第一篇:钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程条文说明.
钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程 JGJ82-91条文说明
中华人民共和国行业标准
钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程
JGJ 82-91 条 文 说 明 前 言
根据原国家建工总局(82)建工科字第14号文的要求,由湖北省建筑工程总公司主编,包头钢铁设计研究院、铁道部科学院、冶金部建筑研究总院,北京钢铁设计研究总院等单位参加共同编制的《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》(JGJ82-91),经建设部一九九二年四月十六日以建标[1992]231号文批准,业已发布。
为便于广大设计、施工、科研、学校等单位的有关人员在使用本规程时能正确理解和执行条文规定,本规程编制组按章、节、条顺序编制了本规程的条文说明,供国内使用者参考。在使用中如发现本条文说明有欠妥之处,请将意见函寄湖北省建筑工程总公司。
本《条文说明》由建设部标准定额研究所组织出版发行,仅供国内使用,不得外传和翻印。
长江委信息研究中心馆藏 1 水利水电工程施工监理适用规范全文数据库 第一章 总 则
第1.0.1条 本条说明编制规程的宗旨和目的。
第1.0.2条 本条明确指出了本规程仅适用于工业与民用房屋以及一般构筑物的钢结构的连接设计与施工。
第1.0.3条 本规程为现行钢结构设计规范在连接方面的延伸与补充,故本条提出了设计、施工时必须同时遵循的国家钢结构设计与施工的规范。应用本规程时,应注意用于普通钢结构构件的高强度螺栓连接与用于冷弯薄壁型钢的高强度螺栓连接在条文内容上的差异。
第1.0.4条 连接副为一套高强度螺栓紧固件(包括栓杆、螺母、垫圈)的总称。本条说明了本规程所适用的扭剪型及大六角型高强度螺栓应符合的国家标准。
第1.0.5条 提出了在图纸中应注明的具体要求。使制作、安装单位更好地按设计意图施工。
第二章 连 接 设 计 第一节 一 般 规 定
第2.1.1条 当前我国结构设计规范中采用了较为合理的、以概率理论为基础的极限状态设计方法。结构的极限状态可理解为结构发挥其最大承载力时(承载极限状态)或达到使用功能上允许的某极限值时(使用极限状态)的状态。
本条阐明了高强度螺栓连接接头(包括摩擦型与承压型)设计极限状态的定义。对摩擦型只考虑使用极限状态(在荷载设计值下连接件之间产生相对滑移),对承压型因使用经验还很少,故分别考虑承载极限状态(荷载设计值下达到最大承载力)及使用极限状态(荷载标准值下连接件之间产生相对滑移)。
第2.1.2条 一般情况下,按实际内力设计连接接头已可满足使用要求。但某些情况下,如构件拼接接头不能设在内力较小部位时,或因使用要求连接接头承载力要有一定裕度时,则宜按与构件等强度设计高强度螺栓接头。
第2.1.3条 本规程适用的高强度螺栓承压型连接为正常孔隙型,其制孔、摩擦面处理及施拧等要求均与高强度螺栓摩擦型连接相同。但因其为剪压传力,所连接组合的构件在承载时会比高强度螺栓摩擦型连接组合的构件有较大的变形,同时由于栓孔采用正常孔隙而不是紧密孔隙(国外有采用,装配时将栓杆打入孔内,其孔隙为0.3mm),故其承压、抗剪的工作条件较差,类似普通螺栓。由于这些因素加之国内尚无使用经验,故对高强度螺栓承压型连接的使用范围先限制在只承受静载或间接动载(并无反向受力)的构件的连接中。
薄壁型钢因壁很薄,承压抗力低,承压时易产生撕裂破坏,故不宜采用承压型连接。
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第2.1.4条 冷弯薄壁型钢壁很薄时,喷砂等除去牢固附着于表面的氧化皮可能引起板厚减薄,故摩擦面处理宜采用除去油垢或钢丝刷除浮锈的处理方法。第2.1.5条 对薄壁型钢连接,从强度协调考虑,不宜采用大直径螺栓。当壁厚小于4mm时,一般选用M12螺栓即可。
第2.1.6条 试验表明,摩擦型连接处在较高温度环境中时,由于预拉力产生应力松弛而降低的影响,会引起连接滑移荷载及抗滑移系数的降低。试验研究资料表明,当温度在100~150℃范围内时,此降低幅度约为10%。本条即按此提出,作为工程应用中的参考。当所处环境温度高于150℃时,按照现行钢结构规范要求,钢结构构件(包括相应的连接)应采取隔热防护措施。第二节 摩擦型连接的计算
第2.2.1条 本条完全引自现行钢结构设计规范(GBJI7—88)与冷弯薄壁型钢结构技术规范(GBJ18—87)。以钢结构设计规范为例,公式(2.2.l)与原规
范(TJ17-74)中高强度螺栓在摩擦型连接中抗剪承载力公式(54)实质上完全相同,但(54)式为容许应力表达
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加预拉力的压紧影响,使承压孔壁形成了三维应力状态,从而使承压强度有相当程度的提高。本条表2.3.2中承压设计强度即考虑了这一因素。当剪切面在螺纹处时,抗剪及承压强度均将降低,故在实际工程中不可避免这种情况时,应以螺纹有效直径d, 来计算承载力。
第2.3.4条 与现行普钢结构设计规范相同。对受拉、剪联合作用的连接验算,根据国内外试验研究情况,采用了拉剪椭圆相关公式,即式(2.3.4-l)来计算。国外一些有关规范、规程也都采用此同类相关式并已有较成熟的使用经验。此外,对承压强度还要求满足式(2.3.4-2)的要求。从机理上说,承压强度与抗拉强度亦有相关关系,因预拉力对承压强度有提高影响,而外拉力又对预拉力有减小影响。但根据试验研
b究,即使外拉力Nc达最大,预拉力P接近于零时,承压强度的降低幅度 也是不大的(不至20%)。故为应用上的方便,即不再考虑相关关系的变 b化,而对承压强度Nc采用偏安全的定值折减系数1.2,这样只需用单 项式(2.3.4-2)核算即可。
第2.3.5条 本条与现行钢结构规范有关条文相同,高强度螺栓承压型连接除按前几条要求计算承载力外,还应考虑在标准荷载下不产生滑动的使用极限状态要求。本条即按此控制要求提出的。因摩擦型连接是以荷载设计值下不产生滑移为
极限状态,而承压型连接是以荷载标准值下不产生滑移为极限状态,故可以摩擦型连接的承载力为基准限值,长江委信息研究中心馆藏
水利水电工程施工监理适用规范全文数据库 再考虑荷载设计值与荷载标准值之差别,即平均荷载分项系数1.3来确定此种状态下承压型连接的承载力。因而本条提出了承压型连接抗剪承载力不得超过同类摩擦型连接抗剪承载力的30%,作为使用极限状态的控制条件。第四节 接 头 设 计
第2.4.1条 在同一接头同一受力部位上混用不同连接时,其各自分担的力将主要按变形协调关系来分配,若将刚度相差过大的连接并用在同一接头中,因其不能同时承载共同工作,接头总承载力仍只相当于刚度较大连接的单一承载力,这在力学性能上是不合理的。故不允许将摩擦型连接与承压型连接混用,或与普通螺栓混用。
关于高强度螺栓摩擦型连接与焊接或铆接并用,国外已进行了较多的试验研究,其主要结论性意见是:
1.高强度螺栓摩擦型连接与侧角焊缝混用的性能优于与端角焊缝混用的性能。前者混用接头的最大强度可按(焊接接头的最大强度+O.62高强度螺栓连接的最大强度)或0.9 X(高强度螺栓的滑动强度+角焊缝最大强度)来考虑。
2.高强度螺栓摩擦型连接与铆接混用时能够较好地协调工作,其接头总承载力一般可按栓、铆连接各自的承载力相叠加考虑。
国外一些规范、规程(如美国、日本、挪威、澳大利亚、欧洲钢协等)中都列入了可以考虑栓焊并用共同承载的条文,但实际应用在工程设计中的情况也不多。
考虑到并用连接的计算方法尚不十分成熟,在我国使用经验还很少,实际应用的必要性并不大等原因,故在新建工程中不推荐使用混用连接。而只限于必要时在改、扩建工程中用于结构连接的补强。这种情况下,可考虑原有的高强度螺栓或铆钉只承受原有结构的恒载,其它荷载则由新补强的连接承受。
此外,关于新接头中检焊并用的施工顺序,美国、日本郑重考虑焊接对板件变形不易夹紧的影响,因而推荐光拧后焊,而挪威、欧洲等则郑重考虑焊接加热对高强度螺栓应力松弛的影响,而推荐先焊后拧,故何种工序合理,宜根据板件厚度、反变形措施等条件具体分析考虑。在同一接头中不同受力部位分别采用不同性质连接所组成的接头并用连接,可形成共同的承载能力,在使用上也有成熟的经验。
第2.4.2条、第2.4.3条、第2.4.4条 各条均参照铆接连接的经验沿用其相应规定,并与现行钢结构设计规范条文相同。
第2.4.5条 国内外许多试验研究均表明,T形(或法兰等)受拉高强度螺栓连接在承载时,由于T形翼缘板翘曲变形影响,在此翼缘面上会同时作用有附加杠杆力。当翼缘板刚度不大(即板厚不厚)时,此杠杆力可使受拉高强度螺栓的附加拉力达30%甚至更高,故不可忽视,长江委信息研究中心馆藏 6 钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程 JGJ82-91条文说明
但杠杆力的大小与翼缘板厚、螺栓排列及直径、接头形状等多种因素有关,准确计算十分困难,虽经多年研究,至今仍未得出公认的较准确且方便的计算公式,而大多是半经验半理论的。应用于工程时均带有相当的近似性。对美国道蒂、美国规范及手册、荷兰施塔克、同济大学、欧洲钢协及日本《高强度螺栓设计指南》等提出的各算式试算比较,对同一算例算得的杠杆力附加系数各为0.44、0.128、0.196、0.22、0.005等值,对见其差异很大。不便推荐出合理通用的统一算式。故本规程中只提出了当板件刚度不大时宜考虑杠杆力的不利影响,而未给出算式。当在工程中有必要考虑此影响而又无试验依据与可靠资料时,可以参照日本《高强度螺栓设计指南》(80版)或美国AISC手册中提的算式近似考虑杠杆力的影响。
为了减少杠杆力的不利影响,本规程条文中提出了在T型连接中宜采用较大刚度(厚度)的板件。至于板件达多厚时,可忽略不计杠杆力的影响,在法国钢结构规范、日本《设计指南》及费希尔的著作等资料中给出了算式,经试算此厚度限值约在2.2~2.5d(d为受拉连接高强度螺栓的直径),此值若用于实际工程,似亦偏大。
第2.4.6条 承受弯矩或弯剪联合作用的外伸式端板接头的工作状态较复杂,按现有资料其计算方法可有栓群法、拟梁法及将受拉区按T形件计算等三类方法。
经试算比较及分析后,本条文中仍推荐了国际上较多采用的栓群法。在算式中只求解最外排螺栓所受的最大拉力,而不包括端板厚度的验算,故设计者应自己考虑核算。同时,本算式未考虑杠杆力的影响,在应用时需加以注意。
试验表明,这种接头处虽因有弯矩作用使部分螺栓受有外拉力而降低了抗剪承载力,但因端板受压压紧作用又增加了压紧,进而使摩擦抗剪力有所补偿,其接头总抗剪力一般并不降低。但在本规程中所提出的计算式偏安全的不考虑这种压紧补偿作用,只考虑受拉区及受压区螺栓抗剪承载力的总和。
第2.4.7条、第2.4.8条 均沿用已有且较成熟的拼接计算 方法。
第2.4.9条 试验表明,当构件连接或拼接接头较长,所排螺栓数量较多时,由于力作用在两端,使接头瑞部的螺栓与中部螺栓承受的力呈马鞍形不均匀分布,前者受力大而较早达到最大承载力,因而使总的承载力有所降低。故参照有关试验,对这种长接头的承载力乘以折减系数门(1.1-l1/150d0)。第五节 连接构造要求
第2.5.1条、第2.5.2条 均参照现行钢结构设计规范相应 条文而提出。长江委信息研究中心馆藏 7 水利水电工程施工监理适用规范全文数据库 第2.5.3条 是沿用铆接结构有关规定,并根据首钢设计院及冶金部建筑研究总院的试验研究结果确定的,表2.5.3的取值原则说明如下:
一、紧固件最小中心距和边距;
1.在垂直于力作用方向;
(l)应使钢材净截面的抗拉强度大于或等于钢材的承压强度;(2)毛截面屈服先于净截面破坏;
(3)受力时避免在孔壁周围产生过度应力集中;(4)施工时影响。以往为了方便拧紧螺母,最小栓距习用3.5d0,在编制《钢结构设计规范》(TJ17-74)时经征求意见,认为3d0即可,高强度螺栓用套筒搬手,采用3d0也是可以的,故统一采用3d0作为最小检距;
2.顺内力方向,按母材抗挤压和抗剪切等强的原则而定。(l)端距2d0是考虑钢板在端部不致被紧固件冲切破坏而定;
(2)紧固件的中心距,理论值约为2d0.考虑前述其他因素取为3d0;
二、紧固件的最大中心距和边距;
1.在垂直内力方向:取决于钢板间的紧密贴合条件;
2.在顺内方向:取决于钢板的紧密贴合以及紧固件间钢板的变形约束条件; 第2.5.4条 翼缘角钢面积最小限值是为了保证整个翼缘与腹板之间能有可靠的传力连接“翼缘板理论切断点处外伸长度内的连接件数量是考虑翼缘板在刚进入理论切断点以内即能参加梁的工作而定。第2.5.5条 因型钢的抗弯刚度较大,采用高强度螺栓不易使摩擦面贴紧。
第2.5.6条 提出了注意保护摩擦面的要求。但一般不宜采用外贴保护膜的作法,因除膜时费工费时。第三章 施工及验收
第一节 高强度螺栓连接副的储运和保管
第3.1.1条 本条规定了大六角头高强度螺栓连接副的组成和组合、扭剪型高强度螺栓连接副的组成。由于高强度螺栓连接副制造厂是按批保证扭矩系数或紧固轴力,所以在使用时应在同批内配套使用。第3.1.2条 高强度螺栓连接副的质量, 必须达到技术条件的要求,不符合技术条件的产品,不得使用。因此,每一制造批必须由制造厂出具质量保证书。
第3.1.3条 螺纹损伤后将会改变高强度螺栓连接副的扭矩系数或紧固轴力, 因此在运输、保管过程中应轻装、轻卸, 防止损伤螺纹。第3.1.4条 本条规定了高强度螺栓连接副在保管过程中应注意事项, 其目的是为了确保高强度螺栓连接副使用时同批;长江委信息研究中心馆藏 8 钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程 JGJ82-91条文说明
尽可能保持出厂状态,以保证扭矩系数或紧固轴力不发生变化。第3.1.5条 本条是高强度螺栓连接副在现场安装过程应注意的事项,其目的也是为了防止扭矩系数或紧固轴力发生变化。
第二节 高强度螺栓连接构件的制作
第3.2.1条 本条内容与《钢结构工程施工及验收规范》(GBJ205-83)中第3.5.2条相同。
第3.2.2条 本条内容与《钢结构工程施工及验收规范》(GBJ 205-83)中第3.5.3条相同。
第3.2.3条 冲孔工艺会使孔边产生微裂纹,降低钢结构疲劳强度,还会使钢板表面局部不平整,所以必须采用钻孔工艺。因高强度螺栓连接是靠板面摩擦传力,为使板层密贴,有良好的面接触,所以孔边应无飞边、毛刺。
第3.2.4条 本条内容与《钢结构工程施工及验收规范》(GBJ 205-83)中第3.5.4条相同。
第3.2.5条 本条内容与《钢结构工程施工及验收规范》(GBJ 205-83)中第3.5.5条相同。
第3.2.6条 钢板表面不平整,有焊接飞溅、毛刺等将会使板面不密贴,影响高强度螺栓连接的受力性能,另外,板面上的油污将会大幅度降低摩擦面的抗滑移系数,因此表面不得有油污。表面处理方法的不同,直接影响摩擦面的抗滑移系
数的取值,设计图中要求的处理方法决定了抗滑移系数值的大小,放加工中、必须与设计要求一致。
第3.2.7条 高强度螺栓连接处钢板表面上,如粘有赃物和油污,将会大幅度降低板面的抗滑移系数,影响高强度螺栓连接的承载能力,所以摩擦面上严禁作任何标记,还应加以保护。
第3.2.8条 影响高强度螺栓连接承载能力的最重要因素是摩擦
面的抗滑移系数和高强度螺栓拧紧预拉力,为确保连接的可靠性,所以摩擦面的抗滑移系数必须符合设计要求。
第三节 高强度螺栓连接副和摩擦面的抗滑移系数检验
第3.3.1条 高强度螺栓连接副运到工地后必须进行有关的机械性能检验,合格后方准使用,这是使用前把好质量关的工作。大六角头高强度螺栓连接副的扭矩系数平均值和标准偏差,扭剪型高强度螺栓连接副的紧固轴力平均值和变异系数是保证高强度螺栓施工时拧紧预拉力准确性的重要指标项目,所以必须进行检测。
第3.3.2条
一、本条规定抗滑移系数应分别由制造厂和安装单位检验,即制造厂必须保证所制作之钢结构构件的抗滑移系数符合设计规定,安装单位长江委信息研究中心馆藏 9 水利水电工程施工监理适用规范全文数据库
应检验运到现场的钢结构构件摩擦面的抗滑移系数是否符合设计要求。考虑到每项钢结构工程的数量和制造周期差别较大,因此明确规定了检验批量的划分原则及每一批应检验的组数。
二、抗滑移系数检验不能在钢结构构件上进行,只能通过试件进行模拟测定。为使试件能真实地反映构件的实际情况,规定了试件与构件应为六个相同条件,否则,试件代表性不强。
三、为了避免偏心引起测试误差,本条规定了试件的连接型式采用双面对接拼接。考虑到三栓试件在拼装时可避免偏心影响,推荐采用三栓试件。由于抗滑移系数的大小与测试试件的截面积大小有关,为使试件能真实反映实际构件,因此试件的连接计算应符合有关规定。
四、用拉力试验测得的抗滑移系数值比用压力试验测得的小,为偏于安全,本条规定了抗滑移系数检验采用拉力试验。为避免偏心对试验值的影响,试验时要求试件的轴线与试验机夹具中心线严格对中。
五、在计算抗滑移系数值时,对于大六角头高强度螺栓Pt为拉力试验前拧在试件上的高强度螺栓实测预拉力值。因为高强度螺栓预拉力值的大小对测定抗滑移系数有一定的影响,所以本条规定了每个高强度螺栓拧紧预拉力的范围;对于扭剪型高强度螺栓,用与试件上高强度螺栓同批的其它五套高强度螺栓的紧固轴力的
平均值作为试件上的高强度螺栓的拧紧预拉力Pt与大六角头高强度螺栓相比,因Pt值不是直接从试件上实测的,所以存在一定的风险性。
六、为确保高强度螺栓连接的可靠性,本条规定了抗滑移系数检验的最小值必须等于或大于设计值, 否则就认为构件的摩擦面没有处理好,不符合设计要求,钢结构不能出厂或者工地不能进行拼装,必须对摩擦面作重新处理,重新检验,直到合格为止。
第四节 高强度螺栓连接副的安装
第3.4.1条 使用过长的螺栓将浪费钢材,增加不必要的费用,并给高强度螺栓施拧时带来困难。螺栓太短的会使螺母受力不均匀,为此本条提出了螺栓长度的计算公式。
第3.4.2条 钢板表面上有浮锈会降低抗滑移系数,安装前必须清除。
第3.4.3条 本条内容与《钢结构工程施工及验收规范》(GBJ 205-83)中第3.6.3条相同。
第3.4.4条 本条内容与《钢结构工程施工及验收规范》(GBJ 205-83)中第4.5.2条相同。
第3.4.5条 用高强度螺栓兼做临时螺栓,由于该螺栓从开始使用到终拧完成相隔时间较长,在这段时间内因环境等各种因素的影响(例如下雨),其扭矩系数将会发生变化,会严重影响高强度螺栓终拧预拉力的准确性,因此,本条规定高强度螺栓不能兼做临时螺栓。
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第3.4.6条 对于大六角头高强度螺栓连接副,垫圈设置内倒角是为了与螺栓头下的过渡圆弧相配合,因此在安装时垫圈带倒角的一侧必须朝向螺栓头,否则螺栓头就不能很好与垫圈密贴,影响螺栓的受力性能。对于螺母一侧的垫圈,因倒角侧的表面较为平整、光滑,拧紧时扭矩系数较小,且离散率也较小,所以垫圈有倒角一侧应朝向螺母。第3.4.7条 强行穿入螺栓时,必然使螺纹受损伤,严重影响拧紧预拉力。
第3.4.8条 潮湿板面会引起钢板、螺栓的锈蚀,这将影响高强度螺栓连接长期使用的安全。
第3.4.9条 大六角头高强度螺栓连接副的扭矩系数与标准偏差是保证拧紧预拉力准确性的关键参数,为此对大六角头高强度螺栓在施工前必须进行连接副扭矩系数复验。
第3.4.10条 和其它材料一样,高强度螺栓连接副在拧紧后也会产生预拉力的损失,为保证连接副在使用阶段达到设计预拉力,因此在施拧时应考虑预拉力损失值,即施工预拉力比设计预拉力增加10%。第3.4.11条 在用扭矩法拧紧高强度
螺栓时,影响预拉力精度的因素除扭矩系数外,就是拧紧扭矩,所以规定了施拧用的扭矩板手和校正扳手的扭矩误差。
第3.4.12条 由于连接处钢板不平整,致使先拧与后拧的高强度螺栓预拉力有很大的差别,为克服这一现象,提高拧紧预拉力的精度,使各螺栓受力均匀,因此高强度螺栓的拧紧应分为初拧和终拧。
第3.4.13条 制造厂在测定高强度螺栓连接副扭矩系数时,是在拧紧螺母时测得的,因此安装施拧时也只准在螺母上施加扭矩。
第3.4.14条 扭剪型高强度螺栓连接副其拧紧预拉力的精度是靠连接副紧固轴力保证的,为此在施工前必须进行紧固轴力检验,合格后方准使用。第3.4.15条 与第3.4.12条相同。
第3.4.16条 螺栓群由中央顺序向外拧紧,为使高强度螺栓连接处板层能更好密贴。
第3.4.17条 高强度螺栓连接副安装在构件上如不及时拧紧,其扭矩系数会有较大的改变,所以本条规定了拧紧工作应在同一天内完成。第五节 高强度螺栓连接副施工质合检查和验收
第3.5.1条 考虑到在进行施工质量检查时,高强度螺栓的预拉力损失大部分已经完成,故在检查扭矩计算公式中,高强度螺栓的预拉力采用设计值。
第3.5.2条、第3.5.4条 高强度螺栓施工质量的原始检查验收记录是工程竣工验收的重要技术资料,应做为评定工程质量的依据并长江委信息研究中心馆藏 11 水利水电工程施工监理适用规范全文数据库 应纳入工程技术档案。
第3.5.3条 不能用专用扳手拧紧的扭剪型高强度螺栓,施拧是按大六角头高强度螺栓拧紧工艺,因此检查方法也应按大六角头高强度螺栓检查方法办理。第六节 油 漆
第3.6.1条 为了避免腐蚀气体的侵蚀,防止高强度螺栓的延迟断裂,所以板缝应用腻子进行封闭。腻子配方由安装单位选配。
第3.6.2条 高强度螺栓连接副在工厂制造时,虽经表面防锈处理,有一定的防锈能力,但远不能满足长期使用的防锈要求,故在高强度螺栓连接处,不仅对钢板进行涂漆防锈,对高强度螺栓连接副也应进行涂漆防锈。长江委信息研究中心馆藏 12
第二篇:钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程(JGJ82-91)
中华人民共和国行业标中华人民共和国行业标准
钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程JGJ82-91 中华人民共和国行业标准 钢结构高强度螺栓连接的 设计、施工及验收规程 JGJ82—91
主编单位:湖北省建筑工程总公司 批准部门:中华人民共和国建设部 施行日期:1992年11月1日
关于发布行业标准《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》的通知 建标〔1992〕231号
各省、自治区、直辖市建委(建设厅),计划单列市建委,国务院有关部、委:
根据原国家建工总局(82)建工科字第14号文的要求,由湖北省建筑工程总公司主编的《钢结构高强度螺栓连接设计、施工及验收规程》,业经审查,现批准为行业标准,编号JGJ82—91,自一九九二年十一月一日起施行。
本标准由建设部建筑工程标准技术归口单位中国建筑科学研究院归口管理,其具体解释等工作由湖北省建筑工程总公司负责。
本标准由建设部标准定额研究所组织出版。中华人民共和国建设部
一九九二年四月十六日
目次
第一章总则1„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 第二章连接设计2„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 第一节一般规定2„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 第二节摩擦型连接的计算3„„„„„„„„„„„„„„ 第三节承压型连接的计算6„„„„„„„„„„„„„„ 第四节接头设计7„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 第五节连接构造要求13„„„„„„„„„„„„„„„„ 第三章施工及验收16„„„„„„„„„„„„„„„„„ 第一节高强度螺栓连接副的储运和保管16„„„„„„„„„ 第二节高强度螺栓连接构件的制作17„„„„„„„„„„ 第三节高强度螺栓连接副和摩擦面的抗滑移系数检验18„„„ 第四节高强度螺栓连接副的安装20„„„„„„„„„„„ 第五节高强度螺栓连接副的施工质量检查和验收24„„„„„ 第六节油漆25„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 附录一非法定计量单位与法定计量单位换算关系26„„„„ 附录二本规程用词说明27„„„„„„„„„„„„„„„ 附加说明28„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 主要符号
作用和作用效应 F——集中荷载; M——弯矩; N——轴心力;
P——高强度螺栓的预拉力; V——剪力。计算指标
——每个高强度螺栓的受拉、受剪和承压承载力设计值;
f——钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值;
——高强度螺栓的抗拉、抗剪和承压强度设计值;
σ——正应力。几何参数
A——毛截面面积; An——净截面面积; I——毛截面惯性矩; S——毛截面面积矩; α——间距; d——直径; d0——孔径; l——长度;
lz——集中荷载在腹板计算高度边缘上的假定分布长度。计算系数及其它
n——高强度螺栓的数目;
nl——所计算截面上高强度螺栓的数目; nf——高强度螺栓传力摩擦面数目; μ——高强度螺栓摩擦面的抗滑移系数; Ψ——集中荷载的增大系数。第一章总则
第1.0.1条为使在钢结构工程中,高强度螺栓连接的设计、施工做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量,制定本规程。
第1.0.2条本规程适用于工业与民用建筑钢结构工程中高强度螺栓连接的设计、施工与验收。
第1.0.3条高强度螺栓连接的设计、施工及验收,除按本规程的规定执行外,尚应符合《钢结构设计规范》(GBJ17)、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GBJ18)及《钢结构工程施工及验收规范》(GBJ205)的有关规定。
设计在特殊环境(如高温或腐蚀作用)中应用的高强度螺栓连接时,尚应符合现行有关专门标准的要求。
第1.0.4条本规程采用的高强度螺栓连接副,应分别符合《钢结构用大六角头螺栓》(GB1228)、《钢结构用高强度大六角螺母型式与尺寸》(GB1229)、《钢结构用高强度垫圈型式与尺寸》(GB1230)、《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》(GB1231)或《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副形式尺寸》(GB3632)和《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副技术条件》(GB3633)的规定。
第1.0.5条在设计图、施工图中均应注明所用高强度螺栓连接副的性能等级、规格、连接型式、预拉力、摩擦面抗滑移系数以及连接后的防锈要求。当设计中选用两种或两种以上直径的高强度螺栓时,还应注明所选定的需进行抗滑移系数检验的螺栓直径。
第1.0.6条在高强度螺栓施拧、构件摩擦面处理及安装过程中,应遵守国家劳动保护和安全技术等有关规定。第二章连接设计 第一节一般规定
第2.1.1条本规程采用以概率理论为基础的极限状态设计方法,用分项系数的设计表达式进行计算。高强度螺栓连接应按其不同类型分别考虑下列极限状态:
一、摩擦型连接在荷载设计值下,连接件之间产生相对滑移,作为其承载能力极限状态;
二、承压型连接在荷载设计值下,螺栓或连接件达到最大承载能力,作为其承载能力极限状态;在荷载标准值下,连接件间产生相对滑移,作为其正常使用极限状态。
第2.1.2条高强度螺栓连接宜按构件的内力设计值进行设计。必要时(如需与构件等强度连接),也可按构件的承载力设计值进行设计。
第2.1.3条高强度螺栓承压型连接不得用于下列各种构件连接中: 直接承受动力荷载的构件连接; 承受反复荷载作用的构件连接; 冷弯薄壁型钢构件连接。
第2.1.4条对壁厚小于4mm的冷弯薄壁型钢,其连接摩擦面处理宜只采用清除油垢或钢丝刷清除浮锈的方法。
第2.1.5条在同一设计项目中,所选用的高强度螺栓直径,不宜多于两种;用于冷弯薄壁型钢连接的高强度螺栓直径,不宜大于16mm。
第2.1.6条高强度螺栓连接的环境温度高于150℃时,应采取隔热的措施予以防护。摩擦型连接的环境温度为100~150℃时,其设计承载力应降低10%。
第二节摩擦型连接的计算
第2.2.1条抗剪连接(承受垂直于螺栓杆轴方向内力的连接)中,一个高强度螺栓的受剪承载力设计值Nbv应按下式计算:
(2.2.1)
式中k——系数,对普通钢结构构件k=0.9,对冷弯薄壁型 钢构件k=0.8; nf——传力摩擦面数;
μ——摩擦面的抗滑移系数,按表2.2.1-1采用; P——高强度螺栓的预拉力按表2.2.1-2采用。
值亦可由表2.2.3查得。
摩擦面抗滑移系数μ值
表2.2.1-1
注:当连接构件采用不同钢号时,μ值应按相应的较低值取用。
每个高强度螺栓的预拉力P(kN)
表2.2.1-2
第2.2.2条螺栓杆轴方向受拉的连接中,一个高强度螺栓的受拉承载力设计值按下式计算:
(2.2.2)
应第2.2.3条摩擦型连接同时承受剪切和螺栓杆轴方向的外拉力时,一个高强度螺栓的受剪承载力设计值应按下式计算:
(2.2.3)
式中Nt——每个高强度螺栓在其杆轴方向的外拉力,其值不得大于0.8P。
无外拉力时,连接着普通钢结构构件的每个高强度螺栓,在一个摩擦面上的受剪承载力设计值可由表2.2.3中查得。
第2.2.4条在轴向受力构件采用高强度螺栓摩擦型连接处,构件强度σ应按下式计算:(2.2.4-1)
(2.2.4-2)
式中N——轴向拉力或轴心压力;
N′——折算轴力,对普通钢结构构件为:
对冷弯薄壁型钢结构构件为:
An——构件净截面面积; A——构件毛截面面积;
nl——所计算截面(连接最外列螺栓处)上高强度螺栓数; n——在节点或拼接处,构件一端连接的高强度螺栓数; f——构件钢材抗拉或抗压强度设计值。
摩擦型连接中每个高强度螺栓一个摩擦面上的受剪承载力(kN)表2.2.3
注
1.当用于冷弯薄壁型钢结构连接时,表中值应乘以0.89予以降低;
2.当高强度螺栓连接同时承受剪切和螺栓杆轴方向的外拉力时,其抗剪承载力设计值应按表中数值乘以予以降低。
第2.2.5条抗剪摩擦型连接在动力荷载重复作用下,可不进行疲劳计算;但其连接处的主体金属,应按《钢结构设计规范》(GBJ17)中有关规定进行疲劳计算。
第三节承压型连接的计算 第2.3.1条高强度螺栓的承压型连接,应按表2.2.1-2中数值施加预拉力设计值P,其连接处摩擦面的处理方法与摩擦型连接要求相同。
第2.3.2条在受剪承压型连接中,每个高强度螺栓的承载力,应取受剪和承压承载力设计值的较小者;同时尚应按第2.3.5条控制受剪承载力的取值:
受剪承载力设计值
(2.3.2-1)
承压承载力设计值
(2.3.2-2)
式中nv——受剪面数;
d——螺栓公称直径;在式(2.3.2-1)中,当剪切面在螺纹处时,应用螺纹有效直径de代替d,但应尽量避免螺纹深入到剪切面;
——在同一受力方向的承压构件的较小总厚度;
——螺栓的抗剪和母材承压强度设计值,应按表2.3.2中采用。
承压型连接的强度设计值(kN/cm)
表2.3.2
2
第2.3.3条承压型连接承受螺栓杆轴方向的外拉力时,每个高强度螺栓的受拉承载力设计值Nbt应按式(2.2.2)计算。
第2.3.4条承压型连接同时承受剪切和螺栓杆轴方向的外拉力时,每个高强度螺栓所承受的外力应满足式(2.3.4-1)和(2.3.4-2)的要求。
(2.3.4-1)
(2.3.4-2)
式中Nv、Nt——每个高强度螺栓所承受的剪力和拉力;
——每个高强度螺栓的受剪、受拉和承压承载力设计值。
第2.3.5条在承受剪切或同时承受剪切和螺栓杆轴方向拉力的承压型连接中,高强度螺栓的受剪承载力设计值不得大于按摩擦型连接计算的1.3倍。第2.3.6条轴心受力构件采用高强度螺栓承压型连接处,构件强度σ应按下式计算:
(2.3.6)
第四节接头设计
第2.4.1条在同一接头同一受力部位上,不得采用高强度螺栓摩擦型连接与承压型连接混用的连接,亦不得采用高强度螺栓与普通螺栓混用的连接。在改建、扩建或加固工程中以静载为主的结构,其同一接头同一受力部位上,允许采用高强度螺栓摩擦型连接与侧角焊缝或铆钉的混用连接。并考虑其共同工作。
在同一接头中,允许按不同受力部位分别采用不同性质连接所组成的并用连接(如梁柱刚节点中,梁翼缘与柱焊接,梁腹板与柱高强螺栓连接)并考虑其共同工作。
第2.4.2条在不同板厚的连接处,应设置垫板,垫板两面均应作与母材相同的表面处理。当板厚差小于或等于3mm时,可参照表3.4.3所列方法处理。
第2.4.3条在下列情况的连接中,高强度螺栓的数目应予以增加: 一、一个构件借助垫板或其他中间板件与另一构件连接的承压高强度螺栓数,应按计算增加10%;
二、搭接或用拼接板的单面连接的承压高强度螺栓数,应按计算增加10%;
三、在构件的端部连接中,当利用短角钢连接型钢(角钢或槽钢)的外伸肢以缩短连接长度时,在短角钢两肢中的一肢上,所用的高强度螺栓数,应按计算增加50%。
第2.4.4条组合I字梁翼缘采用高强度螺栓连接时(图2.4.4),宜采用高强度螺栓摩擦型连接,并按下列公式计算:
一、翼缘板与翼缘角钢连接的高强度螺栓:
(2.4.4-1)
式中Sl——翼缘板毛截面对梁中和轴的面积矩; α——翼缘上高强度螺栓间距;
n——在间距a范围内的高强度螺栓数; V——梁计算截面上的剪力; I——梁的毛截面惯性矩。
二、翼缘与腹板连接的高强度螺栓:
(2.4.4-2)
式中F——集中荷载值(对动力荷载应考虑动力系数);
Ψ——系数,对重级工作制吊车梁Ψ=1.35,其它梁Ψ=1.0;
lz——集中荷载在腹板计算高度边缘上的假定分布长度,可按下式计算lz=α1+2hyα1——集中荷载沿梁跨度方向的支承长度,对吊车梁可取为50mm;
hy——自吊车梁轨顶或其它梁顶面至腹板与翼缘连接栓孔中心的距离(当双排孔时为下孔);
α1——系数,当荷载作用于上翼缘且梁的腹板创平顶紧上翼缘时,α1=0.4;其它情况α1=1.0
S2——翼缘毛截面(包括翼缘板、翼缘角钢和腋板)对梁中和轴的面积矩。
图2.4.4组合I字梁翼缘连接示意图
第2.4.5条T型受拉连接接头(图2.4.5),应采用刚性较大的端板,如加厚端板或设置加劲板。
图2.4.5T形受拉连接接头
第2.4.6条同时承受弯矩和剪力的端板连接接头(图2.4.6),其摩擦型连接的高强度螺栓按下列方法计算:
图2.4.6端板连接接头
一、弯矩作用下,受拉边端高强度螺栓承受杆轴方向的最大拉力按下式计算:
(2.4.6-1)
式中y1——螺栓群中和轴至最大拉力螺栓的距离; yi——每列第i个螺栓至螺栓群中和轴的距离; m——螺栓列数。
由公式(2.4.6-1)算得的螺栓最大拉力不得超过0.8P。
二、普通钢结构构件端板接头的受剪承载力
应按下式计算:
(2.4.6-2)式中n——接头螺栓总数;
——受拉区各螺栓所承受拉力之和,即
第2.4.7条承受轴向力、弯矩、剪力共同作用的拼接接头(图2.4.7)中,高强度螺栓承受的剪力可按下列方法计算:
(2.4.7-1)
式中Nl——受力最大处(对角)的一个高强度螺栓承受的剪力; M、N、V——拼接接头处所承受的弯矩、轴向力和剪力; n——拼接接头一侧高强度螺栓数;
xi、yi——拼接接头一侧螺栓群中心至第i个螺栓的水平和垂直距离; xi、yi——螺栓群中心至最远端一排螺栓的水平和垂直距离; e——螺栓群中心至拼接中心的水平距离;
当yi/x1>3时,公式(2.4.7-1)可简化为下式:
(2.4.7-2)
公式(2.4.7-1)、(2.4.7-2)中Nb为一个高强度螺栓的设计承载力。对摩擦型连接,该值按公式(2.2.1)计算;对承压型连接则按公式(2.3.2-1)、(2.3.2-2)二者计算所得承载力设计值中的较小值。
图2.4.7板的拼接接头
第2.4.8条I字形截面梁的全截面拼接接头(图2.4.8),可按弯矩由翼缘和腹板共同承担的方法计算,也可按弯矩由翼缘承担,剪力由腹板承担的简化方法计算。
按弯矩由翼缘和腹板共同承担计算时,翼缘上的高强度螺栓承受的剪力可按下式计算:
(2.4.8-1)
式中Nlf——翼缘拼接处每个高强度螺栓承受的剪力;
(2.4.8-2)
M——拼接处的弯矩;
n——翼缘拼接接头一侧的高强度螺栓数; h——梁高;
Il——翼缘对梁中和轴的毛截面惯性矩; I——梁的毛截面惯性矩; bN——按第2.4.7条规定采用。
图2.4.8I字形截面梁的拼接
腹板上的高强度螺栓按公式(2.4.7-1)或(2.4.7-2)计算,但取N=0,M=M2;
M2为腹板分担的弯矩,按下式计算:
(2.4.8-3)
式中I2——腹板对梁中和轴的毛截面惯性矩。
按弯矩由翼缘承担剪力由腹板承担的简化方法计算时,翼缘上的高强度螺栓承受的剪力按下式计算:
(2.4.8-4)
此时,腹板上的高强度螺栓承受的剪力则按下式计算:
(2.4.8-5)
式中Nlw——腹板拼接处每个高强度螺栓承受的剪力; n′——腹板拼接接头一侧的高强度螺栓数目。
第2.4.9条当节点处构件一端或拼接接头一端沿受力方向的连接长度l1大于15d0时,应将高强度螺栓的承载力乘以折减系数(),当l1大于60d0时,折减系数为0.7,d0为孔径,l1为两端栓孔间距离。
第五节连接构造要求
第2.5.1条每一杆件接头的一端,高强度螺栓数不宜少于2个。第2.5.2条高强度螺栓孔应采用钻孔,孔径应按表2.5.2采用。
高强度螺栓孔径选配表
表2.5.2
注:承压型连接中高强度螺栓孔径可按表中值减小0.5~1.0mm。
第2.5.3条高强度螺栓的孔距和边距应按表2.5.3的规定采用。
高强度螺栓的孔距和边距值
表2.5.3
注:1)d0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)相连的高强度螺栓的最大间距,可按中间排数值采用。
第2.5.4条用高强度螺栓连接的梁,其翼缘板不宜超过三层。翼缘角钢面积不宜少于整个翼缘面积的30%。当所采用的大型角钢仍不能满足此要求时,可加腋板(图2.5.4)。此时,角钢与腋板面积之和不应少于翼缘面积的30%。
当翼缘板不需沿梁通长设置时,理论切断点处外伸长度内的螺栓数,应按与该板1/2净截面面积等强的承载力进行计算。
图2.5.4高强度螺栓连接梁的翼缘示意图
第2.5.5条当型钢构件的拼接采用高强度螺栓时,其拼接件宜采用钢板,型钢斜面应加垫板。第2.5.6条高强度螺栓连接处摩擦面,当搁置时间较长时应注意保护。高强度螺栓连接处施工完毕后,应按构件防锈要求涂刷防锈涂料,螺栓及连接处周边用涂料封闭。
第2.5.7条高强度螺栓连接处,设计时应考虑专用施工机具的可操作空间(图2.5.7),其最小尺寸见表2.5.7。
当a值小于表2.5.7时,可用长套筒头施拧螺栓,此时套筒头部直径一般为螺母对角线尺寸加10mm,但b值需有足够长度。
可操作空间尺寸表2.5.7
图2.5.7施工机具操作空间示意图 第三章施工及验收
第一节高强度螺栓连接副的储运和保管
第3.1.1条大六角头高强度螺栓连接副由一个大六角头螺栓、一个螺母和两个垫圈组成,使用组合应按表3.1.1规定。
扭剪型高强度连接副由一个螺栓、一个螺母和一个垫圈组成。高强度螺栓连接副应在同批内配套使用。
大六角头高强度螺栓连接副组合 表3.1.1
第3.1.2条高强度螺栓连接副,应由制造厂按批配套供货,并必须有出厂质量保证书。
第3.1.3条高强度螺栓连接副在运输、保管过程中,应轻装、轻卸,防止损伤螺纹。第3.1.4条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,室内存放,堆放不宜过高,防止生锈和沾染脏物。
高强度螺栓连接副在安装使用前严禁任意开箱。
第3.1.5条工地安装时,应按当天高强度螺栓连接副需要使用的数量领取。当天安装剩余的必须妥善保管,不得乱扔、乱放。在安装过程中,不得碰伤螺纹及沾染脏物,以防扭矩系数发生变化。
第二节高强度螺栓连接构件的制作 第3.2.1条高强度螺栓连接构件的栓孔孔径应符合设计要求,孔径允许偏差应符合表3.2.1的规定。
高强度螺栓连接构件制孔允许偏差
表3.2.1
第3.2.2条高强度螺栓连接构件栓孔孔距的允许偏差应符合表3.2.2的规定。高强度螺栓连接构件的孔距允许偏差
表3.2.2
注:孔的分组规定
(1)在节点中连接板与一根杆件相连的所有连接孔划为一组。
(2)接头处的孔:通用接头—半个拼接板上的孔为一组;阶梯接头—两接头之间的孔为一组。
(3)在两相邻节点或接头间的连接孔为一组,但不包括(1)、(2)所指的孔。(4)受弯构件翼缘上,每1m长度内的孔为一组。
第3.2.3条高强度螺栓的栓孔应采用钻孔成型,孔边应无飞边、毛刺。
第3.2.4条高强度螺栓连接处板迭上所有螺栓孔,均应采用量规检查,其通过率为: 用比孔的公称直径小1.0mm的量规检查,每组至少应通过85%;用比螺栓公称直径大0.2~0.3mm的量规检查,应全部通过。
第3.2.5条按第3.2.4条检查时,凡量规不能通过的孔,必须经施工图编制单位同意后,方可扩钻或补焊后重新钻孔。
扩钻后的孔径不得大于原设计孔径2.0mm,补焊时,应用与母材力学性能相当的焊条补焊,严禁用钢块填塞。每组孔中经补焊重新钻孔的数量不得超过20%。处理后的孔应作出记录。
第3.2.6条加工后的构件,在高强度螺栓连接处的钢板表面应平整、无焊接飞溅、无毛刺、无油污。其表面处理方法应与设计图中所要求的一致。第3.2.7条经处理后的高强度螺栓连接处摩擦面,应采取保护措施,防止沾染脏物和油污。严禁在高强度螺栓连接处摩擦面上作任何标记。
第3.2.8条经处理后高强度螺栓连接处摩擦面的抗滑移系数应符合设计要求。第三节高强度螺栓连接副和摩擦面的抗滑移系数检验 第3.3.1条高强度螺栓连接副应进行以下检验:
一、运到工地的大六角头高强度螺栓连接副应及时检验其螺栓楔负载、螺母保证载荷、螺母及垫圈硬度、连接副的扭矩系数平均值和标准偏差。检验结果应符合《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》(GB1231)规定,合格后方准使用。
二、运到工地的扭剪型高强度螺栓连接副应及时检验其螺栓楔负载、螺母保证载荷、螺母及垫圈硬度、连接副的紧固轴力平均值和变异系数。检验结果应符合《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副技术条件》(GB3633)规定,合格后方准使用。
第3.3.2条摩擦面的抗滑移系数应按以下规定进行检验:
一、抗滑移系数检验应以钢结构制造批为单位,由制造厂和安装单位分别进行,每批三组。以单项工程每2000t为一制造批,不足2000t者视作一批,单项工程的构件摩擦面选用两种及两种以上表面处理工艺时,则每种表面处理工艺均需检验。
二、抗滑移系数检验用的试件由制造厂加工,试件与所代表的构件应为同一材质、同一摩擦面处理工艺、同批制作、使用同一性能等级、同一直径的高强度螺栓连接副,并在相同条件下同时发运。
三、抗滑移系数试件宜采用图3.3.2所示型式,试件的连接计算应符合本规程第二章规定。
四、抗滑移系数在拉力试验机上进行并测出其滑动荷载。试验时,试件的轴线应与试验机夹具中心严格对中。
五、抗滑移系数μ按下式计算:
(3.3.2)
式中N——滑动荷载;
nf——传力摩擦面数,nf=2;
——与试件滑动荷载一侧对应的高强度螺栓预拉力
(或紧固轴力)之和。Pt取值规定如下:
大六角头高强度螺栓:Pt为实测值,此值应准确控制在0.95P~1.05P范围之内;
扭剪型高强度螺栓:先抽验5套(与试件组装螺栓同批),当5套螺栓的紧固轴力平均值和变异系数均符合表3.4.14规定时,即以该平均值做为Pt。
六、抗滑移系数检验的最小值必须等于或大于设计规定值。当不符合上述规定时,构件摩擦面应重新处理。处理后的构件摩擦面应按本节规定重新检验。
图3.3.2抗滑移系数试件
第四节高强度螺栓连接副的安装
第3.4.1条高强度螺栓长度应按下式计算: l=l′+Δl(3.4.1-1)式中l′——连接板层总厚度; Δl——附加长度
Δl=m十ns+3p(3.4.1-2)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;大六角头高强度螺栓为2; s——高强度垫圈公称厚度; p——螺纹的螺距。
当高强度螺栓公称直径确定之后,Δl也可由表3.4.1查得。
高强度螺栓附加长度表
表3.4.1
第3.4.2条高强度螺栓连接处摩擦面如采用生锈处理方法时,安装前应以细钢丝刷除去摩擦面上的浮锈。
第3.4.3条对因板厚公差、制造偏差或安装偏差等产生的接触面间隙,应按表3.4.3规定进行处理。
接触面间隙处理
表3.4.3
第3.4.4条高强度螺栓连接安装时,在每个节点上应穿入的临时螺栓和冲钉数量,由安装时可能承担的荷载计算确定,并应符合下列规定:
一、不得少于安装总数的1/3;
二、不得少于两个临时螺栓;
三、冲钉穿入数量不宜多于临时螺栓的30%。
第3.4.5条不得用高强度螺栓兼做临时螺栓,以防损伤螺纹引起扭矩系数的变化。第3.4.6条高强度螺栓的安装应在结构构件中心位置调整后进行,其穿入方向应以施工方便为准,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。对于大六角头高强度螺栓连接副组装时,螺栓头下垫圈有倒角的一侧应朝向螺栓头。
第3.4.7条安装高强度螺栓时,严禁强行穿入螺栓(如用锤敲打)。如不能自由穿入时,该孔应用铰刀进行修整,修整后孔的最大直径应小于1.2倍螺栓直径。修孔时,为了防止铁屑落入板迭缝中,铰孔前应将四周螺栓全部拧紧,使板迭密贴后再进行。严禁气割扩孔。
第3.4.8条安装高强度螺栓时,构件的摩擦面应保持干燥,不得在雨中作业。第3.4.9条大六角头高强度螺栓施工前,应按出厂批复验高强度螺栓连接副的扭矩系数,每批复验5套。5套扭矩系数的平均值应在0.110~0.150范围之内,其标准偏差应小于或等于0.010。
第3.4.10条大六角头高强度螺栓的施工扭矩可由下式计算确定: Tc=k²Pc²d(3.4.10)式中Tc——施工扭矩;(N²m);
k——高强度螺栓连接副的扭矩系数平均值,该值由第3.4.9条测得; Pc——高强度螺栓施工预拉力(kN),见表3.4.10; d——高强度螺栓螺杆直径(mm)。
大六角头高强度螺栓施工预拉(kN)
表3.4.10
第3.4.11条大六角头高强度螺栓施工所用的扭矩扳手,班前必须校正,其扭矩误差不得大于±5%,合格后方准使用。校正用的扭矩扳手,其扭矩误差不得大于±3%。
第3.4.12条大六角头高强度螺栓的拧紧应分为初拧、终拧。对于大型节点应分为初拧、复拧、终拧。初拧扭矩为施工扭矩的50%左右,复拧扭矩等于初拧扭矩。初拧或复拧后的高强度螺栓应用颜色在螺母上涂上标记,然后按第3.4.10条规定的施工扭矩值进行终拧。终拧后的高强度螺栓应用另一种颜色在螺母上涂上标记。
第3.4.13条大六角头高强度螺栓拧紧时,只准在螺母上施加扭矩。
第3.4.14条扭剪型高强度螺栓施工前,应按出厂批复验高强度螺栓连接副的紧固轴力,每批复验5套。5套紧固轴力的平均值和变异系数应符合表3.4.14的规定。
扭剪型高强度螺栓紧固轴力(kN)
表3.4.14
第3.4.15条扭剪型高强度螺栓的拧紧应分为初拧、终拧。
对于大型节点应分为初拧、复拧、终拧。初拧扭矩值为0.13³Pc
³d的50%左右,可参照表3.4.15选用。复拧扭矩等于初拧扭矩值。初拧或复拧后的高强度螺栓应用颜色在螺母上涂上标记,然后用专用扳手进行终拧,直至拧掉螺栓尾部梅花头。对于个别不能用专用扳手进行终拧的扭剪型高强度螺栓,可按本节第3.4.12
条规定的方法进行终拧(扭矩系数取0.13)。
初拧扭矩值
表3.4.15
第3.4.16条高强度螺栓在初拧、复拧和终拧时,连接处的螺栓应按一定顺序施拧,一般应由螺栓群中央顺序向外拧紧。
第3.4.17条高强度螺栓的初拧、复拧、终拧应在同一天完成。第五节高强度螺栓连接副的施工质量检查和验收 第3.5.1条大六角头高强度螺栓检查
一、用小锤(0.3kg)敲击法对高强度螺栓进行普查,以防漏拧。
二、对每个节点螺栓数的10%,但不少于一个进行扭矩检查。
检查时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,测得此时的扭矩应在0.9Tch~1.1Tch范围内。Tch按下式计算:
Tch=k³P³d(3.5.1)式中Tch——检查扭矩(N²m);
P——高强度螺栓预拉力设计值(kN)。
如发现有不符合规定的,应再扩大检查10%,如仍有不合格者,则整个节点的高强度螺栓应重新拧紧。
扭矩检查应在螺栓终拧1h以后、24h之前完成。
第3.5.2条大六角头高强度螺栓施工质量应有下列原始检查验收记录:高强度螺栓连接副复验数据、抗滑移系数试验数据、初拧扭矩、终拧扭矩、扭矩扳手检查数据和施工质量检查验收记录等。
第3.5.3条扭剪型高强度螺栓终拧检查,以目测尾部梅花头拧断为合格。对于不能用专用扳手拧紧的扭剪型高强度螺栓,应按大六角头高强度螺栓检查方法办理。
第3.5.4条扭剪型高强度螺栓施工质量应有下列原始检查验收记录:高强度螺栓连接副复验数据、抗滑移系数试验数据、初拧扭矩、扭矩扳手检查数据和施工质量检查验收记录等。
第六节油漆
第3.6.1条对于露天使用或接触腐蚀性气体的钢结构,在高强度螺栓拧紧检查验收合格后,连接处板缝应及时用腻子封闭。
第3.6.2条经检查合格后的高强度螺栓连接处,应按设计要求涂漆防锈。附录一非法定计量单位与法定计量单位换算关系
非法定计量单位与法定计量单位换算表
附表1.1
注:1N/mm=1MPa。附录二本规程用词说明
一、为便于在执行本规程条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下: 1.表示很严格,非这样作不可的用词; 正面词采用“必须”; 反面词采用“严禁”。
2.表示严格,在正常情况下均应这样作的用词: 正面词采用“应”;
反面词采用“不应”或“不得”。
3.表示允许稍有选择,在条件许可时,首先应这样作的用词: 正面词采用“宜”或“可”; 反面词采用“不宜”。
二、条文中指明必须按其他有关标准执行的写法为,“应按„执行”或“应符合„„的要求(或规定)”。非必须按所指定的标
准执行的写法为,“可参照„„的要求(或规定)”。附加说明
本规程主编单位、参加单位 主要起草人名单
主编单位湖北省建筑工程总公司 参加单位包头钢铁设计研究院 铁道部科学院
冶金部建筑研究总院 北京钢铁设计研究总院 主要起草人
柴
昶
吴有常
沈家骅
程季青
李国兴
肖建华 贺贤娟
李
云
罗经亩 2
第三篇:钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程条文说明
钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程
JGJ82-91条文说明
中华人民共和国行业标准
钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程
JGJ 82-91 条 文 说 明
前 言
根据原国家建工总局(82)建工科字第14号文的要求,由湖北省建筑工程总公司主编,包头钢铁设计研究院、铁道部科学院、冶金部建筑研究总院,北京钢铁设计研究总院等单位参加共同编制的《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》(JGJ82-91),经建设部一九九二年四月十六日以建标[1992]231号文批准,业已发布。
为便于广大设计、施工、科研、学校等单位的有关人员在使用本规程时能正确理解和执行条文规定,本规程编制组按章、节、条顺序编制了本规程的条文说明,供国内使用者参考。在使用中如发现本条文说明有欠妥之处,请将意见函寄湖北省建筑工程总公司。
本《条文说明》由建设部标准定额研究所组织出版发行,仅供国内使用,不得外传和翻印。
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第一章 总 则
第1.0.1条 本条说明编制规程的宗旨和目的。
第1.0.2条 本条明确指出了本规程仅适用于工业与民用房屋以及一般构筑物的钢结构的连接设计与施工。
第1.0.3条 本规程为现行钢结构设计规范在连接方面的延伸与补充,故本条提出了设计、施工时必须同时遵循的国家钢结构设计与施工的规范。应用本规程时,应注意用于普通钢结构构件的高强度螺栓连接与用于冷弯薄壁型钢的高强度螺栓连接在条文内容上的差异。
第1.0.4条 连接副为一套高强度螺栓紧固件(包括栓杆、螺母、垫圈)的总称。本条说明了本规程所适用的扭剪型及大六角型高强度螺栓应符合的国家标准。
第1.0.5条 提出了在图纸中应注明的具体要求。使制作、安装单位更好地按设计意图施工。
第二章 连 接 设 计 第一节 一 般 规 定
第2.1.1条 当前我国结构设计规范中采用了较为合理的、以概率理论为基础的极限状态设计方法。结构的极限状态可理解为结构发挥其最大承载力时(承载极限状态)或达到使用功能上允许的某极限值时(使用极限状态)的状态。
本条阐明了高强度螺栓连接接头(包括摩擦型与承压型)设计极限状态的定义。对摩擦型只考虑使用极限状态(在荷载设计值下连接件之间产生相对滑移),对承压型因使用经验还很少,故分别考虑承载极限状态(荷载设计值下达到最大承载力)及使用极限状态(荷载标准值下连接件之间产生相对滑移)。
第2.1.2条 一般情况下,按实际内力设计连接接头已可满足使用要求。但某些情况下,如构件拼接接头不能设在内力较小部位时,或因使用要求连接接头承载力要有一定裕度时,则宜按与构件等强度设计高强度螺栓接头。
第2.1.3条 本规程适用的高强度螺栓承压型连接为正常孔隙型,其制孔、摩擦面处理及施拧等要求均与高强度螺栓摩擦型连接相同。但因其为剪压传力,所连接组合的构件在承载时会比高强度螺栓摩擦型连接组合的构件有较大的变形,同时由于栓孔采用正常孔隙而不是紧密孔隙(国外有采用,装配时将栓杆打入孔内,其孔隙为0.3mm),故其承压、抗剪的工作条件较差,类似普通螺栓。由于这些因素加之国内尚无使用经验,故对高强度螺栓承压型连接的使用范围先限制在只承受静载或间接动载(并无反向受力)的构件的连接中。
薄壁型钢因壁很薄,承压抗力低,承压时易产生撕裂破坏,故不宜采用承压型连接。
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第2.1.4条 冷弯薄壁型钢壁很薄时,喷砂等除去牢固附着于表面的氧化皮可能引起板厚减薄,故摩擦面处理宜采用除去油垢或钢丝刷除浮锈的处理方法。
第2.1.5条 对薄壁型钢连接,从强度协调考虑,不宜采用大直径螺栓。当壁厚小于4mm时,一般选用M12螺栓即可。
第2.1.6条 试验表明,摩擦型连接处在较高温度环境中时,由于预拉力产生应力松弛而降低的影响,会引起连接滑移荷载及抗滑移系数的降低。试验研究资料表明,当温度在100~150℃范围内时,此降低幅度约为10%。本条即按此提出,作为工程应用中的参考。当所处环境温度高于150℃时,按照现行钢结构规范要求,钢结构构件(包括相应的连接)应采取隔热防护措施。
第二节 摩擦型连接的计算
第2.2.1条 本条完全引自现行钢结构设计规范(GBJI7—88)与冷弯薄壁型钢结构技术规范(GBJ18—87)。以钢结构设计规范为例,公式(2.2.l)与原规范(TJ17-74)中高强度螺栓在摩擦型连接中抗剪承载力公式(54)实质上完全相同,但(54)式为容许应力表达
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加预拉力的压紧影响,使承压孔壁形成了三维应力状态,从而使承压强度有相当程度的提高。本条表2.3.2中承压设计强度即考虑了这一因素。当剪切面在螺纹处时,抗剪及承压强度均将降低,故在实际工程中不可避免这种情况时,应以螺纹有效直径d, 来计算承载力。
第2.3.4条 与现行普钢结构设计规范相同。对受拉、剪联合作用的连接验算,根据国内外试验研究情况,采用了拉剪椭圆相关公式,即式(2.3.4-l)来计算。国外一些有关规范、规程也都采用此同类相关式并已有较成熟的使用经验。此外,对承压强度还要求满足式(2.3.4-2)的要求。从机理上说,承压强度与抗拉强度亦有相关关系,因预拉力对承压强度有提高影响,而外拉力又对预拉力有减小影响。但根据试验研b究,即使外拉力Nc达最大,预拉力P接近于零时,承压强度的降低幅度也是不大的(不至20%)。故为应用上的方便,即不再考虑相关关系的变b化,而对承压强度Nc采用偏安全的定值折减系数1.2,这样只需用单项式(2.3.4-2)核算即可。
第2.3.5条 本条与现行钢结构规范有关条文相同,高强度螺栓承压型连接除按前几条要求计算承载力外,还应考虑在标准荷载下不产生滑动的使用极限状态要求。本条即按此控制要求提出的。因摩擦型连接是以荷载设计值下不产生滑移为极限状态,而承压型连接是以荷载标准值下不产生滑移为极限状态,故可以摩擦型连接的承载力为基准限值,长江委信息研究中心馆藏
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再考虑荷载设计值与荷载标准值之差别,即平均荷载分项系数1.3来确定此种状态下承压型连接的承载力。因而本条提出了承压型连接抗剪承载力不得超过同类摩擦型连接抗剪承载力的30%,作为使用极限状态的控制条件。
第四节 接 头 设 计
第2.4.1条 在同一接头同一受力部位上混用不同连接时,其各自分担的力将主要按变形协调关系来分配,若将刚度相差过大的连接并用在同一接头中,因其不能同时承载共同工作,接头总承载力仍只相当于刚度较大连接的单一承载力,这在力学性能上是不合理的。故不允许将摩擦型连接与承压型连接混用,或与普通螺栓混用。
关于高强度螺栓摩擦型连接与焊接或铆接并用,国外已进行了较多的试验研究,其主要结论性意见是:
1.高强度螺栓摩擦型连接与侧角焊缝混用的性能优于与端角焊缝混用的性能。前者混用接头的最大强度可按(焊接接头的最大强度+O.62高强度螺栓连接的最大强度)或0.9 X(高强度螺栓的滑动强度+角焊缝最大强度)来考虑。
2.高强度螺栓摩擦型连接与铆接混用时能够较好地协调工作,其接头总承载力一般可按栓、铆连接各自的承载力相叠加考虑。
国外一些规范、规程(如美国、日本、挪威、澳大利亚、欧洲钢协等)中都列入了可以考虑栓焊并用共同承载的条文,但实际应用在工程设计中的情况也不多。
考虑到并用连接的计算方法尚不十分成熟,在我国使用经验还很少,实际应用的必要性并不大等原因,故在新建工程中不推荐使用混用连接。而只限于必要时在改、扩建工程中用于结构连接的补强。这种情况下,可考虑原有的高强度螺栓或铆钉只承受原有结构的恒载,其它荷载则由新补强的连接承受。
此外,关于新接头中检焊并用的施工顺序,美国、日本郑重考虑焊接对板件变形不易夹紧的影响,因而推荐光拧后焊,而挪威、欧洲等则郑重考虑焊接加热对高强度螺栓应力松弛的影响,而推荐先焊后拧,故何种工序合理,宜根据板件厚度、反变形措施等条件具体分析考虑。
在同一接头中不同受力部位分别采用不同性质连接所组成的接头并用连接,可形成共同的承载能力,在使用上也有成熟的经验。
第2.4.2条、第2.4.3条、第2.4.4条 各条均参照铆接连接的经验沿用其相应规定,并与现行钢结构设计规范条文相同。
第2.4.5条 国内外许多试验研究均表明,T形(或法兰等)受拉高强度螺栓连接在承载时,由于T形翼缘板翘曲变形影响,在此翼缘面上会同时作用有附加杠杆力。当翼缘板刚度不大(即板厚不厚)时,此杠杆力可使受拉高强度螺栓的附加拉力达30%甚至更高,故不可忽视,长江委信息研究中心馆藏
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但杠杆力的大小与翼缘板厚、螺栓排列及直径、接头形状等多种因素有关,准确计算十分困难,虽经多年研究,至今仍未得出公认的较准确且方便的计算公式,而大多是半经验半理论的。应用于工程时均带有相当的近似性。对美国道蒂、美国规范及手册、荷兰施塔克、同济大学、欧洲钢协及日本《高强度螺栓设计指南》等提出的各算式试算比较,对同一算例算得的杠杆力附加系数各为0.44、0.128、0.196、0.22、0.005等值,对见其差异很大。不便推荐出合理通用的统一算式。故本规程中只提出了当板件刚度不大时宜考虑杠杆力的不利影响,而未给出算式。当在工程中有必要考虑此影响而又无试验依据与可靠资料时,可以参照日本《高强度螺栓设计指南》(80版)或美国AISC手册中提的算式近似考虑杠杆力的影响。
为了减少杠杆力的不利影响,本规程条文中提出了在T型连接中宜采用较大刚度(厚度)的板件。至于板件达多厚时,可忽略不计杠杆力的影响,在法国钢结构规范、日本《设计指南》及费希尔的著作等资料中给出了算式,经试算此厚度限值约在2.2~2.5d(d为受拉连接高强度螺栓的直径),此值若用于实际工程,似亦偏大。
第2.4.6条 承受弯矩或弯剪联合作用的外伸式端板接头的工作状态较复杂,按现有资料其计算方法可有栓群法、拟梁法及将受拉区按T形件计算等三类方法。经试算比较及分析后,本条文中仍推荐了国际上较多采用的栓群法。在算式中只求解最外排螺栓所受的最大拉力,而不包括端板厚度的验算,故设计者应自己考虑核算。同时,本算式未考虑杠杆力的影响,在应用时需加以注意。
试验表明,这种接头处虽因有弯矩作用使部分螺栓受有外拉力而降低了抗剪承载力,但因端板受压压紧作用又增加了压紧,进而使摩擦抗剪力有所补偿,其接头总抗剪力一般并不降低。但在本规程中所提出的计算式偏安全的不考虑这种压紧补偿作用,只考虑受拉区及受压区螺栓抗剪承载力的总和。
第2.4.7条、第2.4.8条 均沿用已有且较成熟的拼接计算 方法。
第2.4.9条 试验表明,当构件连接或拼接接头较长,所排螺栓数量较多时,由于力作用在两端,使接头瑞部的螺栓与中部螺栓承受的力呈马鞍形不均匀分布,前者受力大而较早达到最大承载力,因而使总的承载力有所降低。故参照有关试验,对这种长接头的承载力乘以折减系数门(1.1-l1/150d0)。
第五节 连接构造要求
第2.5.1条、第2.5.2条 均参照现行钢结构设计规范相应 条文而提出。
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第2.5.3条 是沿用铆接结构有关规定,并根据首钢设计院及冶金部建筑研究总院的试验研究结果确定的,表2.5.3的取值原则说明如下:
一、紧固件最小中心距和边距; 1.在垂直于力作用方向;
(l)应使钢材净截面的抗拉强度大于或等于钢材的承压强度;
(2)毛截面屈服先于净截面破坏;
(3)受力时避免在孔壁周围产生过度应力集中;(4)施工时影响。以往为了方便拧紧螺母,最小栓距习用3.5d0,在编制《钢结构设计规范》(TJ17-74)时经征求意见,认为3d0即可,高强度螺栓用套筒搬手,采用3d0也是可以的,故统一采用3d0作为最小检距;
2.顺内力方向,按母材抗挤压和抗剪切等强的原则而定。
(l)端距2d0是考虑钢板在端部不致被紧固件冲切破坏而定;
(2)紧固件的中心距,理论值约为2d0.考虑前述其他因素取为3d0;
二、紧固件的最大中心距和边距;
1.在垂直内力方向:取决于钢板间的紧密贴合条件;
2.在顺内方向:取决于钢板的紧密贴合以及紧固件间钢板的变形约束条件;
第2.5.4条 翼缘角钢面积最小限值是为了保证整个翼缘与腹板之间能有可靠的传力连接“翼缘板理论切断点处外伸长度内的连接件数量是考虑翼缘板在刚进入理论切断点以内即能参加梁的工作而定。
第2.5.5条 因型钢的抗弯刚度较大,采用高强度螺栓不易使摩擦面贴紧。
第2.5.6条 提出了注意保护摩擦面的要求。但一般不宜采用外贴保护膜的作法,因除膜时费工费时。
第三章 施工及验收
第一节 高强度螺栓连接副的储运和保管
第3.1.1条 本条规定了大六角头高强度螺栓连接副的组成和组合、扭剪型高强度螺栓连接副的组成。由于高强度螺栓连接副制造厂是按批保证扭矩系数或紧固轴力,所以在使用时应在同批内配套使用。
第3.1.2条 高强度螺栓连接副的质量, 必须达到技术条件的要求,不符合技术条件的产品,不得使用。因此,每一制造批必须由制造厂出具质量保证书。
第3.1.3条 螺纹损伤后将会改变高强度螺栓连接副的扭矩系数或紧固轴力, 因此在运输、保管过程中应轻装、轻卸, 防止损伤螺纹。
第3.1.4条 本条规定了高强度螺栓连接副在保管过程中应注意事项, 其目的是为了确保高强度螺栓连接副使用时同批;长江委信息研究中心馆藏
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尽可能保持出厂状态,以保证扭矩系数或紧固轴力不发生变化。第3.1.5条 本条是高强度螺栓连接副在现场安装过程应注意的事项,其目的也是为了防止扭矩系数或紧固轴力发生变化。
第二节 高强度螺栓连接构件的制作
第3.2.1条 本条内容与《钢结构工程施工及验收规范》(GBJ205-83)中第3.5.2条相同。
第3.2.2条 本条内容与《钢结构工程施工及验收规范》(GBJ 205-83)中第3.5.3条相同。
第3.2.3条 冲孔工艺会使孔边产生微裂纹,降低钢结构疲劳强度,还会使钢板表面局部不平整,所以必须采用钻孔工艺。因高强度螺栓连接是靠板面摩擦传力,为使板层密贴,有良好的面接触,所以孔边应无飞边、毛刺。
第3.2.4条 本条内容与《钢结构工程施工及验收规范》(GBJ 205-83)中第3.5.4条相同。
第3.2.5条 本条内容与《钢结构工程施工及验收规范》(GBJ 205-83)中第3.5.5条相同。
第3.2.6条 钢板表面不平整,有焊接飞溅、毛刺等将会使板面不密贴,影响高强度螺栓连接的受力性能,另外,板面上的油污将会大幅度降低摩擦面的抗滑移系数,因此表面不得有油污。表面处理方法的不同,直接影响摩擦面的抗滑移系数的取值,设计图中要求的处理方法决定了抗滑移系数值的大小,放加工中、必须与设计要求一致。
第3.2.7条 高强度螺栓连接处钢板表面上,如粘有赃物和油污,将会大幅度降低板面的抗滑移系数,影响高强度螺栓连接的承载能力,所以摩擦面上严禁作任何标记,还应加以保护。
第3.2.8条 影响高强度螺栓连接承载能力的最重要因素是摩擦面的抗滑移系数和高强度螺栓拧紧预拉力,为确保连接的可靠性,所以摩擦面的抗滑移系数必须符合设计要求。
第三节 高强度螺栓连接副和摩擦面的抗滑移系数检验
第3.3.1条 高强度螺栓连接副运到工地后必须进行有关的机械性能检验,合格后方准使用,这是使用前把好质量关的工作。大六角头高强度螺栓连接副的扭矩系数平均值和标准偏差,扭剪型高强度螺栓连接副的紧固轴力平均值和变异系数是保证高强度螺栓施工时拧紧预拉力准确性的重要指标项目,所以必须进行检测。
第3.3.2条
一、本条规定抗滑移系数应分别由制造厂和安装单位检验,即制造厂必须保证所制作之钢结构构件的抗滑移系数符合设计规定,安装单位长江委信息研究中心馆藏
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应检验运到现场的钢结构构件摩擦面的抗滑移系数是否符合设计要求。考虑到每项钢结构工程的数量和制造周期差别较大,因此明确规定了检验批量的划分原则及每一批应检验的组数。
二、抗滑移系数检验不能在钢结构构件上进行,只能通过试件进行模拟测定。为使试件能真实地反映构件的实际情况,规定了试件与构件应为六个相同条件,否则,试件代表性不强。
三、为了避免偏心引起测试误差,本条规定了试件的连接型式采用双面对接拼接。考虑到三栓试件在拼装时可避免偏心影响,推荐采用三栓试件。由于抗滑移系数的大小与测试试件的截面积大小有关,为使试件能真实反映实际构件,因此试件的连接计算应符合有关规定。
四、用拉力试验测得的抗滑移系数值比用压力试验测得的小,为偏于安全,本条规定了抗滑移系数检验采用拉力试验。为避免偏心对试验值的影响,试验时要求试件的轴线与试验机夹具中心线严格对中。
五、在计算抗滑移系数值时,对于大六角头高强度螺栓Pt为拉力试验前拧在试件上的高强度螺栓实测预拉力值。因为高强度螺栓预拉力值的大小对测定抗滑移系数有一定的影响,所以本条规定了每个高强度螺栓拧紧预拉力的范围;对于扭剪型高强度螺栓,用与试件上高强度螺栓同批的其它五套高强度螺栓的紧固轴力的平均值作为试件上的高强度螺栓的拧紧预拉力Pt与大六角头高强度螺栓相比,因Pt值不是直接从试件上实测的,所以存在一定的风险性。
六、为确保高强度螺栓连接的可靠性,本条规定了抗滑移系数检验的最小值必须等于或大于设计值, 否则就认为构件的摩擦面没有处理好,不符合设计要求,钢结构不能出厂或者工地不能进行拼装,必须对摩擦面作重新处理,重新检验,直到合格为止。
第四节 高强度螺栓连接副的安装
第3.4.1条 使用过长的螺栓将浪费钢材,增加不必要的费用,并给高强度螺栓施拧时带来困难。螺栓太短的会使螺母受力不均匀,为此本条提出了螺栓长度的计算公式。
第3.4.2条 钢板表面上有浮锈会降低抗滑移系数,安装前必须清除。
第3.4.3条 本条内容与《钢结构工程施工及验收规范》(GBJ 205-83)中第3.6.3条相同。
第3.4.4条 本条内容与《钢结构工程施工及验收规范》(GBJ 205-83)中第4.5.2条相同。
第3.4.5条 用高强度螺栓兼做临时螺栓,由于该螺栓从开始使用到终拧完成相隔时间较长,在这段时间内因环境等各种因素的影响(例如下雨),其扭矩系数将会发生变化,会严重影响高强度螺栓终拧预拉力的准确性,因此,本条规定高强度螺栓不能兼做临时螺栓。
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JGJ82-91条文说明
第3.4.6条 对于大六角头高强度螺栓连接副,垫圈设置内倒角是为了与螺栓头下的过渡圆弧相配合,因此在安装时垫圈带倒角的一侧必须朝向螺栓头,否则螺栓头就不能很好与垫圈密贴,影响螺栓的受力性能。对于螺母一侧的垫圈,因倒角侧的表面较为平整、光滑,拧紧时扭矩系数较小,且离散率也较小,所以垫圈有倒角一侧应朝向螺母。
第3.4.7条 强行穿入螺栓时,必然使螺纹受损伤,严重影响拧紧预拉力。
第3.4.8条 潮湿板面会引起钢板、螺栓的锈蚀,这将影响高强度螺栓连接长期使用的安全。
第3.4.9条 大六角头高强度螺栓连接副的扭矩系数与标准偏差是保证拧紧预拉力准确性的关键参数,为此对大六角头高强度螺栓在施工前必须进行连接副扭矩系数复验。
第3.4.10条 和其它材料一样,高强度螺栓连接副在拧紧后也会产生预拉力的损失,为保证连接副在使用阶段达到设计预拉力,因此在施拧时应考虑预拉力损失值,即施工预拉力比设计预拉力增加10%。
第3.4.11条 在用扭矩法拧紧高强度螺栓时,影响预拉力精度的因素除扭矩系数外,就是拧紧扭矩,所以规定了施拧用的扭矩板手和校正扳手的扭矩误差。
第3.4.12条 由于连接处钢板不平整,致使先拧与后拧的高强度螺栓预拉力有很大的差别,为克服这一现象,提高拧紧预拉力的精度,使各螺栓受力均匀,因此高强度螺栓的拧紧应分为初拧和终拧。
第3.4.13条 制造厂在测定高强度螺栓连接副扭矩系数时,是在拧紧螺母时测得的,因此安装施拧时也只准在螺母上施加扭矩。
第3.4.14条 扭剪型高强度螺栓连接副其拧紧预拉力的精度是靠连接副紧固轴力保证的,为此在施工前必须进行紧固轴力检验,合格后方准使用。
第3.4.15条 与第3.4.12条相同。
第3.4.16条 螺栓群由中央顺序向外拧紧,为使高强度螺栓连接处板层能更好密贴。
第3.4.17条 高强度螺栓连接副安装在构件上如不及时拧紧,其扭矩系数会有较大的改变,所以本条规定了拧紧工作应在同一天内完成。
第五节 高强度螺栓连接副施工质合检查和验收
第3.5.1条 考虑到在进行施工质量检查时,高强度螺栓的预拉力损失大部分已经完成,故在检查扭矩计算公式中,高强度螺栓的预拉力采用设计值。
第3.5.2条、第3.5.4条 高强度螺栓施工质量的原始检查验收记录是工程竣工验收的重要技术资料,应做为评定工程质量的依据并长江委信息研究中心馆藏
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应纳入工程技术档案。
第3.5.3条 不能用专用扳手拧紧的扭剪型高强度螺栓,施拧是按大六角头高强度螺栓拧紧工艺,因此检查方法也应按大六角头高强度螺栓检查方法办理。
第六节 油 漆
第3.6.1条 为了避免腐蚀气体的侵蚀,防止高强度螺栓的延迟断裂,所以板缝应用腻子进行封闭。腻子配方由安装单位选配。
第3.6.2条 高强度螺栓连接副在工厂制造时,虽经表面防锈处理,有一定的防锈能力,但远不能满足长期使用的防锈要求,故在高强度螺栓连接处,不仅对钢板进行涂漆防锈,对高强度螺栓连接副也应进行涂漆防锈。
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第四篇:钢结构高强度螺栓连接的设计施工及验收规程JGJ82-91
中华人民共和国行业标准
钢结构高强度螺栓连接的 设计、施工及验收规程
JGJ 82—91 主编单位:湖北省建筑工程总公司 批准部门:中华人民共和国建设部
施行日期:1992年11月1日
关于发布行业标准《钢结构高强度螺栓连接 的设计、施工及验收规程》的通知
建标〔1992〕231号
各省、自治区、直辖市建委(建设厅),计划单列市建委,国务院有关部、委:
根据原国家建工总局(82)建工科字第14号文的要求,由湖北省建筑工程总公司主编的《钢结构高强度螺栓连接设计、施工及验收规程》,业经审查,现批准为行业标准,编号JGJ82—91,自一九九二年十一月一日起施行。
本标准由建设部建筑工程标准技术归口单位中国建筑科学研究院归口管理,其具体解释等工作由湖北省建筑工程总公司负责。
本标准由建设部标准定额研究所组织出版。
中华人民共和国建设部 一九九二年四月十六日
目
次
第一章
总则
第二章
连接设计
第一节
一般规定
第二节
摩擦型连接的计算
第三节
承压型连接的计算
第四节
接头设计
第五节
连接构造要求 第三章
施工及验收
第一节
高强度螺栓连接副的储运和保管
第二节
高强度螺栓连接构件的制作
第三节
高强度螺栓连接副和摩擦面的抗滑移系数检验
第四节
高强度螺栓连接副的安装
第五节
高强度螺栓连接副的施工质量检查和验收
第六节
油漆
附录一
非法定计量单位与法定计量单位换算关系 附录二
本规程用词说明 附加说明
第一章
总
则
第1.0.1条
为使在钢结构工程中,高强度螺栓连接的设计、施工做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量,制定本规程。
第1.0.2条
本规程适用于工业与民用建筑钢结构工程中高强度螺栓连接的设计、施工与验收。
第1.0.3条
高强度螺栓连接的设计、施工及验收,除按本规程的规定执行外,尚应符合《钢结构设计规范》(GBJ17)、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GBJ18)及《钢结构工程施工及验收规范》(GBJ205)的有关规定。
设计在特殊环境(如高温或腐蚀作用)中应用的高强度螺栓连接时,尚应符合现行有关专门标准的要求。
第1.0.4条
本规程采用的高强度螺栓连接副,应分别符合《钢结构用大六角头螺栓》(GB1228)、《钢结构用高强度大六角螺母型式与尺寸》(GB1229)、《钢结构用高强度垫圈型式与尺寸》(GB1230)、《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》(GB1231)或《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副形式尺寸》(GB3632)和《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副技术条件》(GB3633)的规定。
第1.0.5条
在设计图、施工图中均应注明所用高强度螺栓连接副的性能等级、规格、连接型式、预拉力、摩擦面抗滑移系数以及连接后的防锈要求。当设计中选用两种或两种以上直径的高强度螺栓时,还应注明所选定的需进行抗滑移系数检验的螺栓直径。
第1.0.6条
在高强度螺栓施拧、构件摩擦面处理及安装过程中,应遵守国家劳动保护和安全技术等有关规定。
第二章
连接设计
第一节
一般规定
第2.1.1条
本规程采用以概率理论为基础的极限状态设计方法,用分项系数的设计表达式进行计算。高强度螺栓连接应按其不同类型分别考虑
下列极限状态:
一、摩擦型连接在荷载设计值下,连接件之间产生相对滑移,作为其承载能力极限状态;
二、承压型连接在荷载设计值下,螺栓或连接件达到最大承载能力,作为其承载能力极限状态;在荷载标准值下,连接件间产生相对滑移,作为其正常使用极限状态。
第2.1.2条
高强度螺栓连接宜按构件的内力设计值进行设计。必要时(如需与构件等强度连接),也可按构件的承载力设计值进行设计。
第2.1.3条
高强度螺栓承压型连接不得用于下列各种构件连接中:
直接承受动力荷载的构件连接;
承受反复荷载作用的构件连接;
冷弯薄壁型钢构件连接。
第2.1.4条
对壁厚小于4mm的冷弯薄壁型钢,其连接摩擦面处理宜只采用清除油垢或钢丝刷清除浮锈的方法。
第2.1.5条
在同一设计项目中,所选用的高强度螺栓直径,不宜多于两种;用于冷弯薄壁型钢连接的高强度螺栓直径,不宜大于16mm。
第2.1.6条
高强度螺栓连接的环境温度高于150℃时,应采取隔热的措施予以防护。摩擦型连接的环境温度为100~150℃时,其设计承载力应降低10%。
所组成的并用连接(如梁柱刚节点中,梁翼缘与柱焊接,梁腹板与柱高强螺栓连接)并考虑其共同工作。
第2.4.2条
在不同板厚的连接处,应设置垫板,垫板两面均应作与母材相同的表面处理。当板厚差小于或等于3mm时,可参照表3.4.3所列方法处理。
第2.4.3条
在下列情况的连接中,高强度螺栓的数目应予以增加: 一、一个构件借助垫板或其他中间板件与另一构件连接的承压高强度螺栓数,应按计算增加10%;
二、搭接或用拼接板的单面连接的承压高强度螺栓数,应按计算增加10%;
三、在构件的端部连接中,当利用短角钢连接型钢(角钢或槽钢)的外伸肢以缩短连接长度时,在短角钢两肢中的一肢上,所用的高强度螺栓数,应按计算增加50%。
第2.4.4条
组合I字梁翼缘采用高强度螺栓连接时(图2.4.4),宜采用高强度螺栓摩擦型连接,并按下列公式计算:
第3.2.3条
高强度螺栓的栓孔应采用钻孔成型,孔边应无飞边、毛刺。
第3.2.4条
高强度螺栓连接处板迭上所有螺栓孔,均应采用量规检查,其通过率为:
用比孔的公称直径小1.0mm的量规检查,每组至少应通过85%;用比螺栓公称直径大0.2~0.3mm的量规检查,应全部通过。
第3.2.5条
按第3.2.4条检查时,凡量规不能通过的孔,必须经施工
图编制单位同意后,方可扩钻或补焊后重新钻孔。扩钻后的孔径不得大于原设计孔径2.0mm,补焊时,应用与母材力学性能相当的焊条补焊,严禁用钢块填塞。每组孔中经补焊重新钻孔的数量不得超过20%。处理后的孔应作出记录。
第3.2.6条
加工后的构件,在高强度螺栓连接处的钢板表面应平整、无焊接飞溅、无毛刺、无油污。其表面处理方法应与设计图中所要求的一致。
第3.2.7条
经处理后的高强度螺栓连接处摩擦面,应采取保护措施,防止沾染脏物和油污。严禁在高强度螺栓连接处摩擦面上作任何标记。
第3.2.8条
经处理后高强度螺栓连接处摩擦面的抗滑移系数应符合设计要求。
第三节
高强度螺栓连接副和摩擦面的抗滑移系数检验
第3.3.1条
高强度螺栓连接副应进行以下检验:
一、运到工地的大六角头高强度螺栓连接副应及时检验其螺栓楔负载、螺母保证载荷、螺母及垫圈硬度、连接副的扭矩系数平均值和标准偏差。检验结果应符合《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》(GB1231)规定,合格后方准使用。
二、运到工地的扭剪型高强度螺栓连接副应及时检验其螺栓楔负载、螺母保证载荷、螺母及垫圈硬度、连接副的紧固轴力平均值和变异系数。检验结果应符合《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副技术条件》(GB3633)规定,合格后方准使用。
第3.3.2条
摩擦面的抗滑移系数应按以下规定进行检验:
一、抗滑移系数检验应以钢结构制造批为单位,由制造厂和安装单位分别进行,每批三组。以单项工程每2000t为一制造批,不足2000t者视作一批,单项工程的构件摩擦面选用两种及两种以上表面处理工艺时,则每种表面处理工艺均需检验。
二、抗滑移系数检验用的试件由制造厂加工,试件与所代表的构件应为同一材质、同一摩擦面处理工艺、同批制作、使用同一性能等级、同一直径的高强度螺栓连接副,并在相同条件下同时发运。
三、抗滑移系数试件宜采用图3.3.2所示型式,试件的连接计算应符合本规程第二章规定。
四、抗滑移系数在拉力试验机上进行并测出其滑动荷载。试验时,试件的轴线应与试验机夹具中心严格对中。
五、抗滑移系数μ按下式计算:
格者,则整个节点的高强度螺栓应重新拧紧。
扭矩检查应在螺栓终拧1h以后、24h之前完成。
第3.5.2条
大六角头高强度螺栓施工质量应有下列原始检查验收记录:高强度螺栓连接副复验数据、抗滑移系数试验数据、初拧扭矩、终拧扭矩、扭矩扳手检查数据和施工质量检查验收记录等。
第3.5.3条
扭剪型高强度螺栓终拧检查,以目测尾部梅花头拧断为合格。对于不能用专用扳手拧紧的扭剪型高强度螺栓,应按大六角头高强度螺栓检查方法办理。
第3.5.4条
扭剪型高强度螺栓施工质量应有下列原始检查验收记录:高强度螺栓连接副复验数据、抗滑移系数试验数据、初拧扭矩、扭矩扳手检查数据和施工质量检查验收记录等。
第六节
油
漆
第3.6.1条
对于露天使用或接触腐蚀性气体的钢结构,在高强度螺栓拧紧检查验收合格后,连接处板缝应及时用腻子封闭。
第3.6.2条
经检查合格后的高强度螺栓连接处,应按设计要求涂漆防锈。
附录二
本规程用词说明
一、为便于在执行本规程条文时区别对待,对要求严格程度 不同的用词说明如下:
1.表示很严格,非这样作不可的用词; 正面词采用“必须”; 反面词采用“严禁”。
2.表示严格,在正常情况下均应这样作的用词: 正面词采用“应”;
反面词采用“不应”或“不得”。
3.表示允许稍有选择,在条件许可时,首先应这样作的用词:
正面词采用“宜”或“可”;
反面词采用“不宜”。
二、条文中指明必须按其他有关标准执行的写法为,“应按„执行”或“应符合„„的要求(或规定)”。非必须按所指定的标准执行的写法为,“可参照„„的要求(或规定)”。
附加说明
本规程主编单位、参加单位
主要起草人名单
主编单位:湖北省建筑工程总公司
参加单位:包头钢铁设计研究院
铁道部科学院
冶金部建筑研究总院
北京钢铁设计研究总院
主要起草人:柴
昶、吴有常、沈家骅
程季青、李国兴、肖建华
贺贤娟、李
云、罗经亩
第五篇:高强度螺栓连接检验批质量验收记录
《高强度螺栓连接检验批质量验收记录》表格示例及填写说明
【规范名称及编号】 《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001)【条文摘录】 摘录一:
6.1.2 紧固件连接工程可按相应的钢结构制作或安装工程检验批的划分原则划分为一个或若干个检验批。摘录二:
4.4 连接用紧固标准件
4.4.1 钢结构连接用高强度大六角头螺栓连接副、扭剪型高强度螺栓连接副、钢网架用高强度螺栓、普通螺栓、铆钉、自攻钉、拉铆钉、射钉、锚栓(机械型和化学试剂型)、地脚锚栓等紧固标准件及螺母、垫圈等标准配件,其品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求。高强度大六角头螺栓连接副和扭剪型高强度螺栓连接副出厂时应分别随箱带有扭矩系数和紧固轴力(预拉力)的检验报告。检查数量: 全数检查。
检验方法: 检查产品的质量合格证明文件、中文标志及检验报告等。
4.4.2 高强度大六角头螺栓连接副应按本规范附录B的规定检验其扭矩系数,其检验结果应符合本规范附录B的规定。检查数量: 见本规范附录B。检验方法: 检查复验报告。
4.4.3 扭剪型高强度螺栓连接副应按本规范附录B的规定检验预拉力,其检验结果应符合本规范附录B的规定。
检查数量: 见本规范附录B。检验方法: 检查复验报告。一般项目
4.4.4 高强度螺栓连接副,应按包装箱配套供货,包装箱上应标明批号、规格、数量及生产日期。螺栓、螺母、垫圈外观表面应涂油保护,不应出现生锈和沾染赃物,螺纹不应损伤。检查数量: 按包装箱数抽查5%,且不应少于3箱。检验方法: 观察检查。
4.4.5 对建筑结构安全等级为一级,跨度40m及以上的螺栓球节点钢网架结构,其连接高强度螺栓应进行表面硬度试验,对8.8级的高强度螺栓其硬度应为HRC21—29;10.9级高强度螺栓其硬度应为HRC32—36,且不得有裂纹或损伤。检查数量: 按规格抽查8只。
检验方法: 硬度计、10倍放大镜或磁粉探伤。6.3 高强度螺栓连接 主控项目
6.3.1 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。
检查数量: 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。6.3.2 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。
检查数量: 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。6.3.3 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。检查数量: 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。一般项目
6.3.4 高强度螺栓连接副的施拧顺序和初拧、复拧扭矩应符合设计要求和国家现行行业标准《钢结构高强度螺栓连接的设计施工及验收规程》JGJ82的规定。检查数量: 全数检查资料。
检验方法: 检查扭矩扳手标定记录和螺栓施工记录。
6.3.5 高强度螺栓连接副拧后,螺栓丝扣外露应为2-3扣,其中允许有10%的螺栓丝扣外露1扣或4扣。
检查数量: 按节点数抽查5%,且不应少于10个。检验方法: 观察检查。
6.3.6 高强度螺栓连接磨擦面应保持干燥、整洁,不应有飞边、毛刺、焊接飞溅物、焊疤、氧气铁皮、污垢等,除设计要求外磨擦面不应涂漆。检查数量: 全数检查。检验方法: 观察检查。
6.3.7 高强度螺栓应自由穿入螺栓孔。高强度螺栓孔不应采用气割扩孔,扩孔数量应征得设计同意,扩孔后的孔径不应超过1.2d(d为螺栓直径)。检查数量: 被扩螺栓孔全数检查。检验方法: 观察检查及用卡尺检查。
6.3.8 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,高强度螺栓拧入螺栓球内的螺纹长度不应小于1.0d(d为螺栓直径),连接处不应出现有间隙、松动等未拧紧情况。检查数量: 按节点数抽查5%,且不应少于10个。检验方法: 普通扳手及尺量检查。