节点的螺栓连接副的10%,但不少于一个。
如发现不符合要求的,应重新抽样10%检查,如仍是不合格的,是欠拧、漏拧的应该重新补拧,是超拧的应更换螺栓。
⑤扭剪型高强螺栓应其结构特点,施工中梅花杆部分承受的是反扭矩,因而梅花头部分拧断,即为合格。
个别手工拧的按同径的大六角头高强螺栓检查方法检查。
扭剪型高强螺栓初拧标志线必须清晰,此标志是为了检查螺母转角量及有无共同转角量或螺母空转的现象发生,应相当重视。
四、高强度螺栓连接处防锈处理
高强螺栓施工检查合格后,连接处板缝应即时用腻子封闭,然后按设计规定涂防锈漆。
腻子配方:(重量比)
醇酸清漆:滑石粉:红丹粉=1.5~2.2:2:1
重钡石粉(或白垩粉):干红丹粉:清亚麻仁油=4:2:1
6101环氧树脂:二丁酯:已二胺:石膏粉=100:25:8:250
附:1、螺栓质保书
2、抗滑移系数报告和
3、大六角头螺栓扭矩系数报告
4、扭剪型高强度螺栓预拉力复验报告
5、扭矩扳手标定记录
6、高强螺栓施工记录
7、高强螺栓连接检查记录
(注:素材和资料部分来自网络,供参考。
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