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建筑结构的主构件的螺栓连接,一般均采用高强螺栓连接。普通螺栓可重复使用,高强螺栓不可重复使用。高强螺栓一般用于永连接。
高强螺栓是预应力螺栓,摩擦型用扭矩扳手施加规定预应力,承压型拧掉梅花头。普通螺栓抗剪性能差,可在次要结构部位使用。普通螺栓只需拧紧即可。
普通螺栓一般为4.4级、4.8级、5.6级和8.8级。高强螺栓一般为8.8级和10.9级,其中10.9级居多。
扭剪型T0=0.065Pc*d
大六角型 T0=0.05Tc
终拧时,扭剪型高强度螺栓以梅花头拧掉为拧紧标志。对于除因构造原因无法使用工具拧掉梅花头的,其在终拧中不掉的梅花头不能超过该节点螺栓总数的5%,且要按照规范要求用扭矩法等进行标记,并进行终拧扭矩检查。
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-施工扭矩(N·m);
k-高强度螺栓连接副的扭矩系数的平均值(笔者注:应以检测机构实际检测值为准);
Pc-高强度螺栓施工预拉力标准值(kN) (笔者注:GB50205验收规范中明确此处是高强度螺栓连接副施工预拉力标准值,约比GB50017设计规范中螺栓设计预拉力值提高10%,主要是考虑预拉力损失。)
d-高强度螺栓螺杆直径(mm);
根据上述公式列举常用高强螺栓施工扭矩值参考表,提供每种规格螺栓大致施工扭矩供参考,其中"实际扭矩系数"一栏在具体工程中需根据该工程实际选用高强螺栓扭矩系数复试结果调整确定。
折叠扳手配置要求
相当多工程不能正确配置施工用扭矩扳手(包括手动及电动型)。有的工程根本就没有配置,工地随便用普通扳手施工高强度螺栓;有的工程虽然配置但未按规定定期标定导致失效;有的工程虽然配置扭矩扳手但量程和工程需求不吻合(从上述的"施工扭矩值参考表"可以看出,每种高强螺栓施工扭矩是不同的,现场配置的手工或电动扭矩扳手应能确保覆盖该工程设计所选用的各种规格高强螺栓)。
一般来说,高强度螺栓施工中所用的扭矩扳手,在使用前必须校正,其扭矩误差不得大于±5% ,合格后方准使用。扭矩数值偏差过大的力矩扳手不可继续使用。不允许使用普通扳手或电动普通扳手施工。
工艺标准本工艺标准适用于钢结构安装用扭剪型高强螺栓施工工艺。
2 施工准备
2.1 材料及主要机具:
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标准的规定。
2.1.2 高强螺栓入库应按规格分类存放,并防雨、防潮。遇有螺栓、螺母不配套,螺纹损伤时,不得使用。螺栓、螺母、垫圈有锈蚀,应抽样检查紧固轴力,满足要求后方可使用。
螺栓等不得被泥土、油污粘染,保持洁净、干燥状态。必须按批号,同批内配套使用,不得混放、混用。
2.1.3 主要机具:电动扭矩扳手及控制仪、手动扭矩扳手、手工扳手、钢丝刷、工具袋等。
2.2
高强度螺栓连接具有施工简单、受力性能好、可拆换、耐疲劳、以及在动力荷载作用下不致松动等优点,是很有发展前途的连接方法。
高强度螺栓是用特制的扳手上紧螺帽,使螺栓产生巨大而又受控制的预拉力,通过螺帽和垫板,对被连接件也产生了同样大小的预压力。在预压力作用下,沿被连接件表面就会产生较大的摩擦力,显然,只要轴力小于此摩擦力,构件便不会滑移,连接就不会受到破坏,这就是高强度螺栓连接的原理。