门式刚架计算原理和设计实例--07第七章连接和密封材料(DOC 30页).docVIP

连接和密封材料 钢结构相对于钢筋混凝土结构的最大优势是施工工期较短，这意味着能节约大笔施工费用，缩短工期，提前投入生产，早日收回投资。钢结构施工之所以快是因为绝大部分结构构件都是在工厂预制，再在施工现场通过高强螺栓、镀锌螺栓或自攻螺丝等连接件拼装而成。随着钢结构的发展，对工厂的预制水平和施工速度都提出了更高的要求。相应地，连接件技术也不能滞后于钢结构的发展，这就对连接件提出了新的要求。本章主要介绍螺栓、锚栓、自攻螺丝等连接件以及钢结构中常用的密封材料。 螺栓 螺栓连接是轻钢结构现场连接的主要方式。与现场焊接的连接方式比较，螺栓连接具有施工速度快，不受施工条件、施工天气的限制等优点，且容易保证施工质量。但螺栓连接也会增加工厂制作和安装的成本。 螺栓的表示方法是采用螺栓杆强度级别,其性能等级中的小数点前的数字表示热处理后的抗拉强度,小数点及其以后数字表示其屈强比。例如，材料性能等级为8.8级的螺栓，其抗拉强度不小于，屈强比为0.8。 螺栓分为普通螺栓和高强螺栓两种。 一、普通螺栓 普通螺栓一般采用符合现行国家标准《碳素结构钢》的Q235-A级钢制作。常用的螺栓直径有12mm、14mm、16mm、18mm、20mm。普通螺栓分为A级螺栓和B级、C级螺栓。按材料性能等级可分为4.6级、4.8级、5.6级和8.8级。 C级螺栓表面不经特别加工，螺栓孔的直径一般比螺栓杆直径大1.5～2.0mm。由于螺栓杆与孔之间存在较大的空隙，当传递剪力时，连接变形较大，故工作性能较差，只宜用于不直接承受动力荷载的次要连接，或安装时的临时固定和可拆卸结构的连接等。 A级、B级螺栓螺杆直径与螺栓孔直径相同，对成孔质量要求较高，因此一般钢结构中很少采用，主要用于机械设备。 二、高强螺栓 高强螺栓一般采用45号钢、40Cr、40B或20MnTiB等钢制作，并须满足现行国家标准的相关规定。当前使用的高强螺栓等级和材料见下表（表7-1）。 表7-1 高强螺栓的等级和材料选用表 螺栓种类 螺栓等级 螺栓材料 螺 母 垫 圈 适用规格，mm 扭剪型 10.9s 20MnTiB 35号钢 10H 45号钢 HRC35~45 d=16,20,(22), 24 大六角头型 10.9s 35VB 45号钢 35号钢 15MnVTi 10H 45号钢 35号钢 HRC35~45 d=12,16,20,(22), 24,(27),30 20MnTiB d≤24 40B d≤24 8.8s 45号钢 35号钢 8H 45号钢 35号钢 HRC35~45 d≤22 35号钢 d≤16 高强螺栓有扭剪型和大六角头型两种，这两种螺栓的性能都是可靠的，在设计中可以通用，但其抗剪受力特性却有所不同。根据受力特性，高强螺栓也可分为摩擦型高强螺栓和承压型高强螺栓。 摩擦型高强螺栓通过连接板间的摩擦力来传递剪力，按板层间出现滑动作为其承载能力的极限状态。摩擦型高强螺栓适用于重要的结构和承受动力荷载的结构，以及可能出现反向内力构件的连接，其孔径比螺栓的公称直径大1.5～2.0mm。mm。 8.8级和10.9级两种，其中10.9级具有更高的受力性能，在钢结构连接中最为常用。高强度螺栓不宜重复使用，特别是10.9级的螺栓不得重复使用。 表7-2 高强度螺栓的设计预拉力 P, kN 螺栓的 性能等级 螺栓公称直径，mm M16 M20 M22 M24 M27 M30 8.8 10.9 70 100 110 155 135 190 155 225 205 290 250 355 高强螺栓所采用的钢材，在热处理后的机械性能见表7-3。 表7-3 高强螺栓的性能、等级与所采用的钢号 螺栓种类 性能 等级 所采用 的钢号 抗拉 强度 σb N/mm2 屈服 强度 σ0.2 N/mm2 伸长率 δ5 (%) 断面收缩率 φ (%) 冲击韧性值 αk J/cm2 (kgf·m/cm2) 硬度 不小于 大六角头高强螺栓 8.8 45号钢 35号钢 830～ 1030 660 12 45 78(8) HRC24～31 10.9 20MnTiB B40 35VB 1040～ 1240 940 10 42 59(6) HRC33～39 三、螺栓构造 螺栓在构件上的布置和排列，应满足受力、构造和施工要求，其中心距和端距应满足表7－4中要求。 高强螺栓的排列、布置、间距等要求，均与普通螺栓相同，但在具体布置时，应考虑使用拧紧工具