0508高强螺栓规程

呢我呢我 钢结构高强度螺栓连接技术规程 JGJ82 征求意见稿 规程 JGJ82 编制组 2005 年 10 月 1 1 1 总总 则则 1 0 1 为在钢结构高强度螺栓连接的设计 施工中做到技术先进 经济合理 安全适用 确保质量 特制定本规程 1 0 2 本规程适用于工业与民用房屋和构筑物钢结构工程中 高强度螺栓连接的设计 施工与质量验 收 1 0 3 本规程制定的主要依据是现行国家标准 钢结构设计规范 GB50017 冷弯薄壁钢结构技术规 范 GB50018 及 钢结构工程施工质量验收规范 GB50205 对特殊条件 疲劳 高温或腐蚀等 下高强度螺栓连接的设计与施工 尚应符合现行有关标准的规定 1 0 4 高强度螺栓连接的设计与施工 应结合工程实际 合理选用材料 连接型式 构造措施及施工 方法 保证连接接头在运输 安装和使用过程中满足强度和刚度要求 并符合防火 防腐要求 1 0 5 在钢结构设计文件中 应注明所用高强度螺栓连接副的性能等级 规格 连接型式 预拉力与 抗滑移系数等要求 2 2 术语 符号术语 符号 2 1 术语 2 1 1 大六角高强度螺栓连接副 heavy hex high strength bolt assembly 由一个高强度大六角头螺栓 一个高强度大六角螺母和两个高强度平垫圈组成的结构连接紧固 件 2 1 2 扭剪型高强度螺栓连接副 twist off type high strength bolt assembly 由一个扭剪型高强度螺栓 一个高强度六角螺母和一个高强度平垫圈组成的结构连接紧固件 2 1 3 摩擦面 faying surface 高强度螺栓连接件板层之间接触面 2 1 4 预拉力 紧固轴力 pretension 通过紧固高强度螺栓连接副而在螺栓杆轴方向产生的符合连接设计所要求的拉力 2 1 5 摩擦型连接 slip critical joint 通过对高强度螺栓连接副紧固所得到预拉力 紧固轴力 使连接板层贴紧并施加接触压力 利用由此产生于连接件板层之间接触面间的摩擦力来传递外力的高强度螺栓连接 2 1 6 承压型连接 shear bearing pretensioned joint 摩擦面滑移以后 连接件板层之间接触面间的摩擦力 螺栓的剪切力及连接板螺栓孔壁的承压 力共同传递外力的高强度螺栓连接 2 1 7 张拉型连接 tension pretensioned joint 利用紧固高强度螺栓连接副时产生在连接件间的压力进行传递作用于螺栓轴向力的高强度螺栓 连接 2 1 8 抗滑移系数 mean slip coefficient 高强度螺栓连接摩擦面滑移时 滑动外力与连接中法向压力 等同于螺栓预拉力 的比值 2 1 9 扭矩系数 torque pretension coefficient 高强度螺栓连接中 施加于螺栓上的紧固扭矩与其在螺栓导入的轴向预拉力 紧固轴力 之间 的比例系数 2 1 10 杠杆力 撬力 作用 prying action 由于荷载与螺栓轴心线偏离 引起连接件变形从而使螺栓轴向拉力增加 在连接接头中形成的 杠杆作用 2 1 11 栓焊并用连接 joint with combined bolts and welds under a load 考虑摩擦型高强度螺栓连接和贴角焊缝同时承担同一内力进行设计的连接型式 2 2 1 12 栓焊混用连接 connection with combined bolts and welds 在梁 柱 支撑构件的拼接及相互间的连接节点中 翼缘通过全熔透焊缝连接 腹板通过摩擦 型高强螺栓连接的连接型式 2 1 13 扭矩法 calibrated wrench pretensioning 通过控制施工扭矩值对高强度螺栓连接副进行紧固的方法 2 1 14 转角法 turn of nut pretensioning 通过控制螺母转角值对高强度螺栓连接副进行紧固的方法 2 22 2 符号符号 2 2 1 作用及作用效应 F 集中荷载 M 弯矩 N 轴心力 P 高强度螺栓的预应力 Q 杠杆力 撬力 V 剪力 2 2 2 计算指标 Ntb 单个高强度螺栓的抗拉承载力设计值 Nvb 单个高强度螺栓的抗剪承载力设计值 Ncb 单个高强度螺栓的承压承载力设计值 f 钢材的抗拉 拉压和抗弯强度设计值 ftb 高强度螺栓的抗拉强度设计值 fvb 高强度螺栓的抗剪强度设计值 fcb 高强度螺栓的承压强度设计值 正应力 剪应力 2 2 3 几何参数 A 毛载面面积 An 净载面面积 I 毛载面惯性矩 S 毛载面面积矩 a 间距 d 直径 do 孔径 e 偏心距 h 截面高度 he 角焊缝的计算厚度 hf 角焊缝的焊脚尺寸 l 长度 lw 焊缝的计算长度 lz 集中荷载在腹板计算高度边缘上的假定分布长度 2 2 4 计算系数及其它 n 高强度螺栓的数目 n1 所计算截面上高强度螺栓的数目 nv 螺栓的剪墙面数目 3 nf 高强度螺栓传力摩擦面数目 高强度螺栓连接摩擦面的抗滑移系数 集中荷载的增大系数 K 扭矩系数 3 基本规定基本规定 3 13 1 一般规定一般规定 3 1 1 高强度螺栓连接设计采用概率论为基础的极限状态设计方法 用分项系数设计表达式进行计 算 不同连接类型的极限状态定义如下 1 摩擦型连接 在荷载设计值下 连接件之间产生相对滑移 作为其承载力极限状态 2 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 3 张拉型连接 在荷载设计值下 螺栓或连接件达到设计强度 作为其承载能力极限状态 4 当需要进行连接的疲劳计算时 则采用容许应力设计准则 3 1 2 高强度螺栓承压型连接不宜用于下列各种构件连接中 1 直接承受动力荷载的构件连接 2 承受反复荷载作用的构件连接 3 冷弯薄壁型钢构件连接 3 1 3 高强度螺栓的连接接头设计应符合选型合理 受力可靠 施工方便等要求 一般宜选用全栓 连接的接头 或翼缘焊接 腹板高强度螺栓摩擦型连接的栓 焊接头 拉杆 吊柱等受拉连接可采用 法兰接头 在同一受拉接头中 不应选用由高强度螺栓与普通螺栓混用的接头 3 1 4 框架结构中 梁与柱的刚性连接接头应符合受力过程中梁柱间交角不变的假定 并有充分强 度承受和传递接头内所有最不利内力 对端板连接接头等半刚性连接的设计应考虑连接变形引起的附 加撬力与变形内力增大的影响 3 1 5 高强度螺栓连接的构造应符合下述要求 1 高强度螺栓孔应采用钻孔 孔径可按表 3 1 5 1 采用 采用大圆孔 短槽孔 长槽孔连接的螺 栓孔 其芯板仍按标准园孔制孔 仅盖板按相应的扩大孔型制孔 表表 3 1 5 13 1 5 1 高强度螺栓连接的孔径匹配高强度螺栓连接的孔径匹配 mm mm 螺栓公称直径 M12M16M20M22M24M27M30 标准圆孔直径 13 517 5222426 3033 大圆孔直径 16202428303538 短向 13 517 5222426 3033 短槽孔长度 长向 17 5222729323640 短向 13 517 5222426 3033 孔 型 长槽孔长度 长向 32405055606775 2 高强度螺栓的孔径和边距应按表 3 1 5 2 的规定采用 表表 3 1 5 23 1 5 2 高强度螺栓的孔距和边距值高强度螺栓的孔距和边距值 名 称位 置 和 方 向最大容许距离 取两者的较小值 最小容许距离 外排 垂直内力方向或顺内力方向 8d0或 12t 中 心 间中垂直内力方向16d0或 24t 3d0 4 构件受压力12d0或 18t间 排 顺内力方向 构件受拉力16d0或 24t 距 沿对角线方向 顺力方向2d0 切割边或自动手工气割边 中心至构件 边缘距离 轧制边 自动气割边或锯割边 4d0或 8t 1 5d0 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 可按中间排的数值采用 3 设计布置螺栓时 应考虑专用施工工具的可操作空间要求 表 3 1 5 3 其最小尺寸见表 3 1 5 3 当不能满足表 3 1 5 3 中要求时 可采用长套筒头部直径一般为螺母对角线加 10mm 但值b 需要有足够的长度 表表 3 1 5 33 1 5 3 可操作空间尺寸可操作空间尺寸 最小尺寸 mm 扳手种类 ab 示意图 手动定扭矩扳手 45140 c 扭剪型电动扳手 65530 c 大六角电动扳手 60 3 1 6 高强度螺栓连接的温度环境温度高于 150 时 应采取隔热的措施予以保护 当构件以防火涂 料进行耐火设防时 其高强度连接处防火措施应不低于构件的耐火能力 摩擦型连接的环境温度为 100 150 时 其承载力应按降低 10 考虑 3 1 7 高强度螺栓连接处应按设计要求涂装 补漆 防锈 对露天或腐蚀介质环境的接头尚应拧紧验 收后 及时将板缝用防腐油膏等嵌缝封闭 3 23 2 材料与设计指标材料与设计指标 3 2 1 高强度螺栓宜采用大六角高强度螺栓 性能等级 8 8 级和 10 9 级 或扭剪型高强度螺栓 性能 等级 10 9 级 其材质 性能应分别符合现行国家标准 钢结构用大六角头螺栓 GB T1228 钢结 构用高强度螺栓垫圈形式与尺寸 GB T1229 钢结构用高强度螺栓大六角头螺栓 大六角螺母 垫 圈技术条件 GB T1231 或 钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副形式尺寸 GB T3632 和 钢结构用 扭剪型高强度螺栓连接副技术条件 GB T3633 的规定 3 2 2 空间网格结构张拉型连接中的高强度螺栓宜采用的 10 9 级 M12 M36 或 9 8 级 M39 M64 高强度螺栓 其材质 性能应符合现行国家标准 钢网架螺栓球节点用高强度螺栓 GB T16939 的要求 3 2 3 高强度螺栓的强度设计值应按表 3 2 3 采用 表表 3 2 33 2 3 高强度螺栓连接的强度设计值 高强度螺栓连接的强度设计值 N mmN mm2 2 螺栓的性能等级 构件钢材 的牌号和连接类型 抗拉强度 b t f抗剪强度 b v f承压强度 b c f 承压型连接高强度螺栓8 8 级400250 5 10 9 级500310 Q235 钢 470 Q345 钢 590 Q390 钢 615 连接处构件 Q420 钢 655 9 8 级 385 张拉型连接高强度螺栓 10 9 级500 430 注 适用于空间网格结构的 M39 M64 大直径高强度螺栓 括号内的数据用于空间网格结构的 M12 M36 高强度螺栓 3 2 4 高强度螺栓摩擦面抗滑移系数 的取值应符合表 3 2 4 中的数值 表表 3 2 4 摩擦面的抗滑移系数摩擦面的抗滑移系数 构件的编号 连接处构件接触面的处理方法 Q235 钢Q345 钢Q390 钢Q420 钢 喷砂 丸 0 45 0 50 0 50 喷砂 丸 后生赤锈 0 45 0 50 0 50 普通 钢结 构钢丝刷清除浮锈或未经处理的干静轧制表面 0 30 0 35 0 40 喷砂 丸 0 40 0 45 热轧钢材轧制表面清除浮锈 0 30 0 35 冷弯 薄壁 型钢 结构 冷轧钢材轧制表面清除浮锈 0 25 注 除锈方向应与受力方向垂直 当连接构件采用不同钢号时 值应按相应的较低值取用 4 4 连连 接接 设设 计计 4 4 1 1 摩擦型连接摩擦型连接 4 1 1 抗剪连接中 每个高强度螺栓的承载力设计值 N 应按下式计算 b v 4 1 1 1 b v12f Nk k nP 式中 个高强度螺栓的承载力设计值 b v N 系数 在冷弯薄壁型钢构件连接中 当最小板厚 t 6mm 时取 0 8 其他情况取 0 9 1 k 孔型系数 标准孔取 1 0 大圆孔或短槽孔取 0 85 荷载与长槽孔垂直时取 0 7 荷载 2 k 与长槽孔平行时取 0 6 传力摩擦面数目 f n 摩擦面的抗滑移系数 按表 3 1 5 采用 6 每个高强度螺栓的予拉力 应按表 4 1 1 采用 P 表表 4 1 14 1 1 一个高强度螺栓的预拉力一个高强度螺栓的预拉力 P P kN kN 螺栓公称直径 mm 螺栓的性能 等 级M12M14M16M20M22M24M27M30 8 8 级456080125150175230280 10 9 级5575100155190225290355 4 1 2 在螺栓杆轴方向受拉的连接中 每个高强度螺栓的受拉承载力设计值 N 应按下式计算 b t 4 1 1 2 0 8 b t P 4 1 3 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 其受剪承载力设计值应按下式 计算 4 1 1 3 vt bb vt NN NN 式中 某个高强度螺栓所承受的剪力和拉力 v N t N 一个高强度螺栓的受剪 受拉承载力设计值 b v N b t N 4 1 4 轴向受力构件高强度螺栓摩擦型连接处的强度应按下式计算 4 1 1 4 n N f A 4 1 1 5 N f A 式中 轴向拉力或轴心压力 N 折算轴力 对普通钢结构构件为 N 1 1 0 5 n N n 对冷弯薄壁型钢结构构件为 1 1 0 4 n N n 构件净截面面积 n A 构件毛截面面积 A 所计算截面 连接最外侧螺栓处 上高强度螺栓数 1 n 在节点或拼接处 构件一端连接的高强度螺栓数 n 构件钢材抗拉或抗压强度设计值 f 7 4 1 5 带涂层摩擦面高强度螺栓连接的抗剪承载力设计值按式 4 1 1 1 计算 其中涂层摩擦面的抗滑 移系数按表 4 1 5 采用 考虑涂层对螺栓预拉力松弛的影响 螺栓承载力设计值乘以折减系数 0 95 表表 4 1 5 涂层摩擦面的抗滑移系数涂层摩擦面的抗滑移系数 涂层类型钢材表面处理要 求 涂层厚度 m 抗滑移系数 无机富锌漆 Sa 1 2 2 60 80 0 40 有机富锌漆 环氧富锌漆 Sa 1 22 60 80 0 35 锌加底漆 ZINGA Sa 1 22 80 120 0 50 防滑防锈硅酸锌漆 Sa 1 22 80 120 0 45 4 1 6 在构件连接接头的一端 当螺栓受力方向的连接长度大于 15时 螺栓承载力设计值乘以折 1 l 0 d 减 当大于 60时 折减系数为 0 7 为孔径 1 0 1 1 150 l d 1 l 0 d 0 d 4 4 2 2 承压型连接承压型连接 4 2 1 高强度螺栓的承压型连接除可不作连接部位的摩擦面处理要求外 其构造 选材与施加予拉力 等要求均与摩擦型连接相同 4 2 2 在受剪承压型连接中 每个高强度螺栓的抗剪承载力 应下式取受剪或承压承载力设计值中 的较小者 1 受剪承载力设计值 4 2 2 1 2 bb vv 4 d Nnf 2 承压承载力设计值 4 2 2 2 bb cc Ndt f A 式中 受剪面数目 v n 螺栓杆直径 在式 4 2 2 1 中 当剪切面在螺纹处时 应以螺纹有效直径代替 d e dd 设计中宜避免螺纹深入到剪切面 在不同受力方向中一个受力方向承压构件总厚度的较小值 t 8 螺栓的抗剪和母材承压强度设计值应按表 3 2 3 采用 b v f b c f 4 2 3 承压型连接承受螺栓杆轴方向的外拉力时 每个高强度螺栓的承载力设计值 N 应按下式计 b t 算 4 2 3 2 bb e tt 4 d Nnf 式中 螺栓在螺纹处的有效直径 e d 螺栓的抗拉强度设计值 b t f 4 2 4 承压型连接同时承受剪力和杆轴方向拉力时 一个高强度螺栓所承受的外力应满足下列公式要 求 1 4 2 4 1 22 vt bb vt NN NN 1 2 4 2 4 2 v N b c N 式中 一个高强度螺栓的受剪 受拉和承压承载力设计值 b c N 4 4 3 3 张拉型连接张拉型连接 4 3 1 张拉型高强度螺栓连接一般为大直径螺栓用于空间网格结构的螺栓球节点连接或用于大型柱 脚的锚栓连接 其构造与组成如下 1 空间网格结构球节点连接 节点由高强螺栓 钢球 销子 或螺钉 套筒和锥头或封板 等零件组成 图 4 3 1 1 适用于连接钢管杆件 螺栓的形式与尺寸应符合现行国家标准 钢网架 螺栓球节点用高强度螺栓 GB T 16939 的要求 1 封板 2 锥头 3 销子 4 套筒 5 螺栓 6 钢球 图 4 3 1 1 螺栓球节点 9 2 高强度锚栓连接构造如图 4 3 1 2 所示 有螺栓与上 下锚板 密封波纹套管 灌浆接口 保护架等组成 图 4 3 1 2 高强度锚栓的构造 4 3 2 高强度螺栓的强度等级应按螺纹规格分别选用 对于 M12 M36 的高强度螺栓 其强度等级宜 为 10 9S 级 对于 M39 M64 的高强度螺栓 其强度等级为 9 8S 级 每个高强度螺栓的受拉承载力设计值应按下式计算 b t N 4 3 2 b t N eff A b t f 式中 高强度螺栓的拉力设计值 N b t N 高强度螺栓经热处理后的抗拉强度设计值 见表 3 2 3 b t f 高强度螺栓的有效截面面积 mm2 可按表 4 3 2 选取 当螺栓上钻有钻孔或键槽时 eff A 应取螺纹处或钻孔键槽处二者中的较小值 eff A 表表 4 3 24 3 2 常用螺栓在螺纹处的有效截面面积常用螺栓在螺纹处的有效截面面积 eff A 10 螺纹规格 d M12M14M16M18M20M22M24M27M30M33M36 mm2 eff A 84 3115157192245303353459561694817 螺纹规格 d M39M42M45M48M52M56M60M64 mm2 eff A 9761121130614731758214424852851 4 3 3 当张拉型连接中 杆件可能变号受压市的连接螺栓 可按其设计内力绝对值求得螺栓直径后 按照表 4 3 2 的螺栓直径系列减少 1 3 个级差 进行校核 同时必须保证套筒任何截面具有足够的抗 压强度 套筒应按承压进行计算 并验算其开槽处和端部有效界面的承压力 4 44 4 疲劳验算疲劳验算 4 4 1 直接承受动力荷载重复作用的高强度螺栓连接 当应力变化的循环次数 n 等于或大于 5 104次 时 应进行疲劳计算 4 4 2 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 但其连接处开孔主体金属 应按 现行 钢结构设计规范 GB50017 中有关规定进行疲劳计算 4 4 3 抗拉为主的高强度螺栓连接在动力荷载重复作用下 当荷载和杠杆力引起螺栓轴向拉应力超 过螺栓抗拉强度 30 时 应考虑疲劳影响 4 4 4 栓焊并用连接在动力荷载重复作用下 应按现行 钢结构设计规范 GB50017 中有关规定对焊 缝进行疲劳验算 4 4 5 5 构造要求构造要求 4 5 1 每一杆件连接接头的一端 高强度螺栓数不宜少于 2 个 4 5 2 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 型钢斜面斜度大于 1 20 时 在 斜面上应采用斜垫板找平 4 5 3 高强度螺栓连接中构件接触面的处理方法 及所要求的抗滑移系数值 应满足钢结构设计文件 中规定的要求 4 5 4 高强度螺栓连接构件接触面 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 应按设计要求涂刷防腐与防火涂料 螺栓及连接处周边用涂料封闭 4 5 5 高强度螺栓连接的构件接触面 不应有电焊 气割溅点 毛刺飞边 尘土及油漆等不洁物质 5 5 接头设计接头设计 5 15 1 拼接接头拼接接头 5 1 1 高强度螺栓连接的拼接接头一般用于构件或杆件的现场全截面拼接 其构造为加拼板的全栓拼 接 拼接接头一般按等强原则设计 也可根据使用要求按接头处最大内力设计 5 1 2 H 型钢梁全截面拼接接头的计算假定如下 1 当梁翼缘采用高强度螺栓拼接时 翼缘拼接板及其两侧的高强度螺栓 即翼缘拼接的净截面面 积不小于翼缘的净截面面积 高强度螺栓应能承受按翼缘净截面面积计算的轴向力 2 腹板拼接板及每侧的高强度螺栓 按拼接处的弯矩和剪力设计值计算 即腹板拼接板及每侧的 高强度螺栓承受拼接截面的全部剪力及按刚度分配到腹板上的弯矩 当内力较小时 其拼接强度不应 低于原截面抗弯承载力的 50 11 3 当梁翼缘采用高强度螺栓拼接时 腹板拼接螺栓的受力应符合截面中的应力分布 即腹板角点 上的螺栓在弯矩作用下所产生的水平剪力值应与翼缘螺栓水平剪力值成线性关系 4 计算腹板拼材时 假定腹板按净截面承受全部剪力 5 翼缘拼板为单面拼板或双面拼板中有填板 拼接螺栓的强度应乘以 0 9 的折减系数 6 当梁为抗震构件时 应验算工地拼接点包括地震作用在内的组合所得的弯矩 此弯矩应小于按 梁净截面面积计算的弯曲承载力的 0 83 倍 5 1 3 H 型钢梁全截面拼接接头的计算公式与方法 1 梁翼缘用螺栓拼接的计算 1 梁上 下翼缘的拼接 按等强度原则进行 取公式 5 1 3 1 和 5 1 3 2 中较小值 5 1 3 1 b fnf1v 0 5NA fn N 5 1 3 2 ff NA f 式中 分别为一个翼缘的净截面面积和毛截面面积 nf A f A 考虑摩擦型高强度螺栓的孔前传力 b 1v 0 5n N 翼缘连接一列的螺栓数 1 n 2 连接一侧所需的螺栓螺栓数按公式 5 1 3 3 计算 5 1 3 3 b fv nNN 3 上下翼缘上下侧拼接板的板宽和板厚 应使其净截面面积各不小于翼缘净截面面积的一半为 原则 2 梁腹板用螺栓拼接的计算 图 5 1 3 1 根据梁截面尺寸合理布置的螺栓群 拼接板一侧的螺栓群中心在弯矩 包括栓群中心剪力M 对拼接截面的附加偏心弯矩 和剪力作用下 角点处螺栓所受的剪力应满足公式 5 1 3 4 要求 VeV 5 1 3 4 22 VMM 1y1y1x NNN b v N 式中 腹板在弯矩作用下高强度螺栓所承受的最大水平剪力 按公式 5 1 3 5 计算 当翼 1x M N 缘采用摩擦型高强度螺栓拼接时 角点处螺栓尚应满足公式 5 1 3 6 的要求 5 1 3 5 wx1 1x 22 M ii MIIy N xy 5 1 3 6 1x M N b v1b N hh 腹板在弯矩作用下高强度螺栓所承受的最大竖向剪力 按公式 5 1 3 7 计算 1y M N 5 1 3 7 wx1 1y 22 M ii MIIx N xy 腹板在剪力作用下每个高强度螺栓所承受的竖向剪力 按公式 5 1 3 8 计算 1y V N 12 5 1 3 8 1y V V N mn 分别为梁腹板拼接一侧螺栓的行 列数 mn 分别为梁腹板和全截面的惯性矩 对轧制 H 型钢 腹板计算高度去至弧角的上下边缘 w I x I 点 图 5 1 3 梁的高强度螺栓拼接及受力 2 腹板拼接板厚度取下列公式 5 1 3 9 12 的较小值 s t 按抗弯要求计算时 按公式 5 1 3 9 确定 5 1 3 9 b s 32 s3 4 122 M Mh t hnydf 按抗剪要求计算时 按公式 5 1 3 10 确定 5 1 3 10 s sv V 22 V t hm df 按螺栓间距构造确定时 按公式 5 1 3 11 计算 s 5 1 3 11 s s t 12s 按拼接板截面面积不宜小于腹板截面面积的构造要求确定时 按公式 5 1 3 12 计算 5 1 3 12 ww s w 2 22 A hm dt t hm d 5 1 4 H 型钢柱与支撑的拼接计算 5 1 3 条的计算公式 但腹板的拼接应按等强原则计算螺栓与拼材 5 1 5 梁 柱 支撑按地震组合内力进行设计计算时 其全截面拼接接头的极限承载力应满足 建筑 抗震设计规范 中第 8 2 8 条的要求 5 1 6 构造要求 13 1 拼接板应采用与母材性能相同的钢材 在同类拼接节点中应采用同一性能等级及同一直径的同 种高强度螺栓 同一工程中的同类拼接接头设计 应尽量标准化与通用化 2 构件采用栓接拼接时 拼材宜采用钢板 型钢斜面处应加斜垫板 3 翼缘拼接板的设置 原则上应采用上下双层拼接 当构造上确有困难时 应可采用单面拼接 同时在计算中计如偏心折减影响 腹板的拼接连接板 一般应在腹板两侧成对配置 即采用双剪连接 4 单侧拼接板的净截面面积 不应小于被拼接翼缘或腹板的净截面面积 腹板拼接板的净截面面 积不应小于梁 柱腹板的净截面面积 同时 翼缘和腹板拼接连接板的净截面面积抵抗矩不应小于梁 全截面的净截面抵抗矩 5 拼缝一侧的腹板拼接螺栓应尽量按单排布置 当双排布置并构件截面较高时 靠近中和轴区的 螺栓可采用较大的栓距 5 2端板连接接头 5 2 1 端板连接为梁柱端头焊以端板 再以高强度螺栓连接组成的接头 5 2 2 端板接头构造有外伸式 图 2 2 2a 齐平式 图 5 2 2b 两类 5 2 3 端板接头的构造应符合以下要求 1 接头连接宜采用摩擦型高强度连接 2 端板的厚度应不小于 16mm 并不宜小于连接螺栓的直径 p t 3 螺栓的布置应紧凑 螺栓至板件边缘的距离在满足螺栓施柠条件下应尽量采用最小间距 图a 5 2 2a 所示的外伸式构造中 应满足 且 0 25的要求 同时 受拉翼缘对应的受拉螺栓应caca 不少于 4 个 其中心应与翼缘中心相一致 端板螺栓最大间距不应大于 400mm 图 5 2 2 端板接头构造 14 4 端板直接与柱翼缘连接而柱翼缘厚度小于端板厚度时 相连的柱翼缘部分宜采用局部变厚板 厚度与端板相同 当端板外伸时 宜采用短加劲肋 5 梁柱的翼缘与端板的焊缝应为熔透焊缝 质量等级不低于二级 5 2 4 外伸式端板接头或 T 型接头 当不考虑杠杆力 撬力 影响时 其连接计算应符合以下规定 1 受拉螺栓计算 外伸式端板对称于梁受拉翼缘的两排螺栓为受拉螺栓 每个受拉螺栓的最大拉力按公式 tp N 5 2 4 1 计算 5 2 4 1 tp tt MN N n hn b t 0 8NP 式中 端板连接处的最不利组合的弯矩与轴拉力 轴力为压力时不考虑 MN 对称布置于受拉翼缘侧的两排螺栓的总数 如图示 4 t n t n 抗弯力臂 为梁或柱翼缘中心线间的距离 t h 当两排受拉螺栓强度不能满足公式 5 2 4 2 1 要求时 可计入布置于受拉区的第三排螺栓 共同工作 最大受拉螺栓的拉力按公式 5 2 4 2 计算 tp N 5 2 4 2 tp 2 0 tta t MN N n a hnn h b t 0 8NP 式中 第三排受拉螺栓的数量 a n 第三排螺栓中心至受压翼缘中心的距离 0 a 2 抗剪螺栓计算 除抗拉螺栓外 端板上其余螺栓均为抗剪螺栓 每个螺栓抗剪强度按公式 5 2 4 3 计算 5 2 4 3 v v V N n b t 0 9NP 式中 端板连接处不利组合中的剪力 V 抗剪螺栓总数 v n 3 端板的厚度可按式 5 2 4 4 计算 端板受压边缘的承压外伸尺寸按式 5 2 4 5 计算确c 定 5 2 4 4 p t b t 6aN bf 5 2 4 5 c t 2 M bfh 15 5 2 5 外伸式端板接头或 T 型接头 当考虑杠杆力 撬力 影响时 其连接计算应符合以下规定 1 端板厚度按公式 5 2 5 1 计算 c t 5 2 5 1 b t2 c 6 N e t bf 式中 端板计算厚度 c t 端板宽度 b 分别为螺栓中心到端板边缘 翼缘板距离 1 e 2 e 杠杆力 撬力 影响系数 当不考虑杠杆力 撬力 影响时 1 0 当考虑杠杆力 撬力 作 用时 按公式 5 2 6 2 计算 5 2 5 2 1 端板截面系数 按公式 5 2 5 3 确定 5 2 5 3 b d02 1 系数 当时 取 1 0 0 1 当时 且满足 0 1 1 1 0 1 式中 1 1 t b t N N 1 2 e e 最外排一个高强度螺栓所受的最大拉力 t N 2 受最大拉力的一个高强度螺栓的抗拉强度应满足公式 5 2 6 4 的要求 5 2 5 4 b tt NQN 式中 杠杆力 撬力 按公式 5 2 5 5 计算 Q 5 2 5 5 2 c p b t t t NQ 5 2 5 6 0 1 1 2 p c b t t t t N N 5 2 6 齐平式端板接头的端板与螺栓可按公式 5 2 6 1 4 计算 1 螺栓计算 图 5 2 3 外伸端板连接 16 最外排一个受拉螺栓的最大拉力可按式 5 2 6 1 计算 t1 N 5 2 6 1 1 t1 2 i MyN N myn b t 0 8NP 所有螺栓抗剪总承载力可按式 5 2 5 2 计算 b v N 5 2 6 2 b vti 0 91 25NnPN V 式中 栓群中心一侧受拉螺栓的总拉力 可按式 5 2 6 1 分别求得后叠加 ti N ti N 2 端板厚度可按表 5 2 6 中的公式 5 2 6 3 4 计算确定 p t 表 5 2 6 齐平式端板连接的端板厚度计算 板 区板区号计 算 公 式简 图 两相连邻边支 承板区 1 5 2 6 p t fwt1 wffw 12 4 e e N e beeef 3 中间板区2 5 2 6 p t wt1 w 3 0 5 e N aef 4 5 5 3 3法法兰兰连连接接接接头头 5 3 1 法兰接头为管截面杆件端头焊以端板 法兰板 再以高强度螺栓连接组成的接头 一 般用于轴向力的园 方 管杆件的现场连接 5 3 2 圆管无肋法兰接头 图 5 3 2 的法兰板厚度按公式 5 3 2 1 2 计算 17 图 5 3 2 螺栓连接圆管法兰接头 1 法兰板厚度 5 3 2 1 p t i 2N fC 式中 系数 按 0 9 取值 法兰板钢材的强度设计值 f 参数 可按式 5 3 2 2 计算 也可按图 5 3 2 查得 C 5 3 2 2 C 2 331 1 1 4 2 kkk k 系数 1 k 2 1 3 ln r k r 系数 2 r 2 2 i d rb 系数 及 3 r 3 k 3 2 ii dt r 31 2kk 图 5 3 2 参数 C 的曲线 5 3 3 圆管无肋法兰接头 图 5 3 2 的螺栓数量按公式 5 3 3 计算 18 5 3 3 1 n i b t3312 11 1 ln N Nffr r 式中 系数 1 r 1 2 i d rb 5 4 栓焊混用连接接头栓焊混用连接接头 5 4 1 当结构处于非抗震设防区时 应按内力设计值进行弹性设计 当结构处于抗震设防区时 除进 行弹性设计外 还应进行极限承载力验算 抗震设防的结构 当风荷载起控制作用时 仍应满足抗震 设防的构造要求 5 4 2 梁与柱间栓焊接头弹性设计时 弯矩和轴向力由翼缘和腹板共同承担 剪力由腹板承担 高强 螺栓的受剪承载力应符合下式 5 4 2 1 2 的要求 5 4 2 1 b V NN 1 5 4 2 2 Vww b V fthNn 5 0 式中 受力最大的一个高强螺栓所承受的剪力设计值 按公式 5 4 2 3 计算 1 N 5 4 2 3 2 11 2 111 M N NM V V NNNNN 在剪力作用下单个高强螺栓所承受的沿剪力方向的剪力设计值 V N1 5 4 2 4 nVN V 1 在弯矩作用下受力最大的一个高强螺栓所承受的沿剪力方向的剪力设计值 M V N1 5 4 2 5 22 1 1 ii WM V yx xM N 梁腹板所分担的弯矩设计值 W M 5 4 2 6 M I I M W W 梁腹板的惯性矩 w I 在构件轴力作用下单个高强螺栓所承受的沿轴力方向的剪力设计值 N N1 5 4 2 7 n N N WN 1 梁腹板所分担的轴力设计值 W N 19 5 4 2 8 N A A N W W 梁腹板的截面积 W A www thA 梁腹板的高度和厚度 w h w t 在弯矩作用下受力最大的一个高强螺栓所承受的沿轴力方向的剪力设计值 M N N1 5 4 2 9 22 1 1 ii WM N yx yM N 腹板钢材的抗剪强度设计值 V f 5 4 3 梁 柱构件拼接的栓焊接头极限承载力验算时 高强螺栓应符合下列要求 5 4 3 1 2 2 b Mu b u NnVN 式中 腹板拼接中弯矩引起的一个螺栓的最大剪力 b M N 腹板拼接一侧的螺栓数目n 一个高强螺栓连接的极限承载力 取一个高强螺栓的极限受剪承载力和对应的 b u N b Vu N 板件极限承载压力的较小者 b cu N 5 4 3 2 b u b ef b Vu fAnN 58 0 5 4 3 3 b cu b cu ftdN 梁腹板连接的极限受剪承载力 当不进行抗震验算时 按公式 5 4 3 4 计算 其 u V 余按公式 5 4 3 4 5 4 3 6 计算后 取其较小者 5 4 3 4 aywwu fthV 58 0 5 4 3 5 npu lMV 23 1 5 4 3 6 b uu NnV 梁 梁贯通时为柱 的全塑性受弯承载力 p M 梁的净跨 梁贯通时取该楼层柱的净高 n l 钢材屈服强度 ay f 螺栓处的有效截面面积 b e A 20 螺栓钢材的抗拉强度最小值 b u f 同一受力方向的钢板厚度之和t 螺栓连接板的极限承压强度 取 b cu f u f5 1 5 4 4 支撑与框架的连接及支撑拼接采用栓焊接头的弹性设计要求同 5 4 1 条 支撑与框架的连接及 支撑拼接采用栓焊接头的极限承载力验算时 高强螺栓应符合下式要求 5 4 4 aywn b u fANn 2 1 式中 支撑腹板拼接一侧的螺栓数目n 支撑腹板的截面净面积 wn A 5 4 5 处于抗震设防区的结构 当梁翼缘的塑性截面模量小于梁全截面塑性截面模量的 70 时 梁 腹板与柱的连接螺栓不得少于二列 当计算仅需一列时 仍应布置二列 且此时螺栓总数不得小于计 算值的 1 5 倍 5 4 6 栓焊混用接头连接构造应符合图 5 4 6 的要求 5 5 栓焊并用连接 5 5 1 栓焊并用连接是指在一个连接节点中 摩擦型高强度螺栓连接和角焊缝焊接连接并用 且承受 同一剪切荷载作用 5 5 2 当栓焊并用连接应用在加固改造设计时 摩擦型高强度螺栓连接和角焊缝焊接连接应分别承担 加固焊接补强前的荷载和加固焊接补强后所增加的荷载 当加固焊接补强前的荷载小于摩擦型高强度 螺栓连接承载力设计值 25 时 可按本规程第 5 5 3 条进行连接设计 5 5 3 栓焊并用连接的施工的顺序宜为先高强度螺栓紧固 后实施焊接 焊缝形式应为贴角焊缝 栓 焊并用连接的形式按焊缝的位置分为三种 其抗剪承载力设计值分别为 1 高强度螺栓与侧焊缝并用连接 Nv 焊缝抗剪设计承载力 0 75 节点抗滑移设计承载力 2 高强度螺栓与端焊缝并用连接 Nv 焊缝抗剪设计承载力 0 25 节点抗滑移设计承载力 3 高强度螺栓与侧焊缝及端焊缝并用连接 Nv 0 85 侧焊缝抗剪设计承载力 端焊缝抗剪设计承载力 0 25 节点抗滑移设计承载力 5 5 4 栓焊并用连接设计计算中 高强度螺栓节点抗滑移设计承载力和焊缝抗剪设计承载力分别按 钢结构设计规范 GB50017 和 冷弯薄壁钢结构技术规范 GB50018 的规定计算 5 5 5 当栓焊并用连接采用先栓后焊的施工工序时 宜在焊接 24H 后对离焊缝 100mm 范围内的高强 度螺栓补拧 补拧扭矩应为施工终拧扭矩值 21 5 5 6 栓焊并用连接节点构造应符合图 5 5 5 的规定 6 6 施工施工 6 16 1 高强度螺栓连接副的储运和保管高强度螺栓连接副的储运和保管 6 1 1 大六角头高强度螺栓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 6 1 1 规定 表表 6 1 16 1 1 大六角头高强度螺栓连接副组合大六角头高强度螺栓连接副组合 螺 栓 螺 母 垫 圈 10 9S 10H HRC35 45 8 8S 8H HRC35 45 6 1 2 扭剪型高强度螺栓连接副由一个扭剪型螺栓 一个螺母和一个垫圈组成 使用组合应按表 6 1 2 规定 表表 6 1 26 1 2 扭剪型高强度螺栓连接副组合扭剪型高强度螺栓连接副组合 螺 栓 螺 母 垫 圈 10 9S 10H HRC35 45 6 1 3 高强度螺栓连接副 应由螺栓制造厂按包装箱配套供货 出厂时必须随箱带有出厂质量保证书 含扭矩系数或紧固轴力的检验报告 高强度螺栓连接副应在同批内配套使用 6 1 4 高强度螺栓连接副在运输 保管过程中 应轻装 轻卸 防止损伤螺纹和散包 并应有防雨和 防潮措施 高强度螺栓连接副应成箱室内存放 包装箱码放底层应架空并应有防潮措施 高强度螺栓 连接副在安装使用前严禁任意开箱 防止混批 6 1 5 高强度螺栓连接副的保管时间不应超过 6 个月 当由于停工 缓建等原因 保管时间超过 6 个 月时 若再次使用必须按要求进行扭矩系数或紧固轴力试验 检验合格后使用 6 26 2 高强度螺栓连接件的制作高强度螺栓连接件的制作 22 6 2 1 高强度螺栓连接构件的栓孔孔径应与设计选用的螺栓直径相匹配 螺栓孔的允许偏差应符合表 6 2 1 的规定 表表 6 2 16 2 1 高强度螺栓连接制孔允许偏差高强度螺栓连接制孔允许偏差 mm 螺栓公称直径 M12M16M20M22M24M27M30 直径 13 517 52224263033 标准圆孔 允许偏差 0 43 0 0 43 0 0 52 0 0 52 0 0 84 0 0 84 0 0 84 0 直径 16202527 5303437 5 大圆孔 允许偏差 0 43 0 0 52 0 0 84 0 0 84 0 0 84 0 0 84 0 0 84 0 短向 mm 13 517 52224262932 长 度 长向 32405055606775 短向 mm 0 43 0 0 43 0 0 52 0 0 84 0 0 84 0 0 84 0 0 84 0 孔型 槽孔 允许偏 差 长向 0 84 0 0 84 0 1 00 0 1 00 0 1 00 0 1 00 0 1 00 0 圆度1 001 50 垂直度0 03t 且 2 00 t 为连接板厚度 6 2 2 采用大圆孔 槽孔连接的螺栓孔 其芯板仍按标准孔制孔 仅盖板按相应的孔型制孔 6 2 3 高强度螺栓连接构件孔距的允许偏差应符合表 6 2 3 的规定 表表 6 2 36 2 3 高强度螺栓连接构件孔距允许偏差 高强度螺栓连接构件孔距允许偏差 mmmm 孔距范围 500 501 12001201 3000 3000 同组内任意两孔间距离 1 0 1 5 相邻两组的端孔间距离 1 5 2 0 2 5 3 0 注 1 在节点中连接板与一根杆件相连的所有螺栓孔为一组 2 对接接头在拼接板一侧的螺栓孔为一组 3 在两相邻节点或接头间的螺栓孔为一组 但不包括上述两款所规定的孔 4 受弯构件翼缘上的孔 每米长度范围内的螺栓孔为一组 6 2 4 高强度螺栓连接处的钢板表面平整 无焊接飞溅 无毛刺 油污 连接面处理方法应符合设计 对摩擦面抗滑移系数和防腐的要求 经处理后的高强度螺栓连接摩擦面 应保持干燥 整洁 不应有 飞边 毛刺 焊接飞溅物 焊疤 氧化铁皮 污垢等 除设计要求外摩擦面不应涂漆 6 2 5 采用标准圆孔连接的迭合板上的所有栓孔 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 6 2 6 按 6 2 5 条检查时 凡量规不能通过的孔 必须经施工图设计单位同意后 方可扩孔或补焊后 重新钻孔 扩孔后的孔型尺寸应作记录 并提交原设计单位按大圆孔 槽孔进行折减后作复核计算 补焊时 应用与母材相匹配的焊条补焊 严禁用钢块填塞 扩孔和补焊时应严防屑末和焊渣落入连接 面板缝中 严禁气割扩孔 23 6 3 高强度螺栓连接副和摩擦面抗滑移系数检验 6 3 1 大六角头高强度螺栓连接副用扭矩法施工前 应在施工现场待安装的螺栓检验批中随机抽取 8 套复验高强度螺栓连接副的扭矩系数 其平均值和标准偏差应符合表 6 3 1 1 的要求 对于建筑结构 安全等级为一级 大跨度钢结构中主要受力节点所使用的大六角头高强度螺栓连接副 除进行扭矩系 数检验外 应对螺栓楔负载 螺母保证载荷 螺母及垫圈硬度进行复验 试验方法及检验结果应符合 钢结构用高强度螺栓大六角头螺栓 大六角螺母 垫圈技术条件 GB T1231 的规定 表表 6 3 1 16 3 1 1 高强度大六角头螺栓连接副扭矩系数高强度大六角头螺栓连接副扭矩系数 连接副表面状态扭矩系数平均值标准偏差备注 符合 钢结构用高强度螺栓大 六角头螺栓 大六角螺母 垫 圈技术条件 GB T1231 的要求 0 110 0 150 0 010 符合 锌铬涂层技术条件 GB T18684 的要求 0 110 0 200 0 010 附加润滑工艺 注 扭剪型高强度螺栓连接副当采用扭矩法施工时 其扭矩系数亦符合本表的规定 连接副扭矩系数复验用的计量器具应在试验前进行标定 误差不得超过 每套连接副只应做一次试验 不得重复使用 在紧固中垫圈发生转动时 应更换连接副 重新试 验 连接副扭矩系数的复验应将螺栓穿入轴力计 在测出螺栓预拉力 的同时 应测定施加于螺母上 的施拧扭矩值 并应按下式计算扭矩系数 dP T K 式中 施拧扭矩 高强度螺栓的公称直径 螺栓预拉力 进行连接副扭矩系数试验时 螺栓预拉力值应符合表表 6 3 1 2 的规定 表表 6 3 1 26 3 1 2 螺栓预拉力值范围 螺栓预拉力值范围 kNkN 螺栓规格 mm M16M20M22M24M27M30 10 9 级93 113142 177177 216206 250265 324329 397 预拉力值 P 8 8 级72 88112 138135 165157 193207 253252 308 6 3 2 扭剪型高强度螺栓连接副施工前 应 在施工现场待安装的连接副检验批中随机抽取 套 复验 高强度螺栓连接副的紧固轴力 其平均值和标准偏差应符合表 6 3 2 的规定 对于建筑结构安全等级为 一级 大跨度钢结构中主要受力节点所使用的扭剪型高强度螺栓连接副 除进行紧固轴力检验外 应 对螺栓楔负载 螺母保证载荷 螺母及垫圈硬度进行复验 试验方法及检验结果应符合 钢结构用扭 剪型高强度螺栓连接副技术条件 GB T3633 的规定 表表 6 3 26 3 2 扭剪型高强度螺栓紧固轴力和标准偏差 扭剪型高强度螺栓紧固轴力和标准偏差 KNKN 螺栓直径 mm 1620 22 24 24 紧固预拉力的 平均值P 99 120154 186191 231222 270 标准偏差 P 9 915 419 122 2 连接副紧固轴力可采用经计量检定 校准合格的轴力计进行测试 试验用的电测轴力计 油压轴力计 电阻应变仪 扭矩扳手等计量器具 应在试验前进行标定 其误差不得超过 采用轴力计方法复验连接副紧固轴力时 应将螺栓直接插入轴力计 紧固螺栓分初拧 终拧两次 进行 初拧应采用手动扭矩板手或专用定扭电动扳手 初拧值应为预拉力标准值的 左右 终拧 应采用专用电动扳手 至尾部梅花头拧掉 读出轴力值 每套