钢结构制机械性能.pptx

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1、 各国钢结构螺栓连接副标准国别国别产品名称产品名称标准号标准号性能等级性能等级中国中国钢结构用高强度大六角头螺栓连接副钢结构用高强度大六角头螺栓连接副GB/TGB/T1228123110.9S10.9S、8.8S 8.8S 钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副GB/TGB/T3632363310.9S10.9S美国美国钢结构螺栓钢结构螺栓ASTM A325ASTM A325、A490A325A490 A325A490 钢结构连接用高强度螺栓钢结构连接用高强度螺栓ASTM AASTM A、A8S;10S 8S;10S 钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副钢结构用扭剪型高强度螺栓

2、连接副ASTM F1852 ASTM F1852 A325A325钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副ASTM F2280ASTM F2280A490A490欧共体欧共体 钢结构高强度大六角头螺栓连接副钢结构高强度大六角头螺栓连接副ENEN14399.1 16HRHR、HV8.8;10.98.8;10.9德国德国钢结构高强度大六角头螺栓连接副钢结构高强度大六角头螺栓连接副DINDIN6914691610.910.9国际国际钢结构高强度大六角头螺栓连接副钢结构高强度大六角头螺栓连接副ISOISO7412;74168.8;10.9 8.8;10.9 日本日本高强度六角螺栓高

3、强度六角螺栓JIS B 1186JIS B 1186F8TF8T、F10T 扭剪型高强度螺栓扭剪型高强度螺栓JSS JSS 09S10TS10T英国英国高强度摩擦型夹紧螺栓连接副高强度摩擦型夹紧螺栓连接副BSBS43958.8;10.9 8.8;10.9 澳洲澳洲建筑工程用高强度螺栓连接副建筑工程用高强度螺栓连接副ASAS12528.88.82023年2月20日1第1页/共72页钢结构高强度螺栓有二类产品钢结构高强度螺栓有二类产品2023年2月20日2钢结构高强度螺栓连接付 扭剪型高强度螺栓定义：中国、日本：钢结构高强度螺栓摩擦连接付 欧洲：高强度预载荷建筑用钢结构螺栓连接件 美国：高强度螺栓

4、组件120000、15000psi第2页/共72页特点：u对高强度螺栓给以强大的预紧力（预载荷），使连接件之间产生压应力（摩擦力），由此而传递外力。u高强度螺栓和铆接中不能有剪应力。工作过程是通过摩擦传递力。u承受轴力要均匀，刚性好，承载力大，尤其是可以在反复载荷作用下抗疲劳性能高。2023年2月20日3高强度螺栓摩擦连接原理高强度螺栓摩擦连接原理轴力是通过装配扭矩来实现，一定的轴力由扭矩系数来保证！第3页/共72页p高强度、高风险、高价值的产品。p制造上要求：u材料是中碳钢或合金中碳钢，材料表面不允许有微观、可见裂缝u高强度螺栓的综合机械性能（强度、硬度、韧性要求）u低温冲击试验u10.9级

5、用机械镀锌、达克罗、（热镀锌）处理u表面要进行适当的润滑处理p尺寸结构上要求：u重型螺栓（大六角头大对边、粗杆)u头下园弧加大u短螺纹长度，杆部不受剪2023年2月20日4钢结构螺栓的要点第4页/共72页p装配上要求：u要有一定的装配预载荷轴力u装配轴力要均匀，适当的润滑条件来控制（确保摩擦系数）u螺栓本身不受剪切力u欧洲主要控制扭矩、轴力、系数u美国A325A325、AS1252AS1252控制转角试验u表面磁粉探伤p各国标准有一套完整的钢结构螺栓试验规范要求：u强度试验u硬度试验u低温冲击试验u伸长率u扭矩或转角试验u尺寸检验2023年2月20日5钢结构螺栓的要点第5页/共72页分析钢结构

6、螺栓分析钢结构螺栓扭矩和轴力关系扭矩和轴力关系 2023年2月20日6扭矩试验 转角试验 第6页/共72页2023年2月20日7钢结构高强度螺纹紧固件拧紧原理钢结构高强度螺纹紧固件拧紧原理1、给螺栓施加扭矩2、螺栓产生轴力3、拧紧过程是一个克服摩擦的过程夹紧力螺纹摩擦扭矩端面摩擦扭矩第7页/共72页钢结构高强度螺纹紧固件拧紧方法钢结构高强度螺纹紧固件拧紧方法高强度螺栓预紧力的连接可以提高螺栓连接的可靠性、防松能力及螺栓的疲劳强度，并且能增强螺纹连接体的紧密性和刚度。在螺纹紧固件的连接使用中，没有预紧力或预紧力不够时，起不到真正的连接作用，一般称之为欠拧；但过高的预紧力或者不可避免的超拧也会导致

7、螺纹连接的失败。螺纹紧固件的预紧力则多是采用：来实现当设计确定了预紧力之后，安装时采用何种控制方法？如何规定拧紧力矩的指标？是判定钢结构螺栓的质量关键要素。：的关系2023年2月20日8扭矩法和转角法扭矩轴力摩擦系数第8页/共72页钢结构高强度螺纹紧固件拧紧方法钢结构高强度螺纹紧固件拧紧方法由于高强度钢结构螺栓的使用、装配特性性！必须拧紧（达到一定的轴力要求）一组连接付。由于工件连接是通过多个螺栓来紧固，要求每个螺栓承载力一致，要求螺栓轴力均匀，确保工件不发生滑移。由于表面热镀锌高强度组件，为防止螺纹咬死，而不能达到预其的效果、由于为获得均匀的轴力、良好的控制扭矩系数，必须进行表面润滑处理。标

8、准给出了拧紧试验三个方法标准给出了拧紧试验三个方法2023年2月20日9扭矩法转角法扭矩斜率法第9页/共72页装配装配应力应力应变曲线应变曲线2023年2月20日10b0.20塑性塑性断裂断裂弹性弹性装装配配区域区域伸长伸长应力应力kN扭矩扭矩Nm第10页/共72页 扭矩试验法扭矩试验法扭矩法就是利用扭矩与预紧力的线性关系在弹性区进行紧固控制的一种方法。该方法在拧紧时，只对一个确定的紧固扭矩进行控制。当超出弹性范围以后，扭矩与轴向力之间不再有正比关系，若继续拧紧，则可能在扭矩不增加甚至降低的情况下将螺栓拧断。扭矩/螺栓力曲线该试验考核目的：一定的润滑条件来控制平均匀轴力。控制扭矩系数扭矩系数K

9、=0.11-0.15,标准偏差0.010。第11页/共72页p扭矩系数公式：K=T/P*D K=T/P*D 如果螺栓极限强度确定，扭矩选定，扭矩系数越小，则产生的紧固力越大；扭矩系数越大，则产生的紧固力越小。当扭矩系数小到一定的程度，在一定的扭矩的作用下紧固力超过了螺栓的强度极限，高强度螺栓就会产生伸长甚至断头的现象；对钢结构用高强度螺栓连接副作了标准规定，扭矩系数K=0.11-0.15,标准偏差0.010。标准偏差0.010，在安装时，就会产生个别螺栓的偏离现象：标准偏差值偏大，容易造成过拧；标准偏差值偏小，容易产生松动现象2023年2月20日12 扭矩试验法扭矩试验法oT-扭矩（N.M）o

10、K-扭矩系数（也称总摩擦系数）oP-预紧力（也称轴力KN）oD-螺纹的公称直径（mm）第12页/共72页转角试验法转角试验法 扭矩转角法是控制螺栓的轴向伸长量的一种方法。在螺栓整个拧紧过程中（包括弹性变形和塑性变形阶段），螺栓伸长量始终与螺栓头的转角成正比（每增加1转角则螺栓伸长约1/360个螺距）。在弹性范围内螺栓轴向力与伸长量成正比，控制伸长量就是控制轴向力。旋转/螺栓力曲线该试验考核目的是：螺栓的强度和韧性，而非表面润滑为主。第13页/共72页2023年2月20日14热镀锌螺栓、螺母旋转能力试验示意图旋转规定的角度从10%保证载力作为开始角适用于美制A325、澳制AS1252热镀锌螺栓、

11、螺母的咬合、转角试验第14页/共72页扭矩试验机国外研制此类设备主要公司：德国Schatz,德国Reck-Engineering,美国RS-Technology,第15页/共72页2023年2月20日16扭矩试验机上海华龙产第16页/共72页美制钢结构高强度螺栓美制钢结构高强度螺栓 2023年2月20日17第17页/共72页 美制钢结构高强度螺栓概述美制钢结构高强度螺栓概述钢结构高强度螺栓连接付广泛应用于：铁路和公路桥梁 锅炉钢结构厂房、工业厂房、高层建筑 机械另件及其它钢结构使用方面由于其结构的重量与结构强度的合理性，已得到广泛的使用。u美国1961年开始提出A325、A490高强度结构螺栓

12、连接付,u2000年后才逐步开始提出F1852、F2280扭剪型高强度螺栓/螺母/垫圈组合件。u世界上研究最早是日本JIB 1186摩擦连接用高强度六角螺栓、螺母、平垫片系列。u目前钢结构螺栓技术含量、水平最高是欧共体的EN14399-1/6 高强度建筑连接件预载荷钢结构螺栓技格规范u各国钢结构螺栓的标准目录2023年2月20日18第18页/共72页美制钢结构螺栓标准（最新）美制钢结构螺栓标准（最新）2023年2月20日19标准标准标准名称标准名称ASTMASTM A325-2009A325-2009钢钢结构结构螺栓螺栓连接付连接付，热处理，热处理，抗拉强度抗拉强度120/105ksi120/

13、105ksi (相当于相当于8.88.8级级)ASTMASTM A325M-2008A325M-2008钢结构螺栓连接付，热处理，钢结构螺栓连接付，热处理，抗拉强度抗拉强度830MPa830MPaASTM A490-2009ASTM A490-2009合金合金钢结构钢结构螺栓螺栓连接付连接付，热处理，热处理，抗拉抗拉强度强度min min 150ksi150ksi(相当于相当于10.910.9级级)ASTM F1852-2007ASTM F1852-2007钢热处理、控制抗拉强度钢热处理、控制抗拉强度120/105ksi120/105ksi，扭剪型钢结构扭剪型钢结构螺栓、螺母和垫片组件螺栓、螺

14、母和垫片组件(相当于相当于A325A325、8.88.8级级)ASTM F2280-2006ASTM F2280-2006钢热处理、控制抗拉强度最小钢热处理、控制抗拉强度最小150ksi150ksi，扭剪型钢结构扭剪型钢结构螺栓、螺母和垫片组件螺栓、螺母和垫片组件(相当于相当于A490A490、10.910.9级级)第19页/共72页2023年2月20日2020 第一部份钢结构高强度六角螺栓 A325-2009 第20页/共72页2023年2月20日21ASTM A325-2009ASTM A325-2009钢结构螺栓连接付 热处理 抗拉强度120/105ksi120/105ksi p范围:u

15、标准规定二种类型等级的热处理钢结构螺栓，即1型和3型。u规格1寸抗拉强度为120ksi minu规格1寸抗拉强度为105ksi min。u适用于钢结构联接。u本钢结构组件、安装方法应遵守、符合美国工程钢结构研究会协会批准的ASTM A325和ASTM A490螺栓的结构联结接件技术规范要求p等级说明：IFI-6版原有三个等到级。u1型用中碳钢、中碳硼钢、中碳合金钢制造。u2型是低碳马氏体钢。于1991年11月份已取消。u3型用耐大气腐蚀钢制造。第21页/共72页技术要求技术要求螺栓结构型式:(标准版本年份)u英寸尺寸标准按重型六角头结构螺栓2007年u重型六角头螺栓1998年已取消。二个标准主

16、要是螺纹长度的差异 u米制尺寸标准按米制重型六角头结构螺栓美制螺纹UNC粗牙螺纹2A级，1寸可采8UN系列。螺纹检验ANSI B1.3M标准的“21”方法。2023年2月20日22 螺纹处受剪 杆部受剪 杆部受剪 螺纹处受剪 第22页/共72页钢结构螺栓螺纹长度规定钢结构螺栓螺纹长度规定钢结构栓装配图示钢结构栓装配图示2023年2月20日23产品分类方式螺纹长度LT商品紧固件商品紧固件 6 6寸长度寸长度2.252.25倍直径倍直径 6 6寸长度寸长度2.52.5倍直径倍直径钢结构紧固件 1寸直径2倍直径 1寸直径1.5倍直径螺纹留存3牙杆部受剪第23页/共72页2023年2月20日24F43

17、6垫片F959指示垫片A325切削螺纹A325滚制螺纹第24页/共72页2023年2月20日25 A325 A325 螺栓与螺母性能等级匹配表螺栓与螺母性能等级匹配表 A325A325螺栓螺栓螺螺 母母等级等级表面表面标准标准等级等级表面表面1 1型型无镀层无镀层A563A563C C、C3C3、D D、DHDH、DH3DH3无镀层无镀层*A194*A1942H2H1 1型型镀锌层镀锌层A563A563DHDH热镀锌层热镀锌层*A194*A1942H2H1 1型型F1136F1136铬铬/锌锌镀锌镀锌3 3级级A563A563DHDHF1136F1136铬铬/锌锌 5 5级级3 3型型无镀层无

18、镀层A563A563C3C3、DH3DH3无镀层无镀层p A325 A325 螺栓配垫圈螺栓配垫圈F436F436标准或标准或*F959*F959标准。标准。p*2007*2007年版不推荐。年版不推荐。第25页/共72页技术要求技术要求 F2329F2329与与A153A153的区别的区别 表面处理标准要求表面处理标准要求 I I型螺栓型螺栓 化学成份化学成份 2023年2月20日26表面处理表面处理标准标准要求要求螺母螺母热镀锌ASTM F2329厚度55微米扩孔扩孔达克罗ASTM F1136 螺栓是3级螺母是5级-机械镀锌ASTM B69555级扩孔扩孔CMnPSSi0.320.520.

19、600.040.050.150.30第26页/共72页 热镀锌标准差异热镀锌标准差异pA153/A153M A153/A153M 标准适用于钢铁制件上的热浸锌镀层：材料和热浸锌的加工、镀层厚度、热浸锌工作质量、表面和外观、抽样、试验方法的技术规范要求。紧固件选区用C C级镀层pF2329F2329标准适用于碳钢、合金钢螺栓、螺钉、螺母垫片的螺纹紧固件热浸镀锌层：材料和热浸锌的加工、镀层厚度、螺纹配合的调整、防止紧固件机械性能变化的措施、镀层和尺寸、工作质量、表面及外观、抽样、检查方法技术规范要求。p紧固件热浸锌镀层的的二个标准应配套、结合使用。p但20082008版以后的标准有一个趋势是采用F

20、2329F2329来指导热浸锌技术规范和质量控制。第27页/共72页技术要求技术要求热镀锌螺纹检验规则：u热镀锌后螺栓的螺纹允许比2A级的标准大径、中径略大些。u热镀锌螺栓的螺纹检验，充许用已扩孔的螺母检验，检验时螺母上油，以防止热镀锌螺纹咬死；*u有争议时用加大的螺纹环规检验。p如果热镀锌螺栓、螺母和垫片配套订货时，则螺母必须润滑处理，以减少摩擦。化学成份规定最低含碳量不少于0.28，估国内的低码钢是不能用于A325（如20MnTiB）。规定最低回火温度不低于425。*由于淬透性的原因，大于7/8”螺栓要用中碳合金钢生产。2023年2月20日28第28页/共72页2023年2月20日29 A

21、325 A325 螺栓机械性能要求螺栓机械性能要求 螺栓直径螺栓直径抗拉强度抗拉强度N Nmmmm2 2min min 屈服强度屈服强度N Nmmmm2 2 min min 延伸率延伸率(4in(4in)Min Min面缩率面缩率minmin硬度硬度*minminmaxmax1/21/211826.80826.80 633.0633.014143535C25C25C34C341 1 1/2 1/2723.45723.45558.0558.014143535C19C19C30C30p A325 螺栓长度大于3倍直径拉力试验以实物为准。*p 能进行拉力试验螺栓的硬度和拉力有冲实，以拉力为准。p 机

22、械性能试验方法按ASTM F606标准。p 热镀锌螺栓要进行旋转能力试验。第29页/共72页钢结构螺栓实物拉力试验钢结构螺栓实物拉力试验第30页/共72页热镀锌螺栓旋转能力试验热镀锌螺栓旋转能力试验定义：评估热镀锌装配组合件的润滑效能和装配 功能性。要求：热镀锌螺栓、螺母和垫片装配在一起进行 旋转能力试验。同时螺母要进行润滑处理。合格评价：螺母能达到旋转规定的角度。卸下螺母，检查螺母螺栓和螺 母的螺纹不能损坏。螺栓扭转试验后螺纹不充许伸长。2023年2月20日31螺栓长度螺母旋转角4倍直径2404倍直径8倍直径3608倍直径420规定旋转角度第31页/共72页2023年2月20日32热镀锌螺栓

23、、螺母旋转能力试验示意图从10%保证载力作为开始角满足规定的角度第32页/共72页旋转能力试验步骤旋转能力试验步骤2023年2月20日33u将螺母涂上润滑剂。贸易中上石腊或皂化。将螺母涂上润滑剂。贸易中上石腊或皂化。u将螺栓组件放在轴力机上。将螺栓组件放在轴力机上。u确保螺栓与螺母之间留出确保螺栓与螺母之间留出3535牙螺纹。牙螺纹。u初拧初拧用扳手拧紧螺母轴力达到用扳手拧紧螺母轴力达到10%10%的保证载荷值。的保证载荷值。u此时记录角度为起始角。此时记录角度为起始角。u然后继续旋转达到上表规定的螺母旋转角度。然后继续旋转达到上表规定的螺母旋转角度。u按要求检查：按要求检查：螺纹不能损坏、螺

24、栓不能断裂。螺纹不能损坏、螺栓不能断裂。u*注意螺栓头、垫片不能转动。注意螺栓头、垫片不能转动。第33页/共72页检验指导检验指导项目检验硬度ASTM F1470规范抗拉强度保证载荷旋转试验镀层厚度、重量ASTM F1470表面缺陷ASTM F788/788M尺寸ASME B18.2.6螺纹2023年2月20日34项目质量水平螺纹C对边C头高C夹紧长度C外观C 质量水平 抽样检验指导第34页/共72页*配套交货注意要点配套交货注意要点如果合同要求A 325螺栓、A 563螺母和F 436垫片是配套供货，就特别要关注以下问题：批的完整性。要按工程用钢结构螺栓质量管理来控制。从生产装运容器到最终用

25、户确保批的有效性。（直到装配时批的一致性、跟综）应包括从同一批材料，经生产中各工序直到装运容器，全过程是一起处理的所有的同规格的螺栓组件。确认批次的过程识别、产品标识的质量控制和试验的一致性。装箱容器质量（以塑料、铁桶装为主）、表面清洁度和防潮，是润滑的要求。这个大家都忽视！工程紧固件要素2023年2月20日35第35页/共72页 证书证书certification材料成份硬度、机械性能旋转能力试验结论镀层厚度表面缺陷检查尺寸、螺纹质量批号、订单号供货地址证明责任者签署2023年2月20日36第36页/共72页 标志标志1 1型螺栓“A325”“A325”或 或3 3型螺栓“A325A325”

26、或有特殊订货的全螺纹螺栓标志“A325T”“A325T”(Bolts Threaded Full Length)(Bolts Threaded Full Length)2023年2月20日37第37页/共72页ASTM A490M-2009ASTM A490M-2009钢结构高强度螺栓连接付钢结构高强度螺栓连接付 10.910.9和和10.9S10.9S等级（米等级（米制）制）2023年2月20日38ASTM A490-2006合金钢结构螺栓连接付 热处理抗拉强度min 150ksi第38页/共72页p范围:u二种类型等级的热处理合金钢结构螺栓，即1型和3型。u抗拉强度为150ksi 173k

27、si min。（有上限要求）*u适用于钢结构联接。u本钢结构组件、安装方法应遵守、符合美国工程钢结构研究会协会批准的ASTM A325和ASTM A490螺栓的结构联结接件技术规范要求p等级说明：（IFI-6版原有三个等到级）1型用中碳合金钢制造。2型是低碳马氏体钢的等级。于2002年取消。3型用耐大气腐蚀的钢制造 （材料按ASTM A588A588M、A242和A709标准选用）2023年2月20日39 ASTM A490-2009 合金钢结构螺栓连接付 热处理 抗拉强度min 150ksi 第39页/共72页2023年2月20日40 A 490 A 490螺栓与螺母性能等级匹配表螺栓与螺母

28、性能等级匹配表 A490A490螺栓螺栓螺螺 母母等级等级表面表面标标 准准等级等级表面表面1 1型型无镀层无镀层A563A563DHDH、DH3DH3无镀层无镀层无镀层无镀层A194A1942H2H无镀层无镀层镀层镀层 *A563A563DHDH、DH3DH3镀层镀层*3 3型型无镀层无镀层A563A563DH3DH3-*螺栓镀层执行螺栓镀层执行ASTM F1136ASTM F1136的的3 3级。（达克罗处理）级。（达克罗处理）*螺母镀层执行螺母镀层执行ASTM F1136ASTM F1136的的5 5级。级。*垫片配垫片配F436F436标准，如镀层处理则采用标准，如镀层处理则采用F11

29、36F1136的的3 3级。级。第40页/共72页一般要求一般要求螺栓型式标准：(版本年份)u英寸尺寸标准按重型六角头结构螺栓*2007*2007年u米制尺寸标准按米制重型六角头结构螺栓u螺纹长度按的要求执行。如果合同要求其它螺纹长度则按ASTM A354ASTM A354淬火回火合金钢螺栓、螺柱外螺纹紧固件BDBD要求。相当天10.910.9级，产品按，标准螺纹长度。美制螺纹UNCUNC粗牙螺纹2A2A级。米制粗牙螺纹6g6g级。ASTM F1136-04 紧固件用铬/锌防蚀镀层标准。（达克罗）不推荐热镀锌处理。ASTM F153ASTM F153、F2329F2329不执行。因为高强度的氢

30、脆风险。2023年2月20日41第41页/共72页ASTM F1136ASTM F1136紧固件用铬紧固件用铬/锌防蚀镀层锌防蚀镀层(达克罗达克罗)2023年2月20日42 A490 A490规定执行规定执行F1136F1136级的级的3 3级级,平均厚度平均厚度612612微米微米.(.(达克罗达克罗)换算法：1(密耳）mil=1/1000inch=0.0254mm第42页/共72页一般要求一般要求1 1型钢结构螺栓化学成份考虑淬透性1 3/81 3/8用用35GrMo35GrMo钢、钢、1 1 用用42GrMo42GrMo、B7B7钢为钢为妥。妥。3 3 型耐腐蚀钢的化学成份。淬火在油中处

31、理，规定最低回火温度不低于425425。不充许有脱碳和复碳，检验按SAE J121SAE J121方法。2023年2月20日43规格规格C C合金元素含量合金元素含量总的控制总的控制1 3/81 3/80.300.480.300.481 1/21 1/20.350.530.350.53第43页/共72页一般要求一般要求表面缺陷按F788/788MF788/788M执行。进行磁粉探伤检查：u纵向裂缝与螺栓线平行，位于螺纹、杆部、头部下面深度大于0.03D0.03D是不充许的.u如横向裂缝自垂直于轴线，位于螺纹、杆部、头部是不充许。u淬火裂缝是不充许的。每个批次在检查中发现有缺陷，则都要接收100

32、%100%磁粉探伤的检查。如果有争议以显微检查为依据。检验的规则执行F1470F1470标准。2023年2月20日44第44页/共72页2023年2月20日45 A490 A490 螺栓机械性能要求螺栓机械性能要求 螺栓直径螺栓直径抗拉强度抗拉强度N Nmmmm2 2屈服强度屈服强度延伸率延伸率minmin面缩率面缩率minmin硬度硬度minminMax Max N Nmmmm2 2 min min minminmaxmax1/21 1/21/21 1/2”103310331192119289589514144040C33C33 C39C39p A490 A490 螺栓螺栓螺栓长度大于螺栓长

33、度大于3 3倍直径拉力试验以倍直径拉力试验以实物实物为准。为准。p 能进行拉力试验的硬度和拉力有冲实，下限硬度不考核。能进行拉力试验的硬度和拉力有冲实，下限硬度不考核。p 必须控制上限强度。标样试验和实物试验时，以必须控制上限强度。标样试验和实物试验时，以楔载荷实物楔载荷实物为准。为准。p 机械性能试验方法按机械性能试验方法按F606F606标准。标准。第45页/共72页2023年2月20日46 A490M 10SA490M 10S级级 螺栓机械性能要求螺栓机械性能要求 螺栓直径螺栓直径抗拉强度抗拉强度N Nmmmm2 2屈服强度屈服强度延伸率延伸率Min Min 4D4D面缩率面缩率 min

34、 min硬度硬度minminMax Max N Nmmmm2 2 minminmaxmaxM12M36M12M36104010401210121094094014144040C33C33 C39C39 A490MA490M机械性能试验方法按机械性能试验方法按F606MF606M标准执行。标准执行。但伸长度标样是安但伸长度标样是安ASTM A370ASTM A370的标样规定。长度的标样规定。长度50mm50mm，直径是，直径是12.5mm12.5mm。即即4 4倍标样，不是倍标样，不是5 5倍标样。倍标样。螺栓直径螺栓直径抗拉强度抗拉强度N Nmmmm2 2屈服强度屈服强度延伸率延伸率Min

35、Min 5D5D面缩率面缩率 min min硬度硬度minminMax Max N Nmmmm2 2 minminmaxmaxM12M36M12M3610401040121012109409409 94848C32C32 C39C39 EN 14399 10.9HV EN 14399 10.9HV 级机械性能指标级机械性能指标第46页/共72页机械性能的质量保证机械性能的质量保证生产者应对每批螺栓进行检验，确保机械性能合格。按生产批程序和装运批程序选择一批次管理方案。生产批程序u所有的螺栓按批次质量保证控制管理。u从批次抽取样品、检验确保合格。u以实物进行拉力试验和硬度检验，标样试验仅作为替代

36、试验。u经检验合格的批装置在同一容器中出运。装运批程序u加工过中控制质量符合要求。u装运前确认检验合格。u以实物进行拉力和硬度检验，标样试验仅作为替代试验。p批检查目的是保证每个批符合技术规范要求，确保交货后批的标识的完整性，确保工程按装完毕。（工程紧固件质量要求）2023年2月20日47第47页/共72页 检验指导检验指导项目检验硬度按ASTM F1470规范抗拉强度保证载荷磁粉探伤ASTM F788/788M镀层厚度、重量按ASTM F1470表面缺陷ASTM F788/788M尺寸ASME B18.2.6螺纹2023年2月20日48第48页/共72页A325和A490技术参数第49页/共

37、72页2023年2月20日5050 第二部份 扭剪型钢结构高强度螺栓 ASTM F1852 ASTM F2280 第50页/共72页扭剪型螺栓连接工作原理扭剪型螺栓连接工作原理 装配 梅花头定位 拧紧六角头 剪断梅花头 扳拧六角头2023年2月20日51第51页/共72页扭剪型扭剪型栓栓工作原理工作原理扭剪型高强度螺栓连接付是通过其螺栓端部的突出部份梅花头，承受旋转螺母时产生的扭矩反力,一直紧固到梅花头勾槽断裂，也就是说断裂扭矩作为控制扭矩，确保螺栓的轴力值。因此紧固件轴力的稳定是通过控制机械性能和梅花勾槽的尺寸精度，这是首要条件，同时表面润滑条件质量也是一项主要技术参数。具备如下条件：综合机

38、械性能。梅花头勾槽精度。螺栓、垫片不发生共转。表面处理。工作温度2023年2月20日52第52页/共72页ASTM F1852-2007ASTM F1852-2007 钢热处理、控制抗拉强度钢热处理、控制抗拉强度120/105ksi120/105ksi，扭剪型钢结构螺栓、螺母和垫片组件扭剪型钢结构螺栓、螺母和垫片组件2023年2月20日53第53页/共72页ASTM F1852-2007ASTM F1852-2007 钢热处理、控制抗拉强度钢热处理、控制抗拉强度120/105ksi120/105ksi，扭剪型钢结构螺栓、螺母和垫片组件扭剪型钢结构螺栓、螺母和垫片组件范围：范围：u本标准包括本标

39、准包括2 2种等级的种等级的钢热处理控制轴力的扭剪型钢结构螺栓、螺母和垫片组合件。钢热处理控制轴力的扭剪型钢结构螺栓、螺母和垫片组合件。u是通过是通过专用电动装配扳手紧固螺母时，产生的反力直到专用电动装配扳手紧固螺母时，产生的反力直到梅花头勾槽处断裂，梅花头勾槽处断裂，来来确保螺栓确保螺栓的紧固的紧固轴轴力。力。u组合件包括组合件包括1 1个扭剪型带个扭剪型带梅花头梅花头螺栓，螺栓，1 1个相配的螺母和个相配的螺母和1 1个垫片。个垫片。u紧固组合件适用于钢结构联接。紧固组合件适用于钢结构联接。u本钢结构组件、安装方法应遵守、符合美国工程钢结构研究会协会批准的本钢结构组件、安装方法应遵守、符合

40、美国工程钢结构研究会协会批准的ASTM ASTM A325A325和和ASTM A490ASTM A490螺栓的结构联结接件技术规范要求螺栓的结构联结接件技术规范要求。u组件可以是圆头或重型六角头，规格从组件可以是圆头或重型六角头，规格从1/211/81/211/8。2023年2月20日54第54页/共72页扭剪型钢螺栓型式结构扭剪型钢螺栓型式结构2023年2月20日55u组件可以是圆头或重型六角头螺栓。u规格从1/211/8。第55页/共72页一般要求一般要求淬火在油中处理，规定最低回火温度不低于425425。美制螺纹UNCUNC粗牙螺纹2A2A级。机械镀锌按B695B695标准的5555级

41、规定的最小厚度执行。不推荐热镀锌。所有的螺母和垫片是本色，还是表面处理过的都要进行润滑处理。对每一单件检验后，如果再进行热处理、表面润滑处理，就视作是二次处理。就要对该批作再次检验。螺母是重型六角螺母。化学成份规定最低含碳量不少于0.280.28，估国内的低码钢是不用的（20MnTiB20MnTiB）。每组件至少有一个另件进行表面润滑处理，润滑剂应干燥、清洁。润滑条件是决定紧固轴力的关键（断裂轴力）。2023年2月20日56第56页/共72页等级和等级和螺栓组件匹配螺栓组件匹配p等级说明：1型碳钢、含硼碳合金钢制造。3型用耐大气腐蚀的钢制造 （材料按ASTM A588A588M、A242和A7

42、09标准选用）p螺栓、螺母和垫片组件匹配2023年2月20日57F1852F1852螺栓螺栓螺母螺母垫片垫片等级等级表面表面标准标准等级等级标准标准等级等级1 1型型无镀层无镀层A563A563（A194A194）DHDH、C C2H2HF436F4361 1型型1 1型型机械镀锌机械镀锌A563A563DHDHF436F4361 1型型3 3型型无镀层无镀层A563A563C3C3F436F4363 3型型第57页/共72页F1852 F1852 螺栓螺栓机械机械性能要求性能要求 （相当（相当A325A325级、级、8.88.8级级)等级规格抗拉强度N/mm2 min保证载荷N/mm2 mi

43、n替代屈服强度法N/mm2 min硬度F18521/21827586633C25341 1/81 1/2724510558C19302023年2月20日 58p F1852F1852螺栓螺栓长度大于长度大于2 2倍直径拉力试验以倍直径拉力试验以实物实物为准。为准。p 能进行拉力试验的硬度和拉力有冲实，下限硬度不考核。能进行拉力试验的硬度和拉力有冲实，下限硬度不考核。p 实际上要控制上限强度。标样试验和实物试验时，以实际上要控制上限强度。标样试验和实物试验时，以楔载楔载 荷实物荷实物为准。为准。p 机械拉力和保证载荷试验方法按机械拉力和保证载荷试验方法按F 606F 606标准。标准。p 紧固轴

44、力试验。紧固轴力试验。第58页/共72页F1852 F1852 螺栓批轴力试验要求螺栓批轴力试验要求规格规格初拧初拧轴力轴力 紧固紧固批轴力批轴力*0.5000-13 UNC0.5000-13 UNC4.413.3kN4.413.3kN（57.78kN57.78kN）0.6250-11 UNC0.6250-11 UNC8.917.8kN8.917.8kN（88.91kN88.91kN）0.750-10 UNC0.750-10 UNC13.322.2kN13.322.2kN（128.91kN128.91kN）0.8750-9 UNC0.8750-9 UNC17.826.7kN17.826.7kN

45、（182.20kN182.20kN）1.000-8 UNC1.000-8 UNC22.231.1kN22.231.1kN（240.00kN240.00kN）1.125-7 UNC1.125-7 UNC26.735.6kN26.735.6kN（262.27kN262.27kN）2023年2月20日59p对组合件批进行轴力试验，为确定组合件批紧固能力。对组合件批进行轴力试验，为确定组合件批紧固能力。p在紧固时，当梅花头与螺栓分离时在紧固时，当梅花头与螺栓分离时 ，产生的紧固轴力需产生的紧固轴力需 满足下表要求。满足下表要求。组合件组合件批批初拧和断裂初拧和断裂轴力试验轴力试验第59页/共72页紧固

46、轴力紧固轴力试验试验步骤步骤1.1.试验温度在10321032之间进行。2.2.将螺栓组件放在轴力测试仪器中，和相配的垫圈、螺母装配在一起，至少留出3 35 5牙螺纹。3.3.用手工扳拧，旋转螺母，按规定初拧轴力。4.4.用专用电动装配工具拧紧螺母，同时时啮合螺母和螺栓的花键端，此时试验的垫片和螺栓不得转动，持续拧紧直至花键端与螺栓分离。5.5.此时产生的轴力应满足批轴力试验要求。p关键同种材料、热处理条件和控制表面润滑处理方式和程度。602023年2月20日60第60页/共72页紧固轴力试验评价紧固轴力试验评价花键断裂时施加规定的轴力要符合要求。用肉眼检查，不能发现螺纹有剪切破环。达到规定的

47、轴力值时，断裂部位应在花键沟槽处，断裂不能在其它部位如螺纹处等。工艺上保证轴力的措施：1.同批材质、热处理条件。2.沟槽精度。3.表面润滑（磷皂化处理、石腊、国外用SoSo2 2MoMo）。）。注意：磷脆！注意：磷脆！2023年2月20日61第61页/共72页62高强度螺栓的磷脆断裂高强度螺栓的磷脆断裂 EN ISO 898.1螺栓机械性能、紧固件在冷镦冷挤压加工中采用磷化和皂化工艺处理，是为了帮助产品加工时的润滑。如果在工序中不清除掉，在热处理中磷渗入钢材中而引起高强度螺栓脆性破坏。、10.9 和12.9较其它级别尤其敏感。、防止的办法在热处理前清除磷酸盐皮膜。第62页/共72页表面缺陷和批

48、质量控制表面缺陷和批质量控制螺栓表面缺陷按F F 788/788M788/788M执行：扭扣型圆头部的圆周表面曝裂不能延伸到支承面。六角头部的对角和对边处表面曝裂不能延伸到支承面。批质量控制：批质量保证在出运前对单一批和组合批进行检验。批质量责任如果供货的单一批不是供货者生产，那么要进行全部检查确保合格。批的控制每一批的制造、加工、材料、炉号，装运，生产者都要作好批的过程记录和批的标识。试验件数：机械性能、化学成份的抽样批按ASTM F1470ASTM F1470程序要求进行。组合件批轴力性能试验ASTM F1470ASTM F1470的检查水平C C执行。2023/2/206363第63页/

49、共72页2023年2月20日64ASTM F2280-2008 钢热处理、控制抗拉强度最小150ksi，扭剪型结构螺栓、螺母和垫片组件 第64页/共72页ASTM F2280-2008ASTM F2280-2008 钢热处理、控制抗拉强度最小钢热处理、控制抗拉强度最小150ksi150ksi，扭剪，扭剪型结型结 构螺栓、螺母和垫片组件构螺栓、螺母和垫片组件 范围：范围：u本标准包括本标准包括2 2种等级的种等级的钢热处理控制轴力的扭剪型钢结构螺栓、螺母和垫片组合件钢热处理控制轴力的扭剪型钢结构螺栓、螺母和垫片组合件,规定规定强度强度150173ksi150173ksi。u是通过是通过专用电动装

50、配扳手紧固螺母时，产生的反力直到专用电动装配扳手紧固螺母时，产生的反力直到梅花头勾槽处断裂，梅花头勾槽处断裂，来来确保螺栓确保螺栓的紧固的紧固轴轴力。力。u组合件包括组合件包括1 1个扭剪型带个扭剪型带梅花头梅花头螺栓，螺栓，1 1个相配的螺母和个相配的螺母和1 1个垫片。个垫片。u紧固组合件适用于钢结构联接。紧固组合件适用于钢结构联接。u本钢结构组件、安装方法应遵守、符合美国工程钢结构研究会协会批准的本钢结构组件、安装方法应遵守、符合美国工程钢结构研究会协会批准的ASTM A325ASTM A325和和ASTM A490ASTM A490螺栓的结构联结接件技术规范要求螺栓的结构联结接件技术规