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7.3 高强度螺栓连接


7.3.1 高强度螺栓连接副应按性能等级不同设置明显标志。
7.3.2 高强度螺栓摩擦型连接结构施工前,应复验摩擦面的抗滑移系数,且抗滑移系数的复验应符合下列规定:
    1 同一制造厂、同一材质、同批制作、采用同一摩擦面处理工艺、使用同一性能等级、同一直径的高强度螺栓连接副不得超过500t为一检验批,不超过500t时亦应为一检验批。
    2 抗滑移系数检验的最小值不得小于设计规定值。当小于设计规定值时,构件摩擦面应重新处理,处理后的构件摩擦面应重新检验。
7.3.3 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预拉力,每批应抽取8套连接副进行复验。扭剪型高强度螺栓连接副预拉力平均值和标准偏差应符合表7.3.3的规定。
表7.3.3 扭剪型高强度螺栓连接副预拉力平均值和标准偏差(kN)
表7.3.3 扭剪型高强度螺栓连接副预拉力平均值和标准偏差
7.3.4 高强度大六角头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,每批应抽取8套连接副进行复验。8套连接副扭矩系数的平均值应为0.110~0.150,其标准偏差应为0.010。扭矩系数K可按下式计算:
式中:K——扭矩系数;
T——施拧扭矩(N·m);
d——螺栓公称直径(mm);
P——螺栓预拉力(kN)。
7.3.5 连接副扭矩系数试验时,测量的高强度大六角头螺栓预拉力应符合表7.3.5的规定。
表7.3.5 高强度大六角头螺栓预拉力(kN)
表7.3.5 高强度大六角头螺栓预拉力(kN)
7.3.6 高强度螺栓长度应按下式计算:
式中:L——高强度螺栓长度(mm);
L'——连接板层总厚度(mm);
△L——高强度螺栓附加长度(mm),应按表7.3.6取值。
表7.3.6 高强度螺栓附加长度(mm)
表7.3.6 高强度螺栓附加长度(mm)
7.3.7 高强度螺栓连接板接触面应平整。对因板厚公差、制造偏差或安装偏差等产生接触面间隙,当间隙小于1.0mm时可不予处理;当间隙在lmm~3mm之间时,可将厚板一侧磨成坡度不大于10%的斜坡,使间隙小于lmm;当间隙大于3mm时可加垫板,垫板厚度不小于3mm且不得超过3层,垫板材质和摩擦面处理方法应与构件相同。
7.3.8 高强度螺栓连接安装时,在每个节点上应穿入临时螺栓和冲钉,数量由安装时的受荷计算确定,并应符合下列规定:
    1 临时螺栓和冲钉的总数不得少于安装总数的1/3。
    2 不得少于2个临时螺栓。
    3 冲钉穿入数量不宜多于临时螺栓的30%。
7.3.9 高强度螺栓不得作为临时螺栓使用:
7.3.10 高强度螺栓连接安装应符合下列规定:
    1 扭剪型高强度螺栓安装时,螺母带圆台面的一侧应朝向垫圈有倒角的一侧。
    2 高强度大六角头螺栓安装时,螺栓头下垫圈有倒角的一侧应朝向螺栓头。
7.3.11 高强度螺栓的安装应自由穿入孔内,不得强行敲打。
7.3.12 高强度螺栓安装时,构件的摩擦面应保持干燥、整洁。
7.3.13 高强度螺栓的紧固可分为初拧、终拧。大型节点可分为初拧、复拧和终拧。初拧、复拧和终拧应在同一天完成。
7.3.14 高强度螺栓连接副初拧、复拧和终拧时,连接处的螺栓应由螺栓群中间向四周方向拧紧。焊接和高强度螺栓混合使用的连接节点,应按先栓后焊的顺序施工。
7.3.15 高强度大六角头螺栓连接副初拧扭矩值可取终拧扭矩值的50%。
7.3.16 高强度大六角头螺栓连接副终拧扭矩值可按下式计算:
式中:Tc——终拧扭矩值(N·m);
Pc ——施工预拉力标准值(kN),应按表7.3.16取值;
K ——扭矩系数,应根据本规程7.3.4条确定。
表7.3.16 施工预拉力标准值(kN)
表7.3.16 施工预拉力标准值(kN)
7.3.17 高强度大六角头螺栓施工所用的扭矩扳手在使用前必须进行校正,其扭矩误差应为±5%。校正用的扭矩扳手,其扭矩误差应为±3%。
7.3.18 扭剪型高强度螺栓连接副初拧扭矩值可按下式计算:
式中:To ——初拧扭矩值(N·m);
7.3.19 尾部梅花头未被拧掉者或个别因操作空间有限不能用专用扳手进行拧紧的扭剪型高强度螺栓,可采用高强度大六角头螺栓扭矩法施工,但扭矩系数应选取0.13。
7.3.20 高强度螺栓紧固时复拧扭矩值应等于初拧扭矩值,初拧和复拧后的高强度螺栓应标记,然后用专用扳手进行终拧。终拧应符合下列规定:
    1 采用扭剪型高强度螺栓紧固时,螺栓尾部拧断后终拧完毕。
    2 采用高强度大六角头螺栓紧固时,可按本规程第7.3.16条计算的扭矩值进行终拧。终拧后的高强度螺栓应区分标记。
条文说明
7.3.1 高强度螺栓性能等级标志一般是在螺栓顶面作出凸字或凹字,螺母则在六角倒角顶面作出。一般还同时显示制造厂的标志。
7.3.2 高强度螺栓抗滑移系数复验:
    1 规定抗滑移系数应分别由制造厂和安装单位检验,即制造厂必须保证所制作的铝合金结构构件的抗滑移系数符合设计规定,安装单位应检验运到现场的铝合金结构构件的抗滑移系数是否符合设计要求。考虑到每项铝合金结构工程的数量和制造周期差别较大,因此明确规定了检验批量的划分原则及每一批应检验的组数。
    2 规定抗滑移系数检验不能在铝合金结构构件上进行,只能通过试件进行模拟测定。为使试件能真实地反映构件的实际情况,规定了试件的具体要求。
    3 为了确保高强度螺栓连接的可靠性,本条规定了抗滑移系数检验的最小值必须大于或等于设计值。当抗滑移系数没有达到规定要求时,铝合金结构不能出厂或者工地不能进行拼装,必须对摩擦面作重新处理,重新检验,直到合格为止。
7.3.3 扭剪型高强度螺栓连接副拧紧预拉力精度是靠连接副紧固轴力保证的,为此在施工前必须进行紧固轴力检验,合格后方可使用。
7.3.4、7.3.5 高强度大六角头螺栓连接副的扭矩系数是保证拧紧预拉力准确性的关键参数,为此对高强度大六角头螺栓在施工前必须进行连接副扭矩系数复验。
7.3.6 使用过长的螺栓将浪费钢材,并且在高强度螺栓施拧时带来困难,螺栓太短会使螺母受力不均匀。本条给出了螺栓长度的计算公式。
7.3.8 临时螺栓的安装数量应能承受构件的自重和连接校正时的外力作用,规定每个节点安装的最少个数是为了防止连接后构件位置偏移,限制冲钉用量。使用临时螺栓,是为了使铝合金板间有效夹紧,尽量消除间隙。
7.3.9 为了防止螺纹损伤和连接表面状态改变从而引起扭矩系数变化,连接用高强度螺栓不得兼做临时螺栓。另外,对高强度大六角头螺栓连接副,垫圈设置内倒角是为了与螺栓头下的过渡圆弧相配合,因此在安装时垫圈带倒角的一侧必须朝向螺栓头,否则螺栓头就不能很好与垫圈密贴,影响螺栓的受力性能。对螺母一侧的垫圈,因倒角侧的表面较不整,拧紧时扭矩系数较小,且离散率也较小,所以垫圈有倒角的一侧应朝向螺母。
7.3.11 强行穿入螺栓会使螺纹受到损伤,严重影响拧紧预拉力。
7.3.12 潮湿板面会引起螺栓的锈蚀,影响高强度螺栓连接长期使用的安全性,另外,铝合金板表面有浮锈会降低抗滑移系数。安装前应按下列方法进行处理:
    1 有少量微锈的,可用钢丝刷除锈。
    2 锈蚀比较严重的,应用砂轮机除锈。
    3 砂轮机打磨方向应同构件受力方向垂直。
    4 砂轮打磨范围不应小于螺栓孔径的4倍。
    5 砂轮应来回均匀打磨。
7.3.13 由于铝合金板可能不完全平整,致使先拧与后拧的高强度螺栓预拉力有很大的差别。为了防止这一现象,提高拧紧预拉力的精度,使各螺栓受力均匀,高强度螺栓的拧紧力应分为初拧和终拧。另外,高强度螺栓连接副安装在构件上如不及时拧紧,其扭矩系数会有较大的改变,所以本条规定了拧紧工作应在同一天内完成。
7.3.14 螺栓群由中间向四方拧紧是为了使高强度螺栓连接处板层更好的密贴。
7. 3.19 扭剪型高强度螺栓应以扭断螺栓尾部梅花部分为终拧。初拧的扭矩参照高强度大六角头螺栓,取扭矩系数的中值0.13,按0.13×扭剪型螺栓紧固轴力×螺栓公称直径的50%定。
7.3.20 考虑到初拧后螺栓的预拉力有所损失,所以采用复拧扭矩值等于初拧扭矩值,以保证连接节点复拧后螺栓预拉力能达到要求的初拧值。另外,初拧后或复拧后的高强度螺栓应用不同颜色分别涂上标记,以防止初拧、复拧的连接副混淆不清。
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铝合金结构工程施工规程 JGJ/T216-2010
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