7.4 高强度螺栓连接
7.4.1 高强度大六角头螺栓连接副应由一个螺栓、一个螺母和两个垫圈组成,扭剪型高强度螺栓连接副应由一个螺栓、一个螺母和一个垫圈组成,使用组合应符合表7.4.1的规定。
表7.4.1 高强度螺栓连接副的使用组合
螺栓
螺母
垫圈
10.9S
10H
(35~45)HRC
8.8S
8H
(35~45)HRC
7.4.2 高强度螺栓长度应以螺栓连接副终拧后外露2扣~3扣丝为标准计算,可按下列公式计算。选用的高强度螺栓公称长度应取修约后的长度,应根据计算出的螺栓长度l按修约间隔5mm进行修约。
式中:l′——连接板层总厚度;
△l——附加长度,或按表7.4.2选取;
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,高强度大六角头螺栓为2;
s——高强度垫圈公称厚度,当采用大圆孔或槽孔时,高强度垫圈公称厚度按实际厚度取值;
p——螺纹的螺距。
表7.4.2 高强度螺栓附加长度△l(mm)
高强度螺栓种类
螺栓规格
M12
M16
M20
M22
M24
M27
M30
高强度大六角头螺栓
23
30
35.5
39.5
43
46
50.5
扭剪型高强度螺栓
—
26
31.5
34.5
38
41
45.5
注:本表附加长度△l由标准圆孔垫圈公称厚度计算确定。
7.4.3 高强度螺栓安装时应先使用安装螺栓和冲钉。在每个节点上穿入的安装螺栓和冲钉数量,应根据安装过程所承受的荷载计算确定,并应符合下列规定:
1 不应少于安装孔总数的1/3;
2 安装螺栓不应少于2个;
3 冲钉穿入数量不宜多于安装螺栓数量的30%;
4 不得用高强度螺栓兼做安装螺栓。
7.4.4 高强度螺栓应在构件安装精度调整后进行拧紧。高强度螺栓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 大六角头高强度螺栓安装时,螺栓头下垫圈有倒角的一侧应朝向螺栓头,螺母带圆台面的一侧应朝向垫圈有倒角的一侧。
7.4.5 高强度螺栓现场安装时应能自由穿入螺栓孔,不得强行穿入。螺栓不能自由穿入时,可采用铰刀或锉刀修整螺栓孔,不得采用气割扩孔,扩孔数量应征得设计单位同意,修整后或扩孔后的孔径不应超过螺栓直径的1.2倍。
7.4.6 高强度大六角头螺栓连接副施拧可采用扭矩法或转角法,施工时应符合下列规定:
1 施工用的扭矩扳手使用前应进行校正,其扭矩相对误差不得大于±5%;校正用的扭矩扳手,其扭矩相对误差不得大于±3%;
2 施拧时,应在螺母上施加扭矩;
3 施拧应分为初拧和终拧,大型节点应在初拧和终拧间增加复拧。初拧扭矩可取施工终拧扭矩的50%,复拧扭矩应等于初拧扭矩。终拧扭矩应按下式计算:
式中:Tc——施工终拧扭矩(N·m);
k——高强度螺栓连接副的扭矩系数平均值,取0.110~0.150;
Pc——高强度大六角头螺栓施工预拉力,可按表7.4.6-1选用(kN);
d——高强度螺栓公称直径(mm);
表7.4.6-1 高强度大六角头螺栓施工预拉力(kN)
螺栓性能等级
螺栓公称直径(mm)
M12
M16
M20
M22
M24
M27
M30
8.8S
50
90
140
165
195
255
310
10.9S
60
110
170
210
250
320
390
4 采用转角法施工时,初拧(复拧)后连接副的终拧转角度应符合表7.4.6-2的要求;
表7.4.6-2 初拧(复拧)后连接副的终拧转角度
注:1 d为螺栓公称直径;
2 螺母的转角为螺母与螺栓杆间的相对转角;
3 当螺栓长度l超过螺栓公称直径d的12倍时,螺母的终拧角度应由试验确定。
5 初拧或复拧后应对螺母涂画颜色标记。
7.4.7 扭剪型高强度螺栓连接副应采用专用电动扳手施拧,施工时应符合下列规定:
1 施拧应分为初拧和终拧,大型节点宜在初拧和终拧间增加复拧;
2 初拧扭矩值应取本规范公式(7.4.6)中Tc计算值的50%,其中k应取0.13,也可按表7.4.7选用;复拧扭矩应等于初拧扭矩;
表7.4.7 扭剪型高强度螺栓初拧(复拧)扭矩值(N·m)
螺栓公称直径(mm)
M16
M20
M22
M24
M27
M30
初拧(复拧)扭矩
115
220
300
390
560
760
3 终拧应以拧掉螺栓尾部梅花头为准,少数不能用专用扳手进行终拧的螺栓,可按本规范第7.4.6条规定的方法进行终拧,扭矩系数k应取0.13;
4 初拧或复拧后应对螺母涂画颜色标记。
7.4.8 高强度螺栓连接节点螺栓群初拧、复拧和终拧,应采用合理的施拧顺序。
7.4.9 高强度螺栓和焊接混用的连接节点,当设计文件无规定时,宜按先螺栓紧固后焊接的施工顺序。
7.4.10 高强度螺栓连接副的初拧、复拧、终拧,宜在24h内完成。
7.4.11 高强度大六角头螺栓连接用扭矩法施工紧固时,应进行下列质量检查:
1 应检查终拧颜色标记,并应用0.3kg重小锤敲击螺母对高强度螺栓进行逐个检查;
2 终拧扭矩应按节点数10%抽查,且不应少于10个节点;对每个被抽查节点应按螺栓数10%抽查,且不应少于2个螺栓;
3 检查时应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,测得此时的扭矩应为0.9Tch~1.1Tch。Tch可按下式计算:
式中:Tch——检查扭矩(N·m);
P——高强度螺栓设计预拉力(kN);
k——扭矩系数。
4 发现有不符合规定时,应再扩大1倍检查;仍有不合格者时,则整个节点的高强度螺栓应重新施拧;
5 扭矩检查宜在螺栓终拧1h以后、24h之前完成,检查用的扭矩扳手,其相对误差不得大于±3%。
7.4.12 高强度大六角头螺栓连接转角法施工紧固,应进行下列质量检查:
1 应检查终拧颜色标记,同时应用约0.3kg重小锤敲击螺母对高强度螺栓进行逐个检查;
2 终拧转角应按节点数抽查10%,且不应少于10个节点;对每个被抽查节点应按螺栓数抽查10%,且不应少于2个螺栓;
3 应在螺杆端面和螺母相对位置画线,然后全部卸松螺母,应再按规定的初拧扭矩和终拧角度重新拧紧螺栓,测量终止线与原终止线画线间的角度,应符合表7.4.6-2的要求,误差在±30°者应为合格;
4 发现有不符合规定时,应再扩大1倍检查;仍有不合格者时,则整个节点的高强度螺栓应重新施拧;
5 转角检查宜在螺栓终拧1h以后、24h之前完成。
7.4.13 扭剪型高强度螺栓终拧检查,应以目测尾部梅花头拧断为合格。不能用专用扳手拧紧的扭剪型高强度螺栓,应按本规范第7.4.11条的规定进行质量检查。
7.4.14 螺栓球节点网架总拼完成后,高强度螺栓与球节点应紧固连接,螺栓拧入螺栓球内的螺纹长度不应小于螺栓直径的1.1倍,连接处不应出现有间隙、松动等未拧紧腈况。