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第三章 钢结构的衔接
3.6 钢结构螺栓的种类与结构
3.6.1钢结构螺栓衔接概述
钢结构螺栓衔接(bolt connecting for steel structure)，将两个以上的钢结构零部件或者构件用螺栓衔接成为一体的衔接方式。螺栓衔接是构件预装以及结构装置中***啰嗦的衔接方式。
上图为梁柱节点全螺栓衔接
螺栓衔接在金属结构装置中***先运用。19世纪30年月前期，螺栓衔接逐步被铆钉衔取代代，仅在构件组装中作为临时牢靠措施。20世纪50年月泛起了高强度螺栓衔接方式。高强度螺栓用中碳钢或者中碳合金钢制成，其强度比艰深螺栓高2～3倍。高强度螺栓衔接具备施工不便、牢靠坚贞等短处，60年月日后在一些冶金工场的钢结构制作装置中开始运用。
上图为梁拼接的全螺栓衔接
3.6.2螺栓的规格
钢结构中罕用的螺栓规格有M十二、M1六、M20、M2四、M30，M为螺栓符号，数字为公称直径。
螺栓遵照功能品级分3.六、4.六、4.八、5.六、5.八、6.八、8.八、9.八、10.九、12.9共十个品级，其中8.8级以上螺栓材质为低碳合金钢或者中碳钢并经由热解决(淬火、回火)，通称为高强度螺栓，8.8级如下（不含8.8级，精制艰深螺栓也包罗8.8级）通称为艰深螺栓。下表为螺栓的功能品级及力学功能。
螺栓功能品级标号由两全副数字组成，分说呈现螺栓的公称抗拉强度以及材质的屈强比。如功能品级分4.6级的螺栓其寄义为：******全副数字（4.6中的4）为螺栓材质公称抗拉强度（N/妹妹2）的1/100，即呈现fu≥400N/妹妹2；第二全副数字（4.6中的6）为螺栓材质的屈强比的10倍，即呈现fy/fu=0.6；两全副数字的乘积（4×6=24）为螺栓材质公称屈服点（或者屈服强度）的（N/妹妹2）的1/10，即呈现fy≥240N/妹妹2。
钢结构艰深螺栓按制作精度可分为A、B、C级三个品级。A、B级为精制螺栓，艰深用于机械产物，C级为粗制螺栓。除非凡诠释外，钢结构艰深螺栓艰深为艰深粗制C级螺栓，功能品级4.6级或者4.8级。
螺栓衔接的强度妄想值接管GB50017-2003《钢结构妄想规范》表3.4.1-4 取值
3.6.3螺栓的分类
螺栓有良多叫法，螺钉、螺栓钉、规范件、紧固件等。
狭义上螺栓包罗艰深螺栓、高强螺栓、地脚锚栓、缩短螺栓、化学锚栓、螺钉、栓钉等；狭义上的螺栓分为艰深螺栓衔接以及高强度螺栓两种。
（1） 艰深螺栓衔接
艰深螺栓按制作精度分粗制螺栓、精制螺栓。
艰深螺栓遵照方式可分为六角头螺栓、双头螺栓、沉头螺栓等；
上图是沉头螺栓
1）粗制螺栓
C级螺栓艰深为粗制螺栓，用碳素结构钢制成，为使螺栓顺遂地穿入螺孔，其孔径应比螺栓公称直径d大1.0～2.0妹妹，为II类孔。螺栓孔距部署要便于扳手拧紧螺帽。当粗制螺栓用于柱、梁、屋架的构件衔接时，应接管加托板的衔接结构。此时螺栓处于受拉状态，其剪力由托板负责(如下图)。
粗制螺栓所用资料强度品级低，限度了其在结构衔接中的运用畛域，但在剪力较小的使命平台次梁、墙皮梁、屋面梁及反对于、铰接支座等的衔接中仍患上到宽泛运用。
上图为艰深螺栓
粗制螺栓还宽泛用于厂房钢结构的预拼装、铆接构件铆接前的预紧固以及高强度螺栓衔接前的组装以及装置节点焊接前的临时紧固等。粗制螺栓作为永远牢靠螺栓运历时，需在找正后将其拧紧并接管防松措施。
上图为柱脚螺栓的双螺母防松措施
2）精制螺栓
A级、B级螺栓为精制螺栓，孔艰深为Ⅰ类孔，其孔径应比螺栓公称直径d大0.3～0.5妹妹。精制螺栓衔接用于一些每一每一拆装以及无奈铆接的结构衔接。精制螺栓艰深用于机械产物，修筑钢结构中少少运用。
（2）高强度螺栓衔接
用高强度钢制作的，概况需要施以较大预紧力的螺栓，皆可称为高强度螺栓。高强度螺栓施加预拉力以及靠磨擦力传递外力。艰深螺栓衔接靠栓杆抗剪以及孔壁承压来传递剪力，拧紧螺帽时产生预拉力很小，其影响可能轻忽不计，而高强螺栓除其资料强度很高之外，还给螺栓施加很大预拉力，使衔接构件间产生挤压力，从而使垂直于螺杆偏差有很大磨擦力，而且预拉力、抗滑移系数以及钢材种类都间接影响高强螺栓的承载力。
上图是高强螺栓的使命道理
高强螺栓按其受力状态主要分为：磨擦型以及承压型两种。
高强螺栓按施工工艺分为：扭剪型高强螺栓以及大六角高强螺栓两种。
上图是扭剪型高强螺栓以及大六角高强螺栓
1） 磨擦型高强螺栓衔接，靠螺栓紧固压力使衔接板层贴紧后在钢板打仗外表产生的磨擦力来传递外力。对于构件外表妨碍喷砂解决先天生赤锈面，可取患上较大的磨擦系数，削减衔接螺栓的数目。磨擦型高强度螺栓的孔径应比螺栓公称直径d大1.5～2.0妹妹。
2） 承压型高强度螺栓衔接，是使构件间产生的磨擦力以及螺栓中间轴剪切力与构件的承压力同时浸染来传递应力的，其孔径应比螺栓公称直径d大1.0～1.5妹妹。制孔接管数控钻床钻孔以及钻模钻孔等方式。
总之，磨擦型高强螺栓以及承压型高强螺栓实际上是对于立种螺栓，区别之处在于妄想是否思考滑移。妄想上，磨擦型高强螺栓磨擦面不能滑动，螺杆不负责剪力，一旦磨擦面滑移，就觉患上达到妄想破损状态，在技术上比照成熟、坚贞；承压型高强螺栓磨擦面可能滑动，螺杆也负责剪力，***终破损与艰深螺栓破损相同（螺栓剪坏或者钢板压坏）。
3） 大六角高强螺栓，由一个高强度螺栓、一个螺母以及两个垫圈可组成高强度螺栓衔接副。
上图是大六角高强螺栓以及扭剪型高强螺栓的垫片配置装备部署
施工时，先用粗制螺栓将结构临时牢靠，待结构装置找正后，再从螺栓群中部开始逐个将粗制螺栓换上高强度螺栓并妨碍初拧，初拧后再挨次妨碍复拧以及终拧。
上图是区别长度的大六角头高强度螺栓衔接副
妨碍大六角头高强度螺栓衔接副装置时，螺栓双方应各加一个垫圈(图3a)。初拧扭矩值为终拧扭矩值的50％，复拧扭矩值即是终拧扭矩值，终拧扭矩值合计公式为：Tc=K*Pc*d。式中Tc为终拧扭矩值，N·m；K为扭矩系数；Pc为施工预拉力，kN；d为高强度螺栓螺纹直径，妹妹。施拧接管扭矩扳手，每一次运用前应妨碍扭矩校对于。
上图是手动大六角头扭矩扳手
上图是电动大六角头扭矩扳手
4） 扭剪型高强螺栓，一个高强度螺栓、一个螺母以及一个垫圈组成扭剪型高强螺栓衔接副。
上图是扭剪型高强螺栓
上图是扭剪型电动扳手
上图是扭剪型高强螺栓装置道理
妨碍扭剪型高强度螺栓衔接副装置时，应仅在螺母一侧加一个垫圈(图3b)。初拧扭矩值合计公式为：Tc=0.065*Pc*d。式中Tc为初拧扭矩值，N·m；Pc为施工预拉力，kN；d为高强度螺栓螺纹直径，妹妹。终拧接管专用扳手将尾部梅花头拧断为止。品质魔难的重点应放在施工历程的监督魔难。
（3） 地脚锚栓
地脚锚栓又名地脚螺栓、地脚螺丝、地脚丝等，用于钢结构柱脚与混凝土根基衔接的构件。艰深接管Q23五、Q345圆钢制作。
上图是区别种类的地脚锚栓（直径大于24妹妹应接管锚板方式）
市面上各厂家生产的特殊倒锥锚栓品质千差万别，配备的化学胶粘剂质量也参差不齐，如果不小心选用了不饱和树脂生产的材料，会给幕墙系统安全带来隐患。所以，我们要认真做好各种加固材料的挑选，从正规厂家采购，选用优质的特殊倒锥形化学锚栓为建筑幕墙安全保驾护航。
装置时由钢框牢靠地脚锚栓组，与绑扎钢筋笼一起装置，而后浇筑混凝土，螺栓头应呈现混凝土面未必长度。待混凝土达到未必强度后，装置钢柱脚，***后柱底二次灌浆。
上图是钢框牢靠地脚锚栓组
上图是地脚锚栓呈现图
上图是二次灌浆前钢结构柱脚的图片（为呵护锚栓顶不螺纹用橡皮套包装）
（4） 化学锚栓
化学锚栓是一种新型的紧固资料，由化学药剂与金属杆体组成的。用于在已经建成的混凝土结构上装置其余结构的衔接件。可用于种种钢结构、幕墙、大理石干挂施工中的后加埋件装置，也可用于配置装备部署装置，公路、桥梁护栏装置，修筑物加固刷新等场合。
上图是化学锚栓的螺杆以及药剂
化学锚栓是继缩短锚栓之后泛起的一种新型锚栓，是经由特制的化学粘接剂， 螺杆胶结牢靠于砼基材钻孔中，以实现对于牢靠件锚固的复合件。因为化学锚栓的抗拔承载力较大，可替换埋件锚筋，罕用在施工现场淡忘装置钢结构预埋件但混凝土已经浇筑实现，用后加的化学锚栓埋件来填补。
上图是区别直径的化学锚栓承载力（区别厂工业物略有差距）
化学锚栓的施工步骤如下：
1）依据工程妄想要求，在基材（如混凝土）中相应位置钻孔，孔径、孔深及螺栓直径应由业余技术职员或者现场试验判断。
2）用攻击钻或者水钻钻孔。
3）用专用气筒、毛刷或者缩短空气机清理钻孔中的灰尘，倡导重复妨碍良多于3次，孔内不应有灰尘与明水。
4）保障螺栓外表清洁、去世板、无油圬。
5）确认玻璃管锚固包无详情破损、药剂凝聚等颇为征兆，将其圆头朝外放入锚固孔并推至孔底。
6）运用电钻及专用装置夹具，将螺杆强力旋转插入直至孔底，不应接管攻击方式。
7）当旋至孔底或者螺栓上符号位置时，赶快停止旋转，取下装置夹具，凝胶后至残缺固化前防御扰动。***时旋转导致胶液消散，影响锚固力。（旋转光阴不应***过30秒，转速不应低于300转/分，不大于750转/分，螺栓增长速率约为2cm/秒，不应承接管攻击方式。）
（5） 缩短螺栓
缩短螺栓的浸染与化学锚栓浸染相同，用于受力较小的锚固件。
上图区别规格的缩短螺栓
混凝土结构有裂缝的部位以及简略产生裂缝的部位，不患上接管缩短螺栓。同时，主要承重结构、紧张管道以及高速运行、负责攻击荷载以及振动较大的妄想接管的缩短螺栓，应按合计的妄想抗拉力以及妄想抗剪力选用大一级的规格型号。
3.6.4螺栓的部署以及结构要求
螺栓部署分为并列以及错列两种：
并列——重大、划一、涣散所用衔接板尺寸小，但构件截面削弱大；
错列——部署不涣散，所用衔接板尺寸大，但构件截面削细小；
（1）受力要求
垂直受力偏差：为了防御螺栓应力会集相互影响、截面削弱过多而着落承载力，螺栓的边距以及端距不能过小；
顺力浸染偏差：为了防御板件被拉断或者剪坏，端距不能过小；
对于受压构件：为防御衔接板件发生鼓曲，中距不能太大。
（2）结构要求
螺栓的边距以及中距不宜太大，省患上板件间贴合不密，潮气侵入侵蚀钢材。
（3）施工要求
为了便于扳手拧紧螺母，螺栓中距应不小于3do；
依据以上要求，GB50017-2003《钢结构妄想规范》给定了螺栓的应承间距。
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******章 钢结构概述
第二章 钢结构的资料
第三章 钢结构的衔接
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