第七章连接和密封材料

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它螺栓种类对螺栓等级脾螺栓材料姻螺袭梳投母兽垫逢傲不圈续适用规格殃，案mm蒜扭剪型贤10.9寸s绘20Mn霉TiB代3惕5京号钢塌10H优4布5导号钢白HRC3捧5~45榨d=16朱,20,孤(22)股,动24昆大六角头码型耗10.9柜s背35VB铲4庭5初号钢子3壮5睛号钢煮15Mn德VTi恒10H全4旨5夸号钢吩3踏5肆号钢北HRC3蹲5~45曲d=12翁,16,你20,(己22),厘24,(马27),浑30兔20Mn疼TiB客d鲁≤思24巩40B项d音≤浅24愁8.8s域4币5悄号钢慌3聚5蜂号钢杆8H冠4倍5张号钢捐3抗5酷号钢祥HRC3孙5~45画d余≤扬22拆3旗5布号钢吩d促≤隆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。承压型高强螺栓不以连接板间出现滑动作为正常使用的极限状态，而以连接的破坏（螺栓或板件的破坏）作为其承载能力的极限状态。承压型高强螺栓的计算方法和构造要求与普通螺栓相同，可用于允许产生少量滑移的承受静荷载结构或间接承受动力荷载的构件。当允许在某一方向产生较大滑移时，可以采用长圆孔；当为圆孔时，其孔径比螺栓的公称直径大1.0～1.5mm。以上两种高强螺栓，除了在设计计算的考虑和孔径方面有所不同外，其它在材料、预拉力（见表7-2）、接触面的处理以及施工要求等方面均无差异。高强螺栓按材料性能等级可分为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杏螺栓的棕性能等级怪螺栓公称苍直径划，浑mm猎M16涝M20脸M22毅M24译M27形M30纽8.8阶10.9立70弦100剂110谣155模135星190冠155衬225堡205闲290乓250衫355生高强螺栓沿所采用的朽钢材，在酿热处理后绒的机械性联能见策表鸣7-农3盏。竭表非7-3贼薯降俩病芽战高强螺栓沙的性能、谱等级与所年采用的钢通号搞螺栓种类击性能挥等级盾所采用绝的钢号滥抗拉客强度瓶σ组b尾N/mm朽2仪屈服布强度筛σ巡0.2种N/mm余2贿伸长率栏δ煌5甘(筐%)烧断面收缩否率恢φ遍(虹%)悬冲击韧性元值激α钉k遵J/cm筋2扭(红kgf·读m/cm垒2毯)炉硬度废不小于锣大六角头请高强螺栓除8.8妖4扩5醒号钢宵3患5喜号钢抚83锹0亩～念1030副660贼12厨45跑78(8装)疤HRC2引4兄～膝31彩10.9件20Mn粪TiB凶B40讯35VB屿104烤0皂～玉1240岔940戏10俘42疑59(6喷)杏HRC3姜3近～奖39言三、螺栓霸构造您螺栓在构姑件上的布歌置和排列杨，应满足宫受力、构增造和施工嘴要求，其军中心距和璃端距应满煎足抵表宵7育－译4携中要求。并高强螺栓哲的排列、桥布置、间字距等要求羊，均与普掘通螺栓相麻同，但在荣具体布置仓时，应考毯虑使用拧沟紧工具进垃行施工的萄可能性且断有以下特抹别规定：鸦当环境温疮度高佣于裳150浓`C呢时，应采每用隔热防折护措施；特当不同板悟厚连接需概设置填板浴时，填板野表面应作甘与母材相您同的表面覆处理；型箩钢构件的构拼接采用遵高强螺栓稼连接时，款其连接件军宜采用钢叼板；被高强螺栓谣孔应采用锄钻孔，不殃得采用冲崭孔；逃在高强螺径栓连接范睬围内，构灶件接触面馅的处理方雄法及所要债求的抗滑拦移系数值晚，应在施迈工图中说颠明。蛾表扣7-4厘梳锁圣叶絮闻存钳螺栓或铆卵钉的最大景、最小容柱许距离距名称岩位置和方厌向雹最大容许弹距离（取腰两者的较姐小者）买最小容许判距离揪中心间距抽外排（垂体直内力方炉向或顺内惰力方向）得8d乔0光或或12t业3d筑0孙中间排书垂直内力剑方向亿16d浮0址或狱24t滨顺内力方稠向娘压力减12d条0络或肠18t的拉力漏16d词0休或稳24t冰沿对角线炒方向允中心至构鲁件边缘跪距离悄顺内力方纸向酒4d件0锤或及8t晴2d斯0按垂直内力茶方向节剪切边或妈手工气割水边批1.5d缘0渗轧制边自豆动精密斧气割或锯鞠割边俗高强度螺总栓协其他螺栓系或铆钉翠1.2d类0锚栓唇锚栓用于搞上部钢结邮构与下部绝基础的连画接，承受刑柱弯矩在剖柱脚底板钱与基础间庆产生的拉奋力，剪力垮由柱底板哪与基础面慧之间的摩重擦力抵抗摄，若摩擦房力不足以发抵抗剪力术，则需在烟柱底板上益焊接抗剪绒键以增大坦抗剪能力愿。烦锚栓一头蹦埋入混凝满土中，埋坐入的长度抢要以混凝鞭土对其的职握裹力不肥小于其自茶身强度为威原则，所伞以对于不胞同的混凝够土标号和示锚栓强度胶，所需最垒小埋入长老度也不一热样。为了伪增加握裹胖力，对粱于追Φ田3烛9窄以下锚栓敬，需将其撒下端弯化成狗L纳型，弯钩壳的长度脊为朵4削D梳；对挖于格Φ桑3言9蓄以上锚栓够，因其直领径过大不倒便于折弯宇，则在其趴下端焊接匀锚固板。蛮锚栓的锚服固及构造程详见撇表纪7-创5巨与煎表与7-贯6晚。的表浊7-5-挡1Q23许5浴晨钢央忍摇锚色检馋栓永胃滥选吩斜芒用旅架妇表州垫侍滔泥植勤霜怕仅锚栓直径良d扒(躲mm)壤锚栓截面识有效面积冻A成0喷(亮cm)暴连削隐武接奉涌榴尺药椅舅寸捉锚膝喉匹固禾壁均长党厉辈度孝撒竿及尘屑时细复五区部注凯纵尺械选属寸纲每个螺栓梁的受拉承油载力设计季值贺(闪KN)夺Ⅰ蹈击傲型堂Ⅱ挨眠陡型棋Ⅲ奶谷根型碍单副脉沟螺渠巩饭母勒双答碎钢螺恨笼旱母祥锚鹅胜业固摇培饰长流俯宴度斗l旋(mm够)论锚板尺寸科a狼(粮mm)笨b困(镜mm)前a童(窗mm)开b唱(否mm)撇当届切碧基鼠仰蚕础腥裁嫁混街淡陪凝车爽葱土被坐栗的胁栋兼强舞烘寒度督蒸拖等寺壶言级窜蒸律为岂C屡(洪mm)莲t股(俗mm)缸C15销C20拍C15浴C20男C15晚C20扔20疮22蓝24漂27都30价33呈36恼39理42普45王2.44发8铺3.03刮4密3.52芦5避4.59戚4笔5.60鲜6章6.93侵6勤8.16妨7据9.75淹8狗11.2全1块13.0运6贤45仔45埋50她50睁55侍55跃60把65纽70渗75雅75矮75杠80拖80宜85腔90抚95梦100伍105庸110礼60构65盒70狼75纤80苗85找90干95寻100毁105攀90骗95其100药105胃110无120挪125杀130饥135勤140今500哑550谊600闭675鲁750倒825须900鞠1000挠400酸440贵480盼540极600映660矛720己780牧1050寨1125耀840例900伏630晚675巨505降540密140寨140姨20欺20谣34.3变42.5佩49.4币64.3顾78.5尾97.1饿114.基3宪136.祥6校156.锅9苍182.馋8逮表归7-5-搂2Q23继5柔趁钢粪附行锚无颂压栓佣倦破选涌涛稠用逮诸误表仆夕榜袖液演峡首冈结锚栓直径岛d帝(注mm)债锚栓截面摆有效面积威A述0胜(流cm)猪连末稠姐接县挺丧尺爽脱朵寸龄锚碗率采固玻袭势长杜也敢度吊鲜神及沸百猴细转哈惠部遮蛾贯尺窃乏至寸碍每个螺栓晌的受拉承软载力设计讲值皮(刷KN)四Ⅰ匆亲蜡型旅Ⅱ嘴猛狠型加Ⅲ摇去推型接单农堤充螺绩凭羡母纯双蛋究败螺绕异芽母浆锚裙革愈固扶崇锹长究珍苗度丸l耕(mm能)木锚板尺寸仍a离(速mm)脑b岔(晋mm)静a司(秒mm)教b乒(港mm)疗当俭招荣基闯放钥础崭痒愿混铁羊宴凝勇舞凑土龄自母的兴统狼强些狼泥度忆买其等黑传帖级歌阳待为硬C掌(脸mm)絮t瓶(毫mm)蚀C15组C20劈C15逢C20踢C15沈C20蠢48女52叮56悲60择64来68醉72障76眠80门14.7裕3挡17.5纲8斥20.3届0黑23.6窜2踩26.7睛6摄30.5附5斯34.6虏0拘38.8咸9成43.4表4叨80波85耳90萝95费100酒105脑110廊115营120沾120钻125摆130扯135侦145套150理155撒160甜165哪110浅120纲130除140陵150爹160处170通180浙190珍150料160时170俯180皆195丸205市215碑225竿235显1200则1300厘1400悟1500程1600基1700放1800绍1900孙2000也960添1040馒1120但1200弱1280羡1360深1440割1520嘉1600痛720活780望840侮900原960照1020于1080迅1140失1200草575惑625迈670裕720奴770胆815册865巡910掌960呜200馋200殊200倍240朱240歼280线280叮320膏350您20冰20餐20治25愚25颂30饥30删30英40嘴206.弹2哥246.绒1债284.烫2撞330.晌7户374.烤6脏427.名7华484.刷4内544.殃5门608.便2阅表说7-5-闷3驼终脂贱东裤庸惰灿膏劣螺兴杂浴Q23壳5零尚钢塞纵鲜锚切辽限栓浸薯诞选屯库去用耍避株表邀忙优区血短摘膜蛇抹锚栓直径弄d侮(舍mm)去锚栓截面独有效面积冷A翠0皮(飞cm)宰连杨材画接争慨兽尺狱境气寸静锚钞党迫固羞仓群长兵樱巧度椒秘的及的盆之细诉张障部侦夏纪尺马邀兆寸康每个螺栓语的受拉承织载力设计辈值番(困KN)谦Ⅰ渣喂杨型缝Ⅱ争汤或型避Ⅲ唐唉械型搁单蝴慈济螺宾钱寸母往双悲飞污螺幸号扭母括锚喜客捡固角农月长独哑羡度搞l识(mm洞)蜂锚板尺寸欺a坛(到mm)拴b变(大mm)较a男(罪mm)防b哑(益mm)三当闭烫月基浩椒废础门兽孕混毫挥廉凝饼芒覆土另茅稍的竭权臣强赖凤嗓度浴黎六等筋笔叠级盖扎刃为秒C荒(云mm)贩t够(稻mm)敏C15哈C20声C15煎C20词C15垄C20玩85暗90柱95棍100价49.4祖8疫55.9弄1扩62.7墨3巾69.9挽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