高强度螺栓连接的设计计算.
第39卷第1期建筑结构2009年1月
高强度螺栓连接的设计计算
蔡益燕
（中国建筑标准设计研究院，北京100044）
1高强度螺栓连接的应用
高强度螺栓连接分为摩擦型和承压型。《钢结构
（G设计规范》B50017—2003）（简称钢规）指出目前制
造厂生产供应的高强度螺栓并无用于摩擦型和承压型连接之分”因高强度螺栓承压型连接的剪切变形比摩擦型的大，所以只适用于承受静力荷载和间接承受动力荷载的结构”。因为承压型连接的承载力取决于钉杆剪断或同一受力方向的钢板被压坏，其承载力较之摩擦型要高出很多。最近有人提出，摩擦面滑移量不大，因螺栓孔隙仅为115?2mm,而且不可能都偏向一侧，可以用承压型连接的承载力代替摩擦型连接的，对结构构件定位影响不大，可以节省很多螺栓，这算一项技术创新。下面谈谈对于这个问题的认识。
在抗震设计中，一律采用摩擦型；第二阶，摩擦型连接成为承压型连接，要求连接的极限承载力大于构件的塑性承载力，其最终目标是保证房屋大震不倒。如果在设计内力下就按承压型连接设计，虽然螺栓用量省了，但是设计荷载下承载力已用尽。如果来地震,螺栓连接注定要破坏，房屋将不再成为整体，势必倒塌。虽然大部分地区的设防烈度很低，但地震的发生目前仍无法准确预报，低烈度区发生较高烈度地震的概率虽然不多，但不能排除。而且钢结构的尺寸是以mm计的，现代技术设备要求精度极高,超高层建筑的安装精度要求也很高，结构按弹性设计允许摩擦面滑移，简直不可思议，只有摩擦型连接才能准确地控制结构尺寸。总体说来，笔者对上述建议很难认同。2高强度螺栓连接设计的新进展
钢规的715节连接节点板的计算”中,提出了支撑和次梁端部高强度螺栓连接处板件受拉引起的剪切破坏形式（图1）,类似破坏形式也常见于节点板连接，是对传统连接计算只考虑螺栓杆抗剪和钉孔处板件承压破坏的重要补充。
1994年美国加州北岭地震和1995年日本兵库县南部地震，是两次地震烈度很高的强震,引起大量钢框架梁柱连接的破坏，受到国际钢结构界的广泛关注。
震后,两国都出台了很多新规定。其中，在高强度螺栓连接方面，增加了设计时需要验算的新的破坏形式。图2是美国联邦突发事件管理局标准FEMA350[1]列出的螺栓连接破坏的新形式。图3是日本新标准《钢结
[2]
构极限状态设计指南》中梁腹板与柱现场连接插图，用以说明梁柱连接计算的新方法，其中，考虑弯矩由翼缘连接和腹板连接的上下各一部分承受，剪力由腹板连接的中间部分承受。大量试验表明，这种计算方法是偏于安全的。根据假设采用的腹板连接受弯部分冲Ans,nt
1
图1螺栓（铆钉）连接板件的撕裂
（G《建筑抗震设计规范》B50011 —2001）在计算钢
结构高强度螺栓连接的极限承载力计算时，规定取下列二式计算的较小者，式中符
号说明可见规范。
Nvu=0158 nn fAefvu,Ncu=nd b
bb
b
刀tfcu
b
高钢规程修订组参考日本建筑学会《钢结构连接
[3]
设计指南》2001的规定，结合我国情况,在现行高钢规程的基础上，拟定了修订方案。其中，梁端连接系数是按照螺栓连接的承载力抗震调整系数Y RE取与梁的该系数相同的0175采用的。根据日本的研究，螺栓连接的连接系数应高于焊缝的连接系数，但对不同强度的钢材取不同值，钢材性能越高，连接系数越低。连接系数的作用是使连接的极限承载力大于构件的塑性承载力，并且要考虑构件所用钢材的超
强和应变硬化效应。
作者简介:蔡益燕，教授级高工，一级注册结构工程师。
73 者;fvu为螺栓极限抗剪强度；fcu为连接板件的极限承压强度，取115fu,fu为连件板件抗拉强度最小值。
313单列高强度螺栓连接时的极限受拉承载力应按下式计算：
N
b
bbb
=mi n{Nvu,Ncu2,Ncu3}
bb
式中:Ncu2为板边拉脱时的受拉承载力(图4(b));Ncu3
图3日本梁腹板与柱现场螺栓连接计算示例
bb
4401
i L 1
<
的⑥斬经
A.
V'
彳.HL%的取法
美国FEMA350中螺栓连接破坏形式示例
lAJMH ■■
in
为板件沿螺栓中心线挤穿时的受拉承载力(图4(c))。 限受拉承载力应按下式计算：
N
b
bbbb
=mi n{Nvu,Ncu2
附-U P ""
(b)迪绦拉脱
,Ncu3,Ncu4}
b
式中:Ncu4(图 4(a))。bb31Ncu2?Ncu4 应按
3高强度螺栓连接计算
311高强度螺栓连接的极限受拉承载力，应符合下列 要求：
Nu >aN b
Ncu=(0.5A ns+A nt)fu
式中:Nbu 为高强度螺栓连接的极限受拉承载力，件或螺栓的极限承载力计算；
N
力, 采用的设计内力,丫 RE;为连接系数，按表1连接系数a 建议值
钢材
Q235Q345GJ 钢材系数
:Ans 为平行于拉脱方向的板件受剪净截面面积，
Ant 为垂直于拉脱方向的板件受拉净截面面积 (图4)。
表1
梁端连接支撑连接、构件拼接
焊缝和母材螺栓受剪焊缝和母材螺栓受剪
314多列高强螺栓连接时的极 叫排
tc)条母济豹
114011451125113011301135112011251125113011151120
图4板件拉脱、挤穿时的受拉和受剪截面计算
注:低合金结构钢屈服强度高于Q345的钢材可按Q345的规定采用；母材是指与其强度有关的连接强度系数，如承压强度等。其中，螺栓连接的连接系数比焊缝的稍高，是因为日本螺栓的强屈比统计值低于母材的强屈比统计值，而焊缝的强度偏于安全地取与母材相同。
4几点说明
312仅考虑螺栓受剪和板件承压时的高强度螺栓极限
受拉承载力,应按下列规定计算：
Nu=mi n{Nvu,Ncu1}Nvu=0158 nn fAefvuNcu1= nd
bb
bb
b
b
b
图1和图2中的破断线都是沿孔中心线(整列挤
穿除外)，其面积较小；而图3和图4(a),(b)的破断线的剪切破坏部分是与孔边相切的后者显然偏大。315节中表达式的Ans项前面有系数015,且抗剪和抗拉的极限强度都用了fu,显然是近似公式，但可使计算显著简化。而按中心线计算破断线和抗剪抗拉的极限强度采用不同值，计算式要复杂得多。美国的相应计算公式目前尚未看到。
参
考
文
献
[1] Recomma ndedSeismicDesig nCriteriaforNewSteelMome nr2frame
Buildi ngsFEMA350[S].2004.
[2] 日本建筑学会.钢结构极限状态设计指南[S].2002.[3]日本建筑学会.钢结构连接设计指南[S].2001 n 2006.
刀tfcu
b
bb
式中:Nvu为n个螺栓的极限受剪承载力；Ncu1为螺栓b连接的板件极限承压承载力;Ae为螺栓有效截面面积；
n为连接的螺栓数；nf为连接的剪切面数目;d为螺栓
公称直径;74
Xt 为同一受力方向钢板厚度之和的较小
高强度螺栓安装工艺设计
ZPMC通用工艺规程编号：GTC －05A GTC-05 1、适用围： 适用于高强度螺栓的安装施工。 2、螺栓的储运保管及使用要求： 2.63、高强螺栓孔： 3.1 高强螺栓孔径，应符合设计要求，孔径和孔距的允许偏差应符合标准规定。 3.2 栓孔采用钻孔，孔要钻成正圆柱体，孔壁与构件表面垂直，孔边毛刺必须彻底去掉。 4、结合面的处理： 4.1 所有结合面,包括螺栓头和螺母旁边的表面,应无氧化皮(除紧密的轧制氧化皮之外)、无污物或其它杂质。 4.2 非滑动危险型联接的结合面，无特殊要求时，可以不受涂漆的限制。 4.3 滑动危险型联接的结合面，应符合以下规定： 1) 在不要求有涂层的接头中，在距孔边一个螺栓直径且不小于1"的区域不允许有任何 的油漆。 2) 要求有涂层的接头，在喷砂处理后应按要求涂经过鉴定达到A级或B级的油漆(特殊情况除外)。 3) 涂漆的接头，在经过试验的最短固化时间前，不允许组装。 4) 要求镀锌的结合面，镀锌后应用钢丝刷人工粗糙表面，不允许用动力钢丝刷。 4.4. 经处理后的结合面应采取措施防止被油污、油漆等污染。遇有污染情况，要彻底清理干净。 4.5.钢结构在涂漆过程中，应采取措施，严格防止结合面误涂油漆。运输装卸时要严格防止在接合面涂漆及用油漆编号。 5、接头的组装： 5.1 高强螺栓连接处的钢板或型钢应平直，与螺栓头和螺母的结合面其斜度不超过1:20。板边、孔边无毛刺，以保证摩擦面密贴接触，接头处的翘曲、变形等必须进行校正。校正时应采取措施防止结合面损伤。 5.2 装配前，检查结合面是否按规定的方法进行了处理，摩擦系数是否达到设计要求，装配时要对结合面进行清理，浮锈要用钢丝刷除去，油污、油漆等必须清除干净。 5.3 对因板厚公差、制造偏差或安装偏差等产生的接触面间隙，应按表1规定进行处理。
钢结构工程高强螺栓连接副
钢结构工程高强螺栓连接副 本词条缺少信息栏，补充相关内容使词条更完整，还能快速升级，赶紧来编辑吧！ 高强度螺栓在生产上全称叫高强度螺栓连接副，一般简称为高强螺栓。每一个连接副包括一个螺栓，一个螺母，两个垫圈，均是同一批生产，并且是在同一热处理工艺加工过的产品。根据安装特点分为大六角头螺栓和扭剪型螺栓。 钢结构验收规范GB50205明确规定：制作和安装单位应分别进行抗滑移试验和复验（强条6.3.1条）。抗滑移系数必须大于等于设计值。 现场制作试件时，试件与所代表的钢结构构件应同一材质，同批制作，采用同一摩擦面处理工艺和具有相同的表面状态，并应采用同一批同一性能等级的高强螺栓连接副，在同一环境下存放以供抗滑移试验。如构件系成品出厂，则除了厂内要抗滑移系数试验报告外，制造厂还应同时提供每批三组试件以便构件进场后现场检验抗滑移系数是否符合要求。 工程资料的检查中，很多工地仅有制造厂在厂内的抗滑移系数试验报告，缺乏提供给工地现场的试件的抗滑移系数的复试报告。 高强度螺栓连接 1.钢结构制作和安装单位应按本规范附录B的规定分别进行高强度螺栓连接摩擦面的抗滑移系数试验和复验，现场处理的构件磨擦应单独进行磨擦面抗滑移系数试验，其结果应符合设计要求。 检查数目：见本规范附录B。 检验方法：检查磨擦面抗滑移系数试验报告和复验报告。 说明：1 .抗滑移系数是高强度螺栓连接的主要设计参数之一，直接影响构件的承载力，因此构件磨擦面无论由制造厂处理还是由现场处理，均应对抗滑系数进行测试，测得的抗滑移系数最小值应符合设计要求。本条是强制性条文。 在安装现场局部采用砂轮打磨磨擦面时，打磨范围不小于螺栓孔径的4倍，打磨方向应与构件受力方向垂直。 除设计上采用磨擦系数小于即是0.3，并明确提出可不进行抗滑移系数试验者，其余情况在制作时为确定磨擦面的处理方法，必须按本规范附录B要求的批量用3套同材质、同处理方法的试件，进行复验。同时并附有3套同材质、同处理方法的试件，供安装前复验。 2.高强度大六角头螺栓连接副终拧完成1h后、48h内应进行终拧扭矩检查，检查结果应符合本规范附录B的规定。检查数目：按节点数检查10%，且不应少于10个；每个被抽查节点按螺栓数抽查10%，且不应少于2个。 检验方法：见本规范附录B。 说明：2 .高强度螺栓终拧1h时，螺栓预拉力的损失已大部分完成，在随后一两天内，损失趋于平稳，当超过一个月后，损失就会停止，但在外界环境影响下，螺栓扭矩系数将会发生变化，影响检查结果的正确性。为了同一和便于操纵，本条规定检查时间同一定在1h后48h之内完成。 3.扭剪型高强度螺栓连接副终拧后，除因构造原因无法使用专用扳手终拧掉梅花头者外，未在终拧中拧掉梅花头的螺栓数不应大于该节点螺栓数的5%。对所有梅花头未拧掉的扭剪型高强度螺栓连接副应采用扭矩法或转角头进行终拧掉的扭剪型高强度螺栓连接副应采用扭矩法或转角法进行终拧并用标记，且按本规范第6.3.2条的规定进行拧扭矩检查。 检查数目：按节点数抽查10%，但不应少于10节点，被抽查节点中梅花头未拧掉的扭剪型高强度螺栓连接副全数进行终拧扭矩检查。 检验方法：观察检查及本规范附录B。 说明：3 .本条的构造原因是指设计原因造成空间太小无法使用专用扳手进行终拧的情况。在扭剪型高强度螺栓施工中，因安装顺序、安装方向考虑不周，或终拧时因对电动扳手使用把握不熟练，致使终拧时尾部梅花头上的
过盈量与装配力计算公式
过盈联接 1．确定压力p； 1）传递轴向力F 2）传递转矩T 3）承受轴向力F和转矩T的联合作用 2．确定最小有效过盈量，选定配合种类； 3．计算过盈联接的强度； 4．计算所需压入力；（采用压入法装配时） 5．计算包容件加热及被包容件冷却温度；（采用胀缩法装配时） 6．包容见外径胀大量及被包容件内径缩小量。 1. 配合面间所需的径向压力p 过盈联接的配合面间应具有的径向压力是随着所传递的载荷不同而异的。 1）传递轴向力F当联接传递轴向力F时（图7-20），应保证联接在此载荷作用下，不产生轴向滑动。亦即当径向压力为P时，在外载荷F的作用下，配合面上所能产生的轴向摩擦阻力F，应大于或等于外载荷F。 图: 变轴向力的过盈联接图: 受转矩的过盈联接 设配合的公称直径为人配合面间的摩擦系数为人配合长度为l，则
F f=πdlpf
因需保证F f ≥F，故 [7-8] 2）传递转矩T当联接传递转矩T时，则应保证在此转矩作用下不产生 周向滑移。亦即当径向压力为P时，在转矩T的作用下，配合面间所能产生的摩 擦阻力矩M f 应大于或等于转矩T。 设配合面上的摩擦系数为f①，配合尺寸同前，则 M f=πdlpf·d/2 因需保证M f ≥T．故得 [7-9] ① 实际上，周向摩擦系数系与轴向摩擦系数有差异，现为简化．取两者近似相等．均以f表示。 配合面间摩擦系数的大小与配合面的状态、材料及润滑情况等因素有关，应由实验测定。表7－5给出了几种情况下摩擦系数值，以供计算时参考。 表: 摩擦系数f值 压入法胀缩法 联接零件材料无润滑时f 有润滑时f 联接零件 材料 结合方式，润滑 f 钢—铸钢0.11 0.08 钢—钢油压扩孔，压力 油为矿物油 0.125 钢—结构钢0.10 0.07 油压扩孔，压力 油为甘油，结合 面排油干净 0.18 钢—优质结构钢0.11 0.08 在电炉中加热包 容件至300℃ 0.14 钢—青铜0.150.20 0.030.06 在电炉中加热包 容件至300℃以 后，结合面脱脂 0.2 钢—铸铁0.120.15 0.050.10 钢—铸铁油压扩孔，压力 油为矿物油 0.1 铸铁—铸钢0.150..25 0.150.10 钢—铝镁无润滑0.100.15
高强度螺栓的知识总结
高强度螺栓的知识 高强度螺栓在生产上全称叫高强度螺栓连接副，一般不简称为高强螺栓。 根据安装特点分为：大六角头螺栓和扭剪型螺栓。其中扭剪型只在10.9级中使用。 根据高强度螺栓的性能等级分为：8.8级和10.9级。其中8.8级仅有大六角型高强度螺栓，在标示方法上，小数点前数字表示热处理后的抗拉强度；小数点后的数字表示屈强比即屈服强度实测值与极限抗拉强度实测值之比。8.8级的意思就是螺栓杆的抗拉强度不小于800M Pa，屈强比为0.8；10.9级的意思就是螺栓杆的抗拉强度不小于1000MPa，屈强比为0.9。 结构设计中高强度螺栓直径一般有M16/M20/M22/M24/M27/M30，不过M22/M27为第二选择系列，正常情况下选用M16/M20 /M24/M30为主。 高强度螺栓在抗剪设计上根据设计要求分为：高强度度螺栓承压型和高强度螺栓摩擦型。摩擦型的承载能力取决于传力摩擦面的抗滑移系数和摩擦面数量，喷砂（丸）后生赤锈的摩擦系数最高，但从实际操作来看受施工水平影响很大，很多监理单位都提出能否降低标准来确保工程质量。承压型的承载能力取决于螺栓抗剪能力和栓杆承压能力能力的最小值。在只有一个连接面的情况下，M16摩擦型抗剪承载力为21.6~45.0kN，而M16承压型抗剪承载力为39.2~48.6 kN，性能要优于摩擦型。在安装上，承压型工艺要简单一些，连接面仅需清除油污及浮锈。 沿轴杆方向抗拉承载力，在钢结构规范中写的很有意思，摩擦型设计值等于0.8倍预拉力，承压型设计值等于螺杆有效面积乘以材料抗拉强度设计值，看起来似乎有很大区别，实际上两个值基本一致，我一直不太明白规范为什么要这么写，采用的都是同一种材料为何要用两种表达方式计算同一个数值？ 在同时承受剪力和杆轴方向拉力时，摩擦型要求是螺栓承受的剪力与受剪承载力之比加上螺杆承受轴力与受拉承载力应力比之和小于1.0，承压型要求是螺栓承受的剪力与受剪承载力之比的平方加上螺杆承受轴力于受拉承载力应力比的平方之和小于1.0，也就是说在同种荷载组合情况下，相同直径的承压型高强度螺栓在设计上的安全储备要高于摩擦型高强度螺栓的。 考虑到在强震反复作用下，连接摩擦面可能会失效，这时候的抗剪承载力还是要取决于螺栓抗剪能力和板件承压能力，因此抗震规范规定了高强度螺栓极限受剪的承载力计算公式。尽管承压型在设计数值上占有优势，但由于其属于剪压破坏型式，螺栓孔为类似普通螺栓的孔隙型螺栓孔，在承受荷载作用时的变形远大于摩擦型，所以高强度螺栓承压型主要用于非抗震构件连接、非承受动荷载构件连接、非反复作用构件连接。 这两种型式的正常使用极限状态也是有区别的： 摩擦型连接是指在荷载基本组合作用下连接摩擦面发生相对滑移； 承压型连接是指在荷载标准组合作用下连接件之间发生相对滑移； 焊缝与螺栓知识 焊缝等级 1. 焊缝等级是施工验收等级，有三级。三级最低，只要求外观检查和尺寸检查。二级要求部分作超声波探伤检查。一级最高，要求全部做探伤检查。 2. 对焊缝等级来说，原则是受拉等级高于受压，受动力的高于受静力的。 3. 对接焊缝一般需要做无损探伤（或部分需要）。故一般对接焊缝的焊接等级为二级或一级，不小于二级。
钢结构用大六角高强螺栓连接副
产品合格证 CERTIFICATE OF QUALTY 受货单位：工程： Order unit project. 制造单位：河北太极高强度标准件有限公司标准号：GB/T3632-2008 Manufacturer Standard NO. 产品名称：钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副批号： Description Batch NO. 本批钢结构用高强度螺栓连接副按中华人民共和国国家标准(GB)制造，检验合格，准予出厂。 This batch production were manufactured and in conformance with Standards of the people’s Republic of China(GB)and are approved for delivety. 总经理：杨建龙试验：冀燕照审核：杜佳批准：李俊学日期： General manager：Test：Audit：Approval：Data： 检验报告Inspection report
持续15秒后卸载，螺母能用手拧下。Shall be held for 15s，the nut shall be removable buy the fingers after. 螺纹或螺纹与杆部交界处。Thread or interface between thread and shank 当螺栓L/D≤3,不能做楔负载试验，以芯部硬度试验代替。 When the bolt L / D ≤3, can not do wedge load test to replace the core hardness test 注：（1）请严格按照《钢结构施工规范》使用安装高强度螺栓连接副，盲目施工造成一切后果用户自负。 （2）现场使用的螺栓连接副须与质量证明书一致为本厂产品。
过盈连接的设计计算书
提高扩展内容 第15章连接设计 1. 过盈连接的设计计算 教材节简单介绍过盈连接的原理、特点及应用。鉴于此连接在机械工程中广泛应用，特作如下扩展，供读者参考。 1.1过盈连接的特点及应用 过盈连接是利用连接零件间的过盈配合来实现连接的。这种连接也叫干涉配合 ．． ．．．．连接 或紧配合 ．．。 ．．．连接 过盈连接的优点是结构简单、对中性好、承载能力大、在冲击载荷下能可靠地工作、对轴削弱少。其主要缺点为配合面的尺寸精度高、装拆困难。过盈连接主要用于轴与毂的连接、轮圈与轮芯的连接以及滚动轴承与轴或座孔的连接等。本节仅介绍圆柱面的过盈连接。 圆柱面过盈连接的设计计算 （1）过盈连接的工作原理及装配方法 1）过盈连接的工作原理 过盈连接是将外径为 d的被包容件压入内径为A d的包容件中（图）。由于配合直径 B 间有B ?的过盈量，在装配后的配合面上，便产生了一定的径向压力。当连接承受A? + 轴向力F（图）或转矩T（图）时，配合面上便产生摩擦阻力或摩擦阻力矩以抵抗和传递外载荷。 a) 圆柱面过盈连接b) 受轴向力的过盈连接
c) 受转矩的过盈连接 图圆柱面过盈连接的工作原理 2）过盈连接的装配方法 过盈连接的装配方法有压入法 ．．．。 ．．．和温差法 压入法是利用压力机将被包容件直接压入包容件中。由于过盈量的存在，在压入过程中，配合表面微观不平度的峰尖不可避免地要受到擦伤或压平，因而降低了连接的紧固性。在被包容件和包容件上分别制出如图所示的导锥，并对配合表面适当加润滑剂，可以减轻上述擦伤。 温差法是加热包容件或（和）冷却被包容件，使之既便于装配，又可减少或避免损伤配合表面，而在常温下即达到牢固的连接。加热是利用电加热，冷却采用液态空气（沸点为-副1940C）或固态二氧化碳（又名干冰，沸点为-790C）。 温差法可以得到较大的固持力，常用于配合直径较大的连接；冷却法则常用于配合直径较小时。 过盈连接的应用实例见图及。 由于过盈连接拆装会使配合面受到严重损伤，当装配过盈量很大时，装好后再拆开就更加困难。因此，为了保证多次装拆后的配合仍能具有良好的紧固性，可采用液压拆卸，即在配合面间注入高压油，以涨大包容件的内径，缩小被包容件的外径，从而使连接便于拆开，并减小配合面的擦伤。但采用这种方法时，需在包容件和（或）被包容件上制出油孔和油沟，如图所示。 图过盈装配的导向结构图曲轴过盈连接组装件
高强度螺栓连接副施工工艺实例
高强度螺栓连接副施工工艺 编号： 编制： 审核： 批准： xxxxxxx xxxx年xx月 xxxxxx高架桥 高强度螺栓连接副施工工艺 高强度螺栓连接副的施工应符合《铁路钢桥高强度螺栓连接施工规定》（TBJ214-92）。 一．施工准备 1．本桥使用的M22高强度大六角头螺栓连接副，是由一个大六角头螺栓、一个大六角螺母和两个垫圈组成。其型式尺寸、技术条件应符合国家标准《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈与技术条件》（GB/T1228~1231－91）的规定。 2．高强度螺栓连接副应由生产厂按批配套供货，必须有生产厂按批提供的产品质量保证书。 3．高强度螺栓连接副在运输、保管过程中应防雨、防潮，并应轻装轻卸，防止损伤螺纹。 4．高强度螺栓连接副应按包装箱上注明的批号、规格分类保管，室内架空存放，堆码高度不超过五层。保管期内不得任意开箱，防止生锈和沾染脏物。 5．运到工地的高强度螺栓连接副应及时进行复验，复验应符合国家标准《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》（GB/T1231－91）的规定，合格的方许使用。 6．抗滑移系数试件与钢梁应为同一材质、同批制造、同一摩擦面处理工艺，并在相同条件下运输、存放。
二．高强度螺栓连接副的安装 1．桥梁拼装前，必须进行抗滑移系数试验，每批试件的抗滑移系数的最小值必须等于或大于设计规定值。试验方法应符合《铁路钢桥栓接板面抗滑移系数试验方法》（TB2137—90）。 2．桥梁拼装前，应除去栓接面毛刺、飞边、焊接飞溅物，并用细铜丝刷、干净绵丝除去栓接面和栓孔内的赃物。对沾有油污处，应用汽油或丙酮擦净。栓接面必须干燥，不应在雨中作业。 3．桥梁拼装时，按要求每个节点应穿入足够数量的螺栓和冲钉，拼装用普通螺栓数量应不少于孔群栓孔数的25%，冲钉不少于10%。并不得用高强度螺栓充当拼装螺栓。 4．高强度螺栓连接副的安装应在桥梁位置调整准确后进行。采用扭矩法施拧时，高强度螺栓、螺母、垫圈必须按生产厂提供的批号配套使用，并不得改变其出厂状态。 5．安装高强度螺栓时，构件的摩擦面应保持干燥，严禁在雨雪天气中施工。应准备防雨用具，以备天气突然变化时遮盖栓接面之用。6．安装时，螺栓穿入方向应以施拧方便为准，并力求一致。高强度螺栓连接副组装时，螺母带圆台面的一侧应朝向垫圈有倒角的一侧，螺栓头下垫圈有倒角的一侧应朝向螺栓头。 7安装时，严禁强行穿入螺栓（用锤直接打入），对于不能自由穿入的栓孔，应用与栓孔直径相同的铰刀或钻头进行修孔或扩孔。8．高强度螺栓应按螺栓表中列出的板束厚度所对应的螺栓长度使用。 9．施拧前应按每班实际需要量领取高强度螺栓连接副，安装剩余部分必须装箱妥善保管，不得乱扔乱放。在安装过程中，不得碰伤螺纹及沾染赃物。 三．高强度螺栓连接副的拧紧工艺 1．施拧前，应按生产厂提供的批号，并按每批不少于8套分批测定高强度螺栓连接副的扭矩系数，该批扭矩系数平均值应在0.110~0.15 0 范围内，其标准偏差应小于或等于0.010。同时应记录测试环境温度。2．每批高强度螺栓连接副的终拧扭矩应由下式确定： T c = K × P c × d 式中：T c —终拧扭矩（Nm）； K —高强度螺栓连接副的扭矩系数平均值，由复验报告得出； P c ——高强度螺栓的施工预拉力（KN）； d —高强度螺栓的公称直径（mm）。
高强度螺栓安装工艺
GTC-05 1、适用范围： 适用于高强度螺栓的安装施工。 2、螺栓的储运保管及使用要求： 2.63、高强螺栓孔： 3.1 高强螺栓孔径，应符合设计要求，孔径和孔距的允许偏差应符合标准规定。 3.2 栓孔采用钻孔，孔要钻成正圆柱体，孔壁与构件表面垂直，孔边毛刺必须彻底去掉。 4、结合面的处理： 4.1 所有结合面,包括螺栓头和螺母旁边的表面,应无氧化皮(除紧密的轧制氧化皮之外)、无污物或其它杂质。 4.2 非滑动危险型联接的结合面，无特殊要求时，可以不受涂漆的限制。 4.3 滑动危险型联接的结合面，应符合以下规定： 1) 在不要求有涂层的接头中，在距孔边一个螺栓直径且不小于1"的区域内不允许有任何的油漆。 2) 要求有涂层的接头，在喷砂处理后应按要求涂经过鉴定达到A级或B级的油漆(特殊情况除外)。 3) 涂漆的接头，在经过试验的最短固化时间前，不允许组装。 4) 要求镀锌的结合面，镀锌后应用钢丝刷人工粗糙表面，不允许用动力钢丝刷。 4.4. 经处理后的结合面应采取措施防止被油污、油漆等污染。遇有污染情况，要彻底清理干净。 4.5.钢结构在涂漆过程中，应采取措施，严格防止结合面误涂油漆。运输装卸时要严格防止在接合面涂漆及用油漆编号。 5、接头的组装： 5.1 高强螺栓连接处的钢板或型钢应平直，与螺栓头和螺母的结合面其斜度不超过1:20。板边、孔边无毛刺，以保证摩擦面密贴接触，接头处的翘曲、变形等必须进行校正。校正时应采取措施防止结合面损伤。 5.2 装配前，检查结合面是否按规定的方法进行了处理，摩擦系数是否达到设计要求，装配时要对结合面进行清理，浮锈要用钢丝刷除去，油污、油漆等必须清除干净。 5.3 对因板厚公差、制造偏差或安装偏差等产生的接触面间隙，应按表1规定进行处理。 表 1 接触面间隙处理
高强螺栓连接施工方案
高强螺栓连接施工方案1.1施工工艺流程
1.2高强螺栓施工 1、管理与质量检验 1)高强螺栓是一种自标量型螺栓，因此其储运与保管必须维持螺栓出厂状态，以保证拧紧后螺栓予拉力能达到设计值。高强螺栓进场，首先按批次检查是否有质保书，每箱内是否有合格证； 2)高强螺栓应由专职保管员管理，储存在专用仓库内；并按规格、批号分别码放，填写标牌，以免混淆； 3)按GB50205-2001中高强螺栓复试要求取样复试，合格后方可使用； 4)保管员在螺栓复试合格后，按照使用计划，提前将其组装成连接副并装入工具包内。装袋过程中检查其外观质量，将不合格的挑出； 5)安装时，应按当天需要的数量领取。当天剩余的必须交还保管员处，并登记保存，不得乱扔、乱放。 2、高强螺栓紧固轴力
上表最下一行数值表示，因试验机具等困难，限值以下长度螺栓无法进行轴离试验，因此允许不进行轴力试验。当同批螺栓中还有长度较长的螺栓时，可以用较长螺栓的轴力试验结果来旁证该批螺栓轴力值。 根据设计要求，不小于设计要求的紧固轴力。 3、施工扭矩值的确定 高强度螺栓的拧紧分为初拧和终拧。大型节点分为初拧、复拧、终拧。初拧扭矩值如下页表所示，复拧扭矩值等于初拧扭矩值。初拧采用扳手进行，按不相同的规格调整初拧值，一般可以控制在终拧值的50～80%。施工终拧采用定值电动扭矩扳手，尾部梅花头拧掉即达到终拧值。 4、扭断面控制 1)按照GB50205-2001摩擦面抗滑移系数复验的相关要求，在构件加工制作的时候，用同样方法加工出安装现场
复试抗滑移系数所需的试板并运到现场进行复验。 2)将试板运至现场后，采用现场施工完全相同的方法终拧高强螺栓，然后送检。检测合格后说明该批钢构件摩擦面满足要求，可进行安装； 3)构件吊装前，应对构件及连接板的摩擦面进行全面检查，检查内容有：连接板有无变形，螺栓孔有无毛刺，摩擦面有无锈蚀、油污等。若孔边有毛刺、焊渣等，可用锉刀清楚，注意不要损伤摩擦面； 4)对现场检查发现的个别摩擦面不合格的，可在现场采用金刚砂轮沿垂直于受力方向进行打磨处理。 5、高强度螺栓施工顺序 1)高强度螺栓穿入方向应以便于施工操作为准，设计有要求的按设计要求，框架周围的螺栓穿向结构内侧，框架内侧的螺栓沿规定方向穿入，同一节点的高强螺栓穿入方向应一致。 2)各楼层高强度螺栓竖直方向拧紧顺序为先上层梁，后下层梁。待三个节间全部终拧完成后方可进行焊接。 3)对于同一层梁来讲，先拧主梁高强螺栓，后拧次梁高强螺栓。 4)对于同一个节点的高强螺栓，顺序为从中心向四周扩散。
高强螺栓专项技术方案设计
目录 1.编制依据 (2) 1.1 编制目的 (2) 1.2 编制依据及基本规定 (2) 2. 工程综述 (2) 2.1 钢结构概况 (2) 3. 高强螺栓施工案 (3) 3.1安装前的准备 (3) 3.2材料选用要求 (3) 3.3存放要求 (4) 3.4高强螺栓现场复验要求 (4) 3.5高强螺栓施工工艺要求 (5) 3.6大六角头高强螺栓施工流程 (6) 4．高强螺栓安装质量控制措施 (7) 5．高强螺栓施工过程中的安全防护以及文明施工 (9)
1.编制依据 1.1 编制目的 绿城清水湾威斯汀酒店钢结构工程的钢结构现场使用大量的高强螺栓。现场高强螺栓施工具有高空作业难、施工质量要求高等特点。为规现场钢结构工程现场高强螺栓管理，指导现场高强螺栓施工，特编制此案。 1.2 编制依据及基本规定 （1）《钢结构用高强度大六角头螺栓》GB/T 1228 （2）《钢结构用高强度大六角螺母》GB/T 1229 （3）《钢结构用高强度垫圈》GB/T1230 （4）《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》GB/T 1231 （5）《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副》GB/T 3632 （6）《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副技术条件》GB/T 3633 2. 工程综述 2.1 钢结构概况 绿城清水湾威斯汀酒店是绿城·陵水项目的一个重要组成部分，项目占地约4800亩，位于市清水湾，依傍海岸线2公里，产品类型包括酒店、高尔夫球场、度假公寓、度假别墅、商业中心以及学校等，目前，占地1200余亩的国际标准 18洞高尔夫球场已基本建成。 结构整体效果图 酒店主楼总建筑面积约68721m2，地下1层，建筑面积17130m2，地上10层，建筑面积51591m2，总长度达到360m，外型如翻腾的海浪延绵不绝。整个
大六角头高强螺栓连接施工工艺
大六角头高强螺栓连接施工工艺 1.适用范围 适用于钢结构安装用大六角头高强螺栓施工工艺。 2.施工准备 2.1材料准备 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家标准的规定。 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、油污污染，保持洁净、干燥。按批号，同批内配套使用，不得混放、混用。 2.2机具准备： 电动扭矩扳手及控制仪、手动扭矩扳手、手工扳手、钢丝刷、临时螺栓、冲钉、撬杠、工具袋等。 注意：如采用手动扭矩扳手，必须采用打滑式(自滑转式)扭矩扳手，不得采用因机械音响报警式。因打滑式扳手采用过载保护、自动卸力模式，当力矩到达设定力矩时会自动卸力(同时也会出现机械相碰的声音)，此后扳手自动复位,如再用力，会再次打滑，不会出现过力现象。机械音响报警式扳手采用杠杆原理，当力矩到达设定力矩时会出现发出“嘭”机械相碰的声音，此后扳手会成为一个死角，及相当于呆扳手，如再用力，会出现过力现象。 2.2作业条件： 2.2.1高强度螺栓连接摩擦面处理必须符合设计要求，摩擦系数经复试必须达到设计要求。摩擦面不允许有残留氧化铁皮，应防止被泥土、油污和油漆等污染，如有污染必须彻底清理干净。 2.2.2 摩擦面的处理与保存时间、保存条件应与摩擦系数试件的保存时间、条件相同。 2.2.3调整扭矩扳手。根据施工技术要求，认真调整扭矩扳手。扭矩扳手的扭矩值应在允许偏差范围之内。施工用的扭矩扳手，其误差应控制在±5%以内。 2.2.4校正用的扭矩扳手。其误差应控制在±3%以内。
高强度螺栓连接的设计计算.
第39卷第1期建筑结构2009年1月 高强度螺栓连接的设计计算 蔡益燕 (中国建筑标准设计研究院,北京100044) 1高强度螺栓连接的应用 高强度螺栓连接分为摩擦型和承压型。《钢结构 (G设计规范》B50017—2003)(简称钢规)指出“目前制 造厂生产供应的高强度螺栓并无用于摩擦型和承压型连接之分”“,因高强度螺栓承压型连接的剪切变形比摩擦型的大,所以只适用于承受静力荷载和间接承受动力荷载的结构”。因为承压型连接的承载力取决于钉杆剪断或同一受力方向的钢板被压坏,其承载力较之摩擦型要高出很多。最近有人提出,摩擦面滑移量不大,因螺栓孔隙仅为115～2mm,而且不可能都偏向一侧,可以用承压型连接的承载力代替摩擦型连接的,对结构构件定位影响不大,可以节省很多螺栓,这算一项技术创新。下面谈谈对于这个问题的认识。 在抗震设计中,一律采用摩擦型;第二阶,摩擦型连接成为承压型连接,要求连接的极限承载力大于构件的塑性承载力,其最终目标是保证房屋大震不倒。如果在设计内力下就按承压型连接设计,虽然螺栓用量省了,但是设计荷载下承载力已用尽。如果来地震,螺栓连接注定要破坏,房屋将不再成为整体,势必倒塌。虽然大部分地区的设防烈度很低,但地震的发生目前仍无法准确预报,低烈度区发生较高烈度地震的概率虽然不多,但不能排除。而且钢结构的尺寸是以mm计的,现代技术设备要求精度极高,超高层建筑的安装精度要求也很高,结构按弹性设计允许摩擦面滑移,简直不可思议,只有摩擦型连接才能准确地控制结构尺寸。总体说来,笔者对上述建议很难认同。2高强度螺栓连接设计的新进展 钢规的715节“连接节点板的计算”中,提出了支撑和次梁端部高强度螺栓连接处板件受拉引起的剪切破坏形式(图1),类似破坏形式也常见于节点板连接,是对传统连接计算只考虑螺栓杆抗剪和钉孔处板件承压破坏的重要补充。 1994年美国加州北岭地震和1995年日本兵库县南部地震,是两次地震烈度很高的强震,引起大量钢框架梁柱连接的破坏,受到国际钢结构界的广泛关注。
过盈量与装配力计算公式
过盈量与装配力计算公式 过盈联接 1．确定压力p； 1）传递轴向力F 2）传递转矩T 3）承受轴向力F和转矩T的联合作用 2．确定最小有效过盈量，选定配合种类； 3．计算过盈联接的强度； 4．计算所需压入力；（采用压入法装配时） 5．计算包容件加热及被包容件冷却温度；（采用胀缩法装配时）6．包容见外径胀大量及被包容件内径缩小量。
1. 配合面间所需的径向压力p 过盈联接的配合面间应具有的径向压力是随着所传递的载荷不同而异的。1）传递轴向力F 当联接传递轴向力F时（图7-20），应保证联接在此载荷作用下，不产生轴向滑动。亦即当径向压力为P时，在外载荷F的作用下，配合面上所能产生的轴向摩擦阻力Ff，应大于或等于外载荷F。 图: 变轴向力的过盈联接图: 受转矩的过盈联接． 设配合的公称直径为人配合面间的摩擦系数为人配合长度为l，则 F =πdlpf f因需保证F≥F，故f [7-8] 2）传递转矩T 当联接传递转矩T时，则应保证在此转矩作用下不产生周向滑移。亦即当径向压力为P时，在转矩T的作用下，配合面间所能产生的摩擦阻力矩M应大于或等于转矩T。f①，配合尺寸同前，则设配合面上的摩擦系 数为f M =πdlpf·d/2f因需保证M ≥T．故得f [7-9] ①实际上，周向摩擦系数系与轴向摩擦系数有差异，现为简化．取两者近似相等．均以f表示。 配合面间摩擦系数的大小与配合面的状态、材料及润滑情况等因素有关，应由实验测定。表7－5给出了几种情况下摩擦系数值，以供计算时参考。 表: 摩擦系数f值 压入法胀缩法 联接零件材有润滑时联接零件材无润滑时f 结合方式，润滑 f 料 f 料 油压扩孔，压力油钢—铸钢 0.11 0.08 0.125 为矿物油 油压扩孔，压力油钢—结构钢 0.10 0.07 为甘油，结合面排0.18 油干净钢—钢钢—优质结在电炉中加热包0.11 0.08 0.14 构钢 容件至300℃ 在电炉中加热包钢—青铜 0.15?0.20 0.03?0.06 容件至300℃以0.2 后，结合面脱脂 油压扩孔，压力油钢—铸铁 0.12?0.15 0.05?0.10 钢—铸铁 0.1 为矿物油 钢—铝镁合铸铁—铸钢 0.15?0..25 0.15?0.10 无润滑 0.10?0.15 金 3）承受轴向力F和转矩T的联合作用 此时所需的径向压力为
大六角高强度螺栓连接施工标准
大六角高强度螺栓连接工艺标准 1 范围 本工艺标准适用于钢结构安装工程，大六角高强度螺栓连接的施工技术。 222施工准备 2.1 材料： 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家标准的规定。 2.1.2 大六角头高强度螺栓的规格、尺寸及重量应符合表5-4的规定。 2.1.3 大六角高强度螺母的规格、尺寸及重量应符合表5-5的规定。 2.1.4 高强度垫圈的规格、尺寸及重量应符合表5-6的规定。 钢结构用大六角头高强度螺栓的规格、尺寸及重量表5-4
注：1.括号内的规格，尽可能不采用。 2.虚线以上部分的螺纹长度，按l0栏内的前面数值采用（亦允许螺杆上全部制出螺纹）；虚线以下部分的螺纹长度，按l0栏内的后面数值采用。 3.d w的最大尺寸，等于s的实际尺寸。 钢结构用高强度大六角螺母的规格、尺寸及重量表5-5 注：1. 2. d w的最大尺寸，等于s的实际尺寸。 钢结构用高强度垫圈的规格、尺寸及重量表5-6
2.1.5 不同等级的大六角头高强度螺栓的材料性能必须符合表5-7的规定。 2.1.6 不同规格的高强度螺栓的机械性能、拉力应符合表5-8的规定。 2.1.7 大六角头高强度螺栓的硬度应符合表5-9的规定。 2.1.8 大六角头高强度螺栓的连接副是由一个螺栓、二个垫圈、一个螺母组成，螺栓、螺母的垫圈应按表5-10规定配套使用。 2.1.9 大六角头高强度螺栓验收入库后应按规格分类存放。应防雨、防潮，遇有螺纹损伤或螺栓、螺母不配套时不得使用。 2.1.10 大六角头高强度螺栓存放时间过长，或有锈蚀时，应抽样检查紧固轴力，待满足要求后方可使用。螺栓不得粘染泥土、油污，必须清理干净。 2.2 主要机具： 电动扭矩扳手及控制箱、手动扭矩扳手、扭矩测量扳手、手工扳手、钢丝刷、冲子、锤子等等。 2.3作业条件： 2.3.1高强度螺栓连接摩擦面必须符合设计要求，摩擦系数必须达到设计要求。摩擦面不允许有残留氧化铁皮。 2.3.2摩擦面的处理与保存时间、保存条件应与摩擦系数试件的保存时间、条件相同。
高强度螺栓与普通螺栓的区别
高强度螺栓与普通螺栓的区别 一、高强螺栓与普通螺栓区别 1、高强度螺栓就是可承受的载荷比同规格的普通螺栓要大。 2、普通螺栓的材料是Q235（即A3）制造的。高强度螺栓的材料35＃钢或其它优质材料，制成后进行热处理，提高了强度。两者的区别是材料强度的不同。 3、从原材料看： 高强度螺栓采用高强度材料制造。高强螺栓的螺杆、螺帽和垫圈都由高强钢材制作，常用45号钢、40硼钢、20锰钛硼钢。普通螺栓常用Q235钢制造。 4、从强度等级上看： 高强螺栓，使用日益广泛。常用8.8s和10.9s两个强度等级，其中10.9级居多。普通螺栓强度等级要低，一般为4.4级、4.8级、5.6级和8.8级。 5、从受力特点来看： 高强度螺栓施加预拉力和靠摩擦力传递外力。普通螺栓连接靠栓杆抗剪和孔壁承压来传递剪力，拧紧螺帽时产生预拉力很小，其影响可以忽略不计，而高强螺栓除了其材料强度很高之外，还给螺栓施加很大预拉力，使连接构件间产生挤压力，从而使垂直于螺杆方向有很大摩擦力，而且预拉力、抗滑移系数和钢材种类都直接影响高强螺栓的承载力。
根据受力特点分承压型和摩擦型.两者计算方法不同。高强螺栓最小规格M12，常用M16~M30，超大规格的螺栓性能不稳定，设计中应慎重使用。 6、高强度螺栓摩擦型和承压型连接的区别： 高强螺栓连接是通过螺栓杆内很大的拧紧预拉力把连接板的板件夹紧，足以产生很大的摩擦力，从而提高连接的整体性和刚度，当受剪力时，按照设计和受力要求的不同，可分为高强螺栓摩擦型连接和高强螺栓承压型连接两种，两者的本质区别是极限状态不同，虽然是同一种螺栓，但是在计算方法、要求、适用范围等方面都有很大的不同。在抗剪设计时，高强螺栓摩擦型连接是以外剪力达到板件接触面间由螺栓拧紧力所提供的可能最大摩擦力作为极限状态，也即是保证连接在整个使用期间内外剪力不超过最大摩擦力。板件不会发生相对滑移变形（螺杆和孔壁之间始终保持原有的空隙量），被连接板件按弹性整体受力。在抗剪设计时，高强螺栓承压型连接中允许外剪力超过最大摩擦力，这时被连接板件之间发生相对滑移变形，直到螺栓杆与孔壁接触，此后连接就靠螺栓杆身剪切和孔壁承压以及板件接触面间的摩擦力共同传力，最后以杆身剪切或孔壁承压破坏作为连接受剪的极限状态。总之，摩擦型高强螺栓和承压型高强螺栓实际上是同一种螺栓，只不过是设计是否考虑滑移。摩擦型高强螺栓绝对不能滑动，螺栓不承受剪力，一旦滑移，设计就认为达到破坏状态，在技术上比较成熟；承压型高强螺栓可以滑动，螺栓也承受剪力，最终破坏相当于普通螺栓破坏（螺栓剪坏或钢板压坏）。
高强度螺栓连接施工工艺标准
高强度螺栓连接施工工艺 标准 Jenny was compiled in January 2021
第一节高强度螺栓连接施工工艺标准 6.6.1 基本规定 6.6.1.1 高强度螺栓应在钢结构吊装完毕、按照设计和施工规定的要求矫正到位检查合格之后开始施工。 6.6.1.2 高强度螺栓的制孔按表-1的要求选配，高强度螺栓连接构件制孔允许偏差见表-2 ，高强度螺栓的孔距和边距值见表-3，高强度螺栓连接构件的孔径的允许偏差见表-4。 高强度螺栓孔径选配表 表6.6.1.2-1 注：承压型连接（如柱或抗剪桁架的压杆连接）中的高强度螺栓孔径可按表中值减少~1.0mm。 高强度螺栓连接构件制孔允许偏差 表6.6.1.2-2
高强度螺栓的孔距和边距值 表6.6.1.2-3 注：。为高强度螺栓的孔径；t 为外层较薄板件的厚度。 2.钢板边缘与刚性构件（如角钢、槽钢等）相连的高强度的最大间距，可按中间排数值采用。 3.设计有规定时按设计要求采用。 高强度螺栓连接构件的孔距允许偏差 表6.6.1.2-4
注：孔的分组规定： 1.在节点中连接板与一根杆件相连的孔划为一组。 2.接头处的孔：通用接头——半个拼接板上的孔为一组；接梯接头——两个接头之间的孔为一组。 3.在两相邻接电或接头件的连接孔为一组，但不包括1、2所指的孔。 4.受弯钩件翼缘上，每1m 长度内的孔为一组。 6.6.2 施工准备 6.6.2.1 技术准备 （1）高强度螺栓长度的选用 高强度螺栓紧固后，以丝扣露出2~3扣为宜，一个工程的高强螺栓，首先按直径分类，统计出钢板束厚度，根据钢板束厚度，按下列公式选择所需长度： 螺栓长度=板束厚度+附加长度 螺栓长度小于100mm取整为5mm的倍数，余数2舍3进，螺栓长度大于100mm 可以取为10mm的整倍进行归类。 高强度螺栓的附加长度 表6.6.2.1-1
高强度螺栓生产工艺
高強度螺栓製造工藝 高强度螺栓加工工艺为：热轧盘条－（冷拨）－球化（软化）退火－机械除鳞－酸洗－冷拨－冷锻成形－螺纹加工－热处理－检验 一，钢材设计 在紧固件制造中，正确选用紧固件材料是重要一环，因为紧固件的性能和其材料有着密切的关系。如材料选择不当或不正确，可能造成性能达不到要求，使用寿命缩短，甚至发生意外或加工困难，制造成本高等，因此紧固件材料的选用是非常重要的环节。冷镦钢是采用冷镦成型工艺生产的互换性较高的紧固件用钢。由于它是常温下利用金属塑性加工成型，每个零件的变形量很大，承受的变形速度也高，因此，对冷镦钢原料的性能要求十分严格。在长期生产实践和用户使用调研的基础上，结合GB/T6478-2001《冷镦和冷挤压用钢技术条件》GB/T699-1999《优质碳素结构钢》及目标JISG3507-1991《冷镦钢用碳素钢盘条》的特点，以8.8级，9.8级螺栓螺钉的材料要[下载自.管理资源吧]求为例，各种化学元素的确定。 C含量过高，冷成形性能将降低；太低则无法满足零件机械性能的要求，因此定为0.25％－0.55％。Mn 能提高钢的渗透性，但添加过多则会强化基体组织而影响冷成形性能；在零件调质时有促进奥氏体晶粒长大的倾向，故在国际的基础上适当提高，定为0.45％－0.80％。Si能强化铁素体，促使冷成形性能降低，材料延伸率下降定为Si小于等于0.30％。S.P.为杂质元素，它们的存在会沿晶界产生偏析，导致晶界脆化，损害钢材的机械性能，应尽可能降低，定为P小于等于0.030％，S小于等于0.035％。 B.含硼量最大值均为0.005％，因为硼元素虽然具有显著提高钢材渗透性等作用，但同时会导致钢材脆性增加。含硼量过高，对螺栓，螺钉和螺柱这类需要良好综合机械性能的工件是十分不利的。 二，球化（软化）退火 沉头螺钉，内六角圆柱头螺栓采用冷镦工艺生产时，钢材的原始组织会直接影响着冷镦加工时的成形能力。冷镦过程中局部区域的塑性变形可达60％－80％，为此要求钢材必须具有良好的塑性。当钢材的化学成分一定时，金相组织就是决定塑性优劣的关键性因素，通常认为粗大片状珠光体不利于冷镦成形，而细小的球状珠光体可显著地提高钢材塑性变形的能力。对高强度紧固件用量较多的中碳钢和中碳合金钢，在冷镦前进行球化（软化）退火，以便获得均匀细致的球化珠光体，以更好地满足实际生产需要。对中碳钢盘条软化退火而言，其加热温度多选择在该钢材临界点上下保温，加热温度一般不能太高，否则会产生三次渗碳体沿晶界析出，造成冷镦开裂，而对于中碳合金钢的盘条采用等温球化退火，在AC1+(20-30%)加热后，炉冷到略低于Ar1，温度约700摄氏度等温一段时间，然后炉冷至500摄氏度左右出炉空冷。钢材的金相组织由粗变细，由片状变球状，冷镦开裂率将大大减少。35\45\ML35\SWRCH35K 钢软化退火温度一般区域为715－735摄氏度；而SCM435\40Cr\SCR435钢球化退火加热温度一般区域为740－770摄氏度，等温温度680－700摄氏度。 三，剥壳除鳞 冷镦钢盘条去除氧化铁板工序为剥亮，除鳞，有机械除鳞和化学酸洗两种方法。用机械除鳞取代盘条的化学酸洗工序，既提高了生产率，又减少了环境污染。此除鳞过程包括弯曲法（普遍使用带三角形凹槽的圆轮反覆弯曲盘条），喷九法等，除鳞效果较好，但不能使残余铁鳞去净（氧化铁皮清除率为97％），尤其是氧化铁皮粘附性很强时，因此，机械除鳞受铁皮厚度，结构和应力状态的影响，使用于低强度紧固件（小于等于6.8级）用的碳钢盘条。高强度紧固件（大于等于8.8级）用盘条在机械除鳞后，为除净所有的氧化铁皮，再经化学酸洗工序即复合除鳞。对低碳钢盘条而言，机械除鳞残留的铁皮容易造成粒拔模不均匀磨损。当粒拔模孔由于盘条钢丝摩擦外温时粘附上铁皮，使盘条钢丝表面产生纵向粒痕，盘条钢丝冷镦凸缘螺栓或圆柱头螺钉时，头部出现微裂纹的原因，95％以上是钢丝表面在拉拔过程中产生的划痕所引
过盈连接设计计算
过盈连接计算 如图所示为一过盈连接的缸套，其材料为45钢，结构尺寸如图所示，试计算内缸套压出力。 解： 1）确定最大径向压力P max 首先按所选的标准过盈配合种类查算出最大过盈量，由图知，缸套的配合为 H7/p6，查机械设计手册，其孔公差为520265+φ，轴公差为8856265+ +φ，此标准配合产 生的最大过盈量m μδ880-88max ==。 因采用压入法装配，考虑配合表面微观峰尖被檫去)R 0.8(R 2u z2z1+=，故装配后可能产生的最大径向力P max 按以下公式计算。 3 2211Z2Z1max max 10)E C E C d() R (R 8.0-?++=δP (1) 式（1）中，max δ为最大过盈量； z1R 、z2R 分别为被包容件及包容件配合表面微观不平度的十点高度，由于缸套表面粗糙度为12.5，查机械设计手册，可知z1R =z2R =50m μ； d 为配合的公称直径，mm ；
C 1为被包容件的刚性系数，121 22 121--μd d d d C +=； C 2为被包容件的刚性系数，22222 222-μ++=d d d d C ； 1E 、2E 分别为被包容件与包容件材料的弹性模量，MPa ； 1d 、2d 分别为被包容件的内径和包容件的外径，mm ； 1μ、2μ分别为被包容件与包容件材料的泊松比。对于45钢，3.0=μ。 结合图尺寸，可计算刚性系数： 9.8250.3-240-265240265--222 21212 121≈+=+=μd d d d C 8.4020.3265-300265300-222 222222222≈++=++=μd d d d C 则，最大径向压力为： a 0.3481010 2.18.402102.19.82426550500.8-8810)E C E C d() R (R 8.0-3553 2211Z2Z1max max MP P ≈??+??+?=?++=）（）（δ 再有手册查取包容件缸套材料为45钢的屈服极限a 28021MP S S ==σσ。根据不出现塑性变形的检验公式： 对被包容内表层：12 212max 2d -S d d p σ≤ （2） 对包容内表层：244 22 22max 3d -S d d d p σ+≤ （3） 因此，对于被包容件内表层： a 25.1692802652240-2652d -2 2 212212MP d d S ≈??=σ 对于包容件内表层： 32.385MPa 2802563003265-3003d -4422244 22 22≈?+?=+S d d d σ 因25.169MPa a 0.348max <<=MP p ，即内缸套强度足够；同理， 32.385MPa a 0.348max <<=MP p ，即外缸套强度足够。