第六章美标钢结构螺栓连接副

第六章 美标钢结构螺栓连接副

自上世纪60年代开始，在世界范围内钢结构螺栓广泛使用于铁路桥梁和高层建筑、锅炉钢结构厂房及其它钢结构上，由于其结构重量和强度的合理性、使用的可靠性和安全性，各国都开始着力研究和制定了钢结构螺栓标准。美国也相继推出了钢结构螺栓和扭剪型螺栓（英寸和米制）二套系列标准，见表60。

表60 钢结构用螺栓连接副标准

标准编号 ASTM A325 ASTM A325M ASTM A490 ASTM A490M 版本 2010 2010 2009 2011 标准名称 最小抗拉强度120/105ksi的热处理结构钢螺栓 最小抗拉强度830MPa的热处理米制钢结构钢螺栓 最小抗拉强度150ksi的热处理合金结构钢螺栓 10.9和10.9.3级高强度合金结构钢米制高强度螺栓 钢热处理、控制抗拉强度最小120/105ksi的扭剪型钢结构螺ASTM F1852 2011 栓、螺母和垫圈连接副 钢热处理、控制抗拉强度最小150ksi的扭剪型钢结构螺栓、ASTM F2280 2011 螺母和垫圈连接副

6.1 ASTM A325-2010《钢结构螺栓连接副 热处理 抗拉强度120/105ksi》

6.1.1 ASTM A325M-2009《最小抗拉强度830MPa的热处理米制钢结构钢螺栓》 标准规定了2个等级的螺栓：1型和3型，其抗拉强度均为826 MPa，相当于8.8级。 1型 — 用中碳钢制造；

2型 — 用低碳马氏体钢制造（已于1991年11月取消）； 3型 — 用耐大气腐蚀钢制造。

A325大六角头螺栓、螺母、垫片的尺寸标准按ASME B18.2.6-2011年《用于结构应用的紧固件》标准（螺纹长度较普通大六角螺栓要短些），配A194或A563标准的大六角螺母。

A325M米制结构钢螺栓、螺母、垫片的尺寸标准按ASME B18.2.3.7M《用于结构应用的米制紧固件》标准，配A563M标准的大六角螺母，见表61和表62。

表61 A325/A325M 螺栓与螺母性能等级匹配表

A325/A325M螺栓 等级 表面 标准 螺母 表面处理 等级 A563/A563M C、C3、D、DH、DH3/8S 1型 无涂层 A194 A563/A563M 1型 涂层F11363级 A194 3型

无涂层 2H DH/10S 涂层F11365级 2H C3、DH3/8S3 无涂层 无镀层 A563/A563M 表62 A325/A325M 螺栓机械性能要求

抗拉强度MPa 屈服强度MPa 等 级 规格 min 1/2～1 A325（英寸） 11/8～11/2 A325M（米制） M16～M36 724 830～1030 510 600 C19～30 C23～34 A325M 8S 827 min 586 C25～34 A325 硬度 标志

A325钢结构螺栓的机械性能测试应按ASTM F606/606M《外螺纹、内螺纹紧固件、垫圈和铆钉的

机械性能的测试方法》标准规定的方法进行。拉力试验用螺栓实物进行试验，并应满足规定的强度（不低于）826 MPa；其破环的部位应发生在螺栓杆部或螺纹部位，而头下结合处应无任何破坏痕迹。其中，

保证载荷试验不是强制性的。硬度试验测定的数值应在规定的范围之内。

表面热镀锌可按ASTM F2329《紧固件热镀锌》或达克罗处理按ASTM F1136 《紧固件用铬/锌防蚀镀层》执行。

热镀锌螺栓／螺母组件必须进行旋转能力试验。试验前先在螺母上涂润滑剂，将镀锌螺栓放在轴力扭矩测试仪器中，和相配的垫圈、螺母装配在一起，至少留出3～5牙螺纹，先预加10%载荷的力，然后施加不少于90％的保证载荷的轴力，此时按标准规定的不同长度扭转螺母相应的300°～420°，见表63；在扭转螺母的过程中，螺栓不得转动。经过以上扭转能力试验后，检查应无破坏迹象。

表63 热镀锌螺栓旋转角度

螺栓长度 ≤4倍直径 ≥4倍直径≤8倍直径 ≥8倍直径 破坏定义：

a.旋转螺母到规定的角度时，螺母不能拆下； b.用肉眼检查，发现螺纹有剪切破环； c.螺栓扭曲破坏。

如有以上现象之一，均应认为是旋转能力不合格。 钢结构螺栓机械性检验标准见表64。

表64 钢结构螺栓机械性检验标准

项目 硬度 抗拉强度 保证载荷 旋转试验 镀层厚度、重量 表面缺陷 尺寸 ASMEB18.2.6 螺纹 ASTMF788/788M ASTMF1470 检验标准 螺母旋转角 240° 360° 420° 标志

6.1.2 ASTM A490-2011《钢结构用高强度螺栓连接副》

ASTM A490M-2011《10.9和10.9.3级高强度合金结构钢米制高强度螺栓》 标准规定了2个等级的螺栓：1型和3型，其抗拉强度均为1033 MPa。 1型―用合金钢制造； 2型―于2002年已取消；

3型―用耐大气腐蚀的钢制造（材料按ASTM A588／A588M、A242和A709标准选用）。 A490是钢结构大六角头螺栓，需配A194或A563标准的大六角螺母，见表65~表66。

表65 A490/A490M螺栓与螺母性能等级匹配表

A490/A490M螺栓 等级 表面 标准 A563 1型 无涂层 A194 A563M A563 1型 涂层F11363级 A563M 3型 无镀层 A563/A563M 10S DH3/10S3 无镀层 螺母 表面 等级 DH、DH3 2H 10S DH、DH3 涂层F11365级 无涂层 表66 A490/A490M 螺栓机械性能

等 级 A490（英寸） A490M（米制） 规格 1/2～11/2 M16～M36 抗拉强度MPa 1034～1172 1040～1210 屈服强度MPa 586 min 600 min 硬度 C33～38 C33～38 标志 A490 A490M 10S A490钢结构用螺栓的机械性能测试应按ASTM F606M规定的方法进行。拉力试验用螺栓实物进行试验，并应满足规定的强度在1034~1172 MPa之间；其断裂部位应发生在螺栓杆部或螺纹部位，而头下结合处应无任何破坏痕迹。同时还应做机加工标样试验，当机加工试验与实物试验有矛盾时，以实物试验为仲载试验。其中，保证载荷不是强制性的。硬度试验测定的数值应在规定的范围之内。

A490钢结构用螺栓应进行表面磁粉探伤，以检查表面纵向和横向裂缝。从一个批量中随机抽取一个样品，进行磁粉探伤试验，检查表面应无任何纵向和横向裂缝。

英制A490钢结构螺栓、螺母、垫圈的尺寸标准见ASME B18.2.6-2007。 米制A490M钢结构螺栓、螺母、垫圈的尺寸标准见ASME B18.2.3.7M。 6.1.3 美标扭剪型高强度螺栓

美标扭剪型钢结构螺栓、螺母和垫圈连接副有二个标准。

ASTM F1852-2011《钢热处理、控制抗拉强度最小120/105ksi的扭剪型钢结构螺栓、螺母和垫圈连接副》

ASTM F2280-2011《钢热处理、控制抗拉强度最小150ksi的扭剪型钢结构螺栓、螺母和垫圈连接副》 6.1.3.1 工作原理

扭剪型高强度螺栓连接付是通过其螺栓端部的突出的梅花头，承受旋转螺母时产生的扭矩反力，持续紧固直到梅花头勾槽处断裂，也就是说通过断裂扭矩来控制紧固轴力（见图24）。因此紧固件轴力的稳定是通过控制机械性能和梅花勾槽的尺寸精度，配套件的表面润滑状态却占有主导的因素，试验的环境温度也是一项不可忽视的问题。

为确保剪切轴力符合标准规定的要求，需具备如下条件： 1、机械性能。 2、作业环境和温度。 3、梅花头勾槽精度。 4、螺栓、垫圈不发生共转。 5、适当的表面润滑处理。

扭剪型螺栓形式尺寸见图25，由于ASTM F1852标准版本不同，梅花齿有12齿和16齿之分。

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库第六章美标钢结构螺栓连接副在线全文阅读。