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轻型钢结构厂房高强螺栓连接施工技术详解

一栋完整的轻型钢结构厂房钢结构螺栓施工,其钢构件是在加工厂制作完毕后运输到现场进行安装的。在现场,构件的安装方式主要包含螺栓连接以及焊接这两种。

门式钢架钢结构厂房

轻钢厂房中主要采用的连接方式为螺栓连接。其中包括梁柱连接,还有梁梁连接,以及屋檩墙檩连接,另外还有其它次构件连接,以及屋面墙面板连接等。

梁、柱、系杆高强螺栓连接节点

螺栓连接包含高强螺栓连接、普通螺栓连接、自攻螺丝连接等类型。今天重点来讲高强螺栓。高强度螺栓连接具备施工简便这一优点,其受力性能良好,还可以拆换,具有耐疲劳的特性,并且在动力荷载作用下不会出现松动的情况。

高强度螺栓的表示方法:按规定,性能等级在 8.8 级以上的螺栓称为高强度螺栓,常用的高强螺栓等级有 10.9 级、12.9 级。高强螺栓最小规格M12,常用M16~M30。设备安装和工程结构安装时,每种螺栓都有其表示方法。带螺纹的一般以大写字母“M”开头,螺母也是如此。之后依次标注螺栓直径及强度等级,例如:M20 10.9S,意思是直径为 20mm、强度等级为 10.9 级的高强度螺栓,其中“S”表示该螺栓是高强度螺栓。在钢结构施工图纸里,通常是在结构图纸中,高强螺栓有其特定的表示方式,一般是菱形的填充图案,而普通螺栓是圆形空心孔。并且在旁边会标注螺栓直径及孔径,如下所示的图中能体现出来。

高强螺栓图纸标注方式

高强螺栓图纸表示方式

高强度螺栓按外形分类:可分为大六角头和扭剪型。大六角头高强螺栓固定端是六角型,它由一个螺杆、两个垫圈以及一个螺母构成。扭剪型高强螺栓固定端是圆柱头,由一个螺杆、一个垫圈和一个螺母组成。与大六角头不同的是,扭剪型高强螺栓尾部有一段没有螺纹的梅花头。按照性能等级来划分的话:可以分为 8.8 级、10.9 级、12.9 级等。现今在我国,使用的大六角头高强度螺栓有 8.8 级和 10.9 级这两种。并且,扭剪型高强度螺栓只有 10.9 级这一种。从受力特点方面来划分:能分成摩擦型、承压型以及张拉型高强螺栓。关于它们具体的受力特点以及使用部位,这里不做详细的阐述。在钢结构图纸的结构总说明以及部分集中标注里,都会明确说明使用哪种高强螺栓。当下使用得比较多的是摩擦型高强度螺栓。

扭剪型高强度螺栓

大六角头高强度螺栓

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高强度螺栓进场复验项目

高强螺栓是一种标准件,由专业生产厂家进行生产。在出厂的时候,高强度大六角头螺栓连接副需要随箱携带扭矩系数检验报告,扭剪型高强度螺栓连接副则需要随箱携带紧固轴力(预拉力)检验报告。

高强螺栓进入施工现场后,需及时对其进行抽样复验。抽样复验的内容包括扭矩系数,或者紧固轴力,以及抗滑移系数。

紧固轴力复验:在现场高强螺栓中随机抽取 8 套连接副送至实验室进行复验,复验结果应符合规范要求。抗滑移系数复验需采用双摩擦面的二栓拼接的拉力试件,该试件与所代表的钢结构构件需为同一材质、同批制作、同工艺且同性能等级的高强度螺栓连接副,试件的具体做法可参考《钢结构工程施工质量验收标准》GB50205--2020钢结构螺栓施工,试件一共有 3 组,每组有 4 套,总共 12 套高强螺栓。抗滑移系数应不低于 0.4,若图纸中有要求则按图纸执行。

高强螺栓样品及抗滑移试件

螺距+螺母+垫片厚度可详见下表。高强螺栓连接副终拧后,螺栓会有外露丝扣。其外露丝扣应为 2 到 3 扣。同时,允许有 10%的螺栓外露丝扣为 1 扣或者 4 扣。基于此,螺栓长度需要进行严格的计算控制。大六角头高强螺栓终拧需依据复验所得的扭矩系数来计算终拧扭矩并施拧,且要在终拧 1 小时后、48 小时内进行终拧扭矩检查;扭剪型高强螺栓以拧掉尾部梅花头视为终拧合格,对于未被拧掉的需进行全数终拧扭矩检查;高强螺栓终拧应使用专用扳手,在扭矩终拧和扭矩检查时应使用同一扳手。高强螺栓的摩擦面不可以喷漆。在安装之前,应当把表面的浮锈等清除掉。在进行终拧的时候,应该从中间往四周扩散着施拧。施拧完毕之后,要及时对终拧扭矩进行检查。高强螺栓在安装的时候,应当能够自由地穿入螺栓孔,不可以随意地用气割来扩孔,若要扩孔,必须征得设计人员的同意。高强螺栓不可以重复使用,也不可以兼作安装螺栓。高强螺栓施工完成之后,应当及时进行防腐处理。

扭剪型螺栓拧断梅花头

扭剪型高强螺栓终拧

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大六角高强螺栓扭矩扳手

螺栓长度计算参考表

总结

高强螺栓连接现已成为钢结构主要连接方式之一,并且应用广泛。它是钢结构安装现场质量控制的必查工序之一。只要注意以上几点,就一定能够事半功倍。《钢结构工程施工质量验收标准》GB50205--2020 是最新版的钢结构规范,大家可以阅读学习。

最新版钢结构施工质量验收规范

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