高強螺栓力學性能試驗課件

高強螺栓及螺栓連接副

力學性能試驗主講：萬立皓高強螺栓及螺栓連接副

力學性能試驗主講：萬立皓1一，螺栓分類建筑工程中常用的有：大六角頭螺栓和扭剪型螺栓一，螺栓分類建筑工程中常用的有：大六角頭螺栓和扭剪型螺栓2二，高強度螺栓高強度螺栓的性能等級分為8.8級和10.9級，其中扭剪型只在10.9級中使用。在標示方法上，小數點前數字表示熱處理后的抗拉強度，小數點后的數字表示屈強比即屈服強度實測值與極限抗拉強度實測值之比。8.8級表示螺栓桿的抗拉強度不小于800MPa，屈強比為0.8；10.9級表示螺栓桿的抗拉強度不小于1000MPa，屈強比為0.9二，高強度螺栓高強度螺栓的性能等級分為8.8級和10.9級，3三，螺栓的性能檢測項目

緊固件的性能檢驗項目包括：尺寸，化學成分，無損檢測，機械性能包括螺栓連接副扭矩系數、緊固軸力(預緊力和擰緊扭矩)、拉伸（屈服強度、抗拉強度）、硬度等性能，鋼結構緊固件力學性能檢測（抗滑移系數、軸力）等驗收規(guī)范GB50205要求：大六角高強度螺栓連接副使用前需復試扭矩系數，而扭剪型高強度螺栓連接副需復試預拉力，合格后方可使用。復試批量為每3000套抽檢8副（注：對于同一強度等級、同一直徑但螺栓長度不同的高強螺栓連接副，如不能證明為同一批次，視為不同規(guī)格，應分別取樣檢測。GB/T3632-2008扭剪型高強螺栓及GB/T1231-2006大六角高強螺栓規(guī)范規(guī)定:在同一批的前提下,但螺栓長度≤100mm時，長度相差≤15mm；或者螺栓長度≥100mm時，長度相差≤20mm，可視為同一長度。）。三，螺栓的性能檢測項目緊固件的性能檢驗項目包括：尺寸4四，螺栓連接副性能測試--扭矩系數4.1扭矩系數4.1.1.適用范圍適用于高強度大六角頭螺栓連接副扭矩系數的復驗。4.1.2引用文件GB50205-2001鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范JGJ82-2011鋼結構高強度螺栓連接技術規(guī)程GB/T1231-2006《鋼結構高強度大六角頭螺栓、大六角螺母、墊圈技術條件》4.1.3檢測設備——高強螺栓扭矩系數檢測儀四，螺栓連接副性能測試--扭矩系數4.1扭矩系數5四，螺栓連接副性能測試--扭矩系數4.1.4操作步驟：a,復驗用螺栓應在施工現場待安裝的螺栓批中隨機抽取，每批應抽取8套連接副進行復驗，每套連接副包括一個螺栓、一個螺母、二個墊圈。代表批量最大為3000套。不同直徑按不同批復驗。b,連接副扭矩系數復驗用的計量器具應在試驗前進行標定，誤差不得超過2%。c,每套連接副只應做一次試驗，不得重復使用。組裝連接副時，螺母下的墊圈有倒角的一側應朝向螺母支承面。在緊固中墊圈發(fā)生轉動時，應更換連接副，重新試驗。d,連接副扭矩系數的復驗應將螺栓穿入軸力計，在測出螺栓拉力P的同時，應測定施加于螺母上的施擰扭矩T，并應按下式計算扭矩系數K。式中T—施擰扭矩（N·m）d—高強度螺栓的公稱直徑（mm）P—螺栓預拉力（kN）

四，螺栓連接副性能測試--扭矩系數4.1.4操作步驟：

6四，螺栓連接副性能測試--扭矩系數4.1.4操作步驟：進行連接副扭矩系數試驗時，螺栓預拉力值應控制在下表規(guī)定的范圍，超出該范圍者，所測得之扭矩系數無效。e,進行連接副扭矩系數試驗時，應同時記錄環(huán)境溫度。試驗所用有機具、儀表及連接副均應放置在該環(huán)境內至少2h以上。f,每組8套連接副扭矩系數的平均值應為0.110～0.150，標準偏差小于或等于0.010。螺栓預拉力值范圍（kN）螺栓規(guī)格（mm）M16M20M22M24M27M30預拉力值P10.9S99～121153～187189～231225～275288～352351～4298.8S81～99126～154149～182176～215230～281279～341四，螺栓連接副性能測試--扭矩系數4.1.4操作步驟：螺栓預7四，螺栓連接副性能測試--保證載荷4.2保證載荷檢驗4.2.1.適用范圍適用于鋼結構用高強度大六角頭螺栓、鋼結構用扭剪型高強度螺栓、普通螺栓螺釘的保證載荷試驗，不適用于沉頭螺釘和螺柱的保證載荷試驗4.2.2引用文件GB50205—2001《鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范》GB/T3632—2008《鋼結構用扭剪型高強度螺栓連接副》GB/T1231—2006《鋼結構高強度大六角頭螺栓、大六角螺母、墊圈技術條件》GB/T3098.1-2010《緊固件機械性能螺栓、螺釘和螺柱》GB/T3098.2-2000《緊固件機械性能螺母粗牙螺紋》4.2.3檢測設備萬能試驗機（1000kN）精度I級四，螺栓連接副性能測試--保證載荷4.2保證載荷檢驗8四，螺栓連接副性能測試--保證載荷4.2.4操作步驟：a,抽樣規(guī)則：復驗用螺母（螺栓、螺釘、螺柱）應在施工現場待安裝的螺栓（螺釘）中按批隨機抽取，樣本大小n=8，合格判定數Ac=0。同規(guī)格同等級的螺栓應劃為一批，代表批量最大為3000套。b,螺母保證載荷試驗，將螺母擰入淬硬的螺紋芯棒上（如圖1所示），然后在萬能試驗機上作拉伸試驗，試驗時夾頭的移動速度不應超過3mm/min，沿螺母軸線方向對螺母施加相應的保證荷載，持續(xù)施加15s，螺母不應脫扣或斷裂，當去除載荷后，應可用手將螺母旋出，或借助扳手松開螺母（但不應超過半扣）后旋出。在試驗中，如芯棒損壞，則試驗作廢。四，螺栓連接副性能測試--保證載荷4.2.4操作步驟：9四，螺栓連接副性能測試--保證載荷4.2.4操作步驟：c,螺栓、螺釘和螺柱實物的保證載荷試驗，按照相應的保證載荷在萬能試驗機上對試件施加軸向載荷，其保證載荷值為下頁表中要求值。并持續(xù)施加15s，試驗時夾頭的移動速度不應超過3mm/min。注：承受載荷又未旋合的螺紋長度應為一倍螺紋直徑（1d），對全螺紋試件，承受載荷又未旋合的螺紋長度應接近實際的一倍螺紋直徑（1d）。若試件為螺柱，則應將擰入機體端（或等長雙頭螺柱的任一端）擰緊在專用夾具中。四，螺栓連接副性能測試--保證載荷4.2.4操作步驟：10四，螺栓連接副性能測試--保證載荷常用螺栓保證載荷值。四，螺栓連接副性能測試--保證載荷常用螺栓保證載荷值。11四，螺栓連接副性能測試--保證載荷4.2.5結果評定：卸載后,緊固件的總長度l1應與加載前的l0相同(其公差±12.5μm為允許的測量誤差)。某些不確定因素,如直線度、螺紋對中性和測量誤差,當初次施加保證載荷時,可能導致緊固件明顯的伸長。在這種情況下,可使用比表5和表7規(guī)定值增大3%的載荷,按9.6.5再次進行試驗。如果第二次卸載后的長度(l2)與其加載前的長度(l1)相同(其公差±12.5um為允許的測量誤差),則應認為符合本試驗要求。四，螺栓連接副性能測試--保證載荷4.2.5結果評定：12四，螺栓、螺釘力學性能測試--楔負載4.3楔負載復驗4.3.1.適用范圍

適用于鋼結構用高強度大六角頭螺栓、鋼結構用扭剪型高強度螺栓、普通螺栓螺釘的楔負載試驗4.3.2引用文件GB50205—2001《鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范》GB/T3632—2008《鋼結構用扭剪型高強度螺栓連接副》GB/T1231—2006《鋼結構高強度大六角頭螺栓、大六角螺母、墊圈技術條件》GB/T3098.1-2010《緊固件機械性能螺栓、螺釘和螺柱》4.3.3檢測設備——萬能試驗機（1000kN）精度I級——楔墊四，螺栓、螺釘力學性能測試--楔負載4.3楔負載復驗13四，螺栓、螺釘力學性能測試--楔負載4.3.4操作步驟：a,抽樣規(guī)則：復驗用螺栓（螺釘）應在施工現場待安裝的螺栓（螺釘）中按批隨機抽取，樣本大小n=8，合格判定數Ac=0。同規(guī)格同等級的螺栓應劃為一批，代表批量最大為3000套。b,在待檢的螺栓頭下置-10°楔墊（見圖1），在拉力試機上將螺栓擰在帶有內螺紋的專用夾具上，大六角頭螺栓和扭剪型螺栓擰入夾具的螺紋最少6扣，普通螺栓（螺釘）擰入夾具的螺紋最小距離為一倍螺紋直徑（≥1d）。然后按GB/T228標準進行拉力試驗。四，螺栓、螺釘力學性能測試--楔負載4.3.4操作步驟：14四，螺栓、螺釘力學性能測試--楔負載4.3.4操作步驟：c,圖1中楔墊的硬度應≥45HRC，尺寸應符合表1，表2的規(guī)定。d,在進行拉力試驗時，應持續(xù)施加載荷，直至試件發(fā)生斷裂。四，螺栓、螺釘力學性能測試--楔負載4.3.4操作步驟：15四，螺栓、螺釘力學性能測試--楔負載4.3.5結果評定：a,試件斷裂應發(fā)生在桿部或未旋合的螺紋長度范圍內。b,全螺紋的螺栓或螺釘，如果斷裂自未旋合的螺紋部分起始，即使在拉斷前已延伸或擴展到頭下圓角或頭部，仍應視為符合本試要求。c,在試驗過程中，螺栓或螺釘試件斷裂前，所施加的拉力載荷達到螺栓或螺釘相應性能等級規(guī)定的最小載荷，判定為合格。四，螺栓、螺釘力學性能測試--楔負載4.3.5結果評定：16五，高強度螺栓連接摩擦面--抗滑移系數5.1抗滑移系數5.1.1.適用范圍

適用于高強度螺栓連接摩擦面的抗滑移系數的檢驗。5.1.2引用文件GB50205-2001鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范JGJ82-2011鋼結構高強度螺栓連接技術規(guī)程GB/T1231-2006《鋼結構高強度大六角頭螺栓、大六角螺母、墊圈技術條件》5.1.3檢測設備——萬能試驗機（1000kN）精度I級——軸力計——扭矩扳手——抗滑移系數試驗儀五，高強度螺栓連接摩擦面--抗滑移系數5.1抗滑移系數17五，高強度螺栓連接摩擦面--抗滑移系數5.1.4操作步驟：1，基本要求抗滑移系數試驗以鋼結構制造批為單位進行。制造批可按分部（子分部）工程劃分規(guī)定的工程量每2000t為一批，不足2000t的可視為一批。選用兩種及兩種以上表面處理工藝時，每種處理工藝應單獨檢驗。每批三組試件。2，抗滑移系數試驗應采用雙摩擦面的拼接拉力試件，五，高強度螺栓連接摩擦面--抗滑移系數5.1.4操作步驟：18五，高強度螺栓連接摩擦面--抗滑移系數5.1.4操作步驟：3，抗滑移系數試驗用的試件應由制造廠加工，試件與所代表的鋼結構構件應為同一材質、同批制作、采用同一摩擦面處理工藝和具有相同的表面狀態(tài)，并應用同批同一能等級的高強度螺栓連接副，在同一環(huán)境條件下存放。4，試件鋼板的厚度t1、t2應根據鋼結構工程中有代表性的板材厚度來確定，同時應考在摩擦面滑移之前，試件鋼板的凈截面始終處于彈性狀態(tài)；寬度b可參照下表規(guī)定取值。L1應根據試驗機夾具的要求確定。試件板面應平整，無油污，孔和板的邊緣無飛邊、毛刺。五，高強度螺栓連接摩擦面--抗滑移系數5.1.4操作步驟：19五，高強度螺栓連接摩擦面--抗滑移系數5.1.4操作步驟：5，試件的組裝順序應符合下列規(guī)定：先將沖釘打入試件孔定位，然后逐個換成裝有壓力傳感器或貼有電阻片的高強度螺栓，或換同批經預拉力復驗的扭剪型高強度螺栓。緊固高強度螺栓應分初擰、終擰。初擰應達到螺栓預拉力標準值的50%左右。終擰后，螺栓預拉力應符合下列規(guī)定：（1）對裝有壓力傳感器或貼有電阻片的高強度螺栓，采用電阻應變儀實測控制試件每個螺栓的預拉力應在0.95P～1.05P（P為高強度螺栓的預拉力）之間；（2）不進行實測時，扭剪型高強度螺栓的預拉力（緊固軸力）可按同批復驗預拉力的平均值取用。五，高強度螺栓連接摩擦面--抗滑移系數5.1.4操作步驟：20五，高強度螺栓連接摩擦面--抗滑移系數5.1.4操作步驟：6，試件應在其側面畫出觀滑移的直線。7，將組裝好的試件置于拉力試驗機上，試件的軸線應與試驗機夾具中格對中。加荷時，應先加10%的抗滑移設計荷載值，停1min后，再平穩(wěn)加荷，加荷速度為3～5kN/s。直拉至滑動破壞，測得滑移荷載Nv。在試驗中當發(fā)生以下情況之一時，所對應的荷載可定為試件的滑移荷載：（1）試驗機發(fā)生回針現（針對老式表盤指針拉力機）；（2）試件側面畫線發(fā)生錯動；（3）X-Y記錄儀上變形曲線發(fā)生突變（力值下降）；（4）試件突然發(fā)生“嘣”的響聲五，高強度螺栓連接摩擦面--抗滑移系數5.1.4操作步驟：21五，高強度螺栓連接摩擦面--抗滑移系數5.1.5結果計算：抗滑移系數，應根據試驗所測得的滑移荷載