高強(qiáng)螺栓力學(xué)性能試驗(yàn)課件

高強(qiáng)螺栓及螺栓連接副

力學(xué)性能試驗(yàn)主講：萬立皓高強(qiáng)螺栓及螺栓連接副

力學(xué)性能試驗(yàn)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(qiáng)度螺栓高強(qiáng)度螺栓的性能等級(jí)分為8.8級(jí)和10.9級(jí)，其中扭剪型只在10.9級(jí)中使用。在標(biāo)示方法上，小數(shù)點(diǎn)前數(shù)字表示熱處理后的抗拉強(qiáng)度，小數(shù)點(diǎn)后的數(shù)字表示屈強(qiáng)比即屈服強(qiáng)度實(shí)測值與極限抗拉強(qiáng)度實(shí)測值之比。8.8級(jí)表示螺栓桿的抗拉強(qiáng)度不小于800MPa，屈強(qiáng)比為0.8；10.9級(jí)表示螺栓桿的抗拉強(qiáng)度不小于1000MPa，屈強(qiáng)比為0.9二，高強(qiáng)度螺栓高強(qiáng)度螺栓的性能等級(jí)分為8.8級(jí)和10.9級(jí)，3三，螺栓的性能檢測項(xiàng)目

緊固件的性能檢驗(yàn)項(xiàng)目包括：尺寸，化學(xué)成分，無損檢測，機(jī)械性能包括螺栓連接副扭矩系數(shù)、緊固軸力(預(yù)緊力和擰緊扭矩)、拉伸（屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度）、硬度等性能，鋼結(jié)構(gòu)緊固件力學(xué)性能檢測（抗滑移系數(shù)、軸力）等驗(yàn)收規(guī)范GB50205要求：大六角高強(qiáng)度螺栓連接副使用前需復(fù)試扭矩系數(shù)，而扭剪型高強(qiáng)度螺栓連接副需復(fù)試預(yù)拉力，合格后方可使用。復(fù)試批量為每3000套抽檢8副（注：對(duì)于同一強(qiáng)度等級(jí)、同一直徑但螺栓長度不同的高強(qiáng)螺栓連接副，如不能證明為同一批次，視為不同規(guī)格，應(yīng)分別取樣檢測。GB/T3632-2008扭剪型高強(qiáng)螺栓及GB/T1231-2006大六角高強(qiáng)螺栓規(guī)范規(guī)定:在同一批的前提下,但螺栓長度≤100mm時(shí)，長度相差≤15mm；或者螺栓長度≥100mm時(shí)，長度相差≤20mm，可視為同一長度。）。三，螺栓的性能檢測項(xiàng)目緊固件的性能檢驗(yàn)項(xiàng)目包括：尺寸4四，螺栓連接副性能測試--扭矩系數(shù)4.1扭矩系數(shù)4.1.1.適用范圍適用于高強(qiáng)度大六角頭螺栓連接副扭矩系數(shù)的復(fù)驗(yàn)。4.1.2引用文件GB50205-2001鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范JGJ82-2011鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓連接技術(shù)規(guī)程GB/T1231-2006《鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度大六角頭螺栓、大六角螺母、墊圈技術(shù)條件》4.1.3檢測設(shè)備——高強(qiáng)螺栓扭矩系數(shù)檢測儀四，螺栓連接副性能測試--扭矩系數(shù)4.1扭矩系數(shù)5四，螺栓連接副性能測試--扭矩系數(shù)4.1.4操作步驟：a,復(fù)驗(yàn)用螺栓應(yīng)在施工現(xiàn)場待安裝的螺栓批中隨機(jī)抽取，每批應(yīng)抽取8套連接副進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，每套連接副包括一個(gè)螺栓、一個(gè)螺母、二個(gè)墊圈。代表批量最大為3000套。不同直徑按不同批復(fù)驗(yàn)。b,連接副扭矩系數(shù)復(fù)驗(yàn)用的計(jì)量器具應(yīng)在試驗(yàn)前進(jìn)行標(biāo)定，誤差不得超過2%。c,每套連接副只應(yīng)做一次試驗(yàn)，不得重復(fù)使用。組裝連接副時(shí)，螺母下的墊圈有倒角的一側(cè)應(yīng)朝向螺母支承面。在緊固中墊圈發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)更換連接副，重新試驗(yàn)。d,連接副扭矩系數(shù)的復(fù)驗(yàn)應(yīng)將螺栓穿入軸力計(jì)，在測出螺栓拉力P的同時(shí)，應(yīng)測定施加于螺母上的施擰扭矩T，并應(yīng)按下式計(jì)算扭矩系數(shù)K。式中T—施擰扭矩（N·m）d—高強(qiáng)度螺栓的公稱直徑（mm）P—螺栓預(yù)拉力（kN）

四，螺栓連接副性能測試--扭矩系數(shù)4.1.4操作步驟：

6四，螺栓連接副性能測試--扭矩系數(shù)4.1.4操作步驟：進(jìn)行連接副扭矩系數(shù)試驗(yàn)時(shí)，螺栓預(yù)拉力值應(yīng)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(shù)無效。e,進(jìn)行連接副扭矩系數(shù)試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)同時(shí)記錄環(huán)境溫度。試驗(yàn)所用有機(jī)具、儀表及連接副均應(yīng)放置在該環(huán)境內(nèi)至少2h以上。f,每組8套連接副扭矩系數(shù)的平均值應(yīng)為0.110～0.150，標(biāo)準(zhǔn)偏差小于或等于0.010。螺栓預(yù)拉力值范圍（kN）螺栓規(guī)格（mm）M16M20M22M24M27M30預(yù)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(shù)4.1.4操作步驟：螺栓預(yù)7四，螺栓連接副性能測試--保證載荷4.2保證載荷檢驗(yàn)4.2.1.適用范圍適用于鋼結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)度大六角頭螺栓、鋼結(jié)構(gòu)用扭剪型高強(qiáng)度螺栓、普通螺栓螺釘?shù)谋ＷC載荷試驗(yàn)，不適用于沉頭螺釘和螺柱的保證載荷試驗(yàn)4.2.2引用文件GB50205—2001《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB/T3632—2008《鋼結(jié)構(gòu)用扭剪型高強(qiáng)度螺栓連接副》GB/T1231—2006《鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度大六角頭螺栓、大六角螺母、墊圈技術(shù)條件》GB/T3098.1-2010《緊固件機(jī)械性能螺栓、螺釘和螺柱》GB/T3098.2-2000《緊固件機(jī)械性能螺母粗牙螺紋》4.2.3檢測設(shè)備萬能試驗(yàn)機(jī)（1000kN）精度I級(jí)四，螺栓連接副性能測試--保證載荷4.2保證載荷檢驗(yàn)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(fù)驗(yàn)用螺母（螺栓、螺釘、螺柱）應(yīng)在施工現(xiàn)場待安裝的螺栓（螺釘）中按批隨機(jī)抽取，樣本大小n=8，合格判定數(shù)Ac=0。同規(guī)格同等級(jí)的螺栓應(yīng)劃為一批，代表批量最大為3000套。b,螺母保證載荷試驗(yàn)，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(yàn)機(jī)上作拉伸試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)夾頭的移動(dòng)速度不應(yīng)超過3mm/min，沿螺母軸線方向?qū)β菽甘┘酉鄳?yīng)的保證荷載，持續(xù)施加15s，螺母不應(yīng)脫扣或斷裂，當(dāng)去除載荷后，應(yīng)可用手將螺母旋出，或借助扳手松開螺母（但不應(yīng)超過半扣）后旋出。在試驗(yàn)中，如芯棒損壞，則試驗(yàn)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(shí)物的保證載荷試驗(yàn)，按照相應(yīng)的保證載荷在萬能試驗(yàn)機(jī)上對(duì)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(yàn)時(shí)夾頭的移動(dòng)速度不應(yīng)超過3mm/min。注：承受載荷又未旋合的螺紋長度應(yīng)為一倍螺紋直徑（1d），對(duì)全螺紋試件，承受載荷又未旋合的螺紋長度應(yīng)接近實(shí)際的一倍螺紋直徑（1d）。若試件為螺柱，則應(yīng)將擰入機(jī)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(jié)果評(píng)定：卸載后,緊固件的總長度l1應(yīng)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(duì)中性和測量誤差,當(dāng)初次施加保證載荷時(shí),可能導(dǎo)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(jìn)行試驗(yàn)。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(yīng)認(rèn)為符合本試驗(yàn)要求。四，螺栓連接副性能測試--保證載荷4.2.5結(jié)果評(píng)定：12四，螺栓、螺釘力學(xué)性能測試--楔負(fù)載4.3楔負(fù)載復(fù)驗(yàn)4.3.1.適用范圍

適用于鋼結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)度大六角頭螺栓、鋼結(jié)構(gòu)用扭剪型高強(qiáng)度螺栓、普通螺栓螺釘?shù)男ㄘ?fù)載試驗(yàn)4.3.2引用文件GB50205—2001《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB/T3632—2008《鋼結(jié)構(gòu)用扭剪型高強(qiáng)度螺栓連接副》GB/T1231—2006《鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度大六角頭螺栓、大六角螺母、墊圈技術(shù)條件》GB/T3098.1-2010《緊固件機(jī)械性能螺栓、螺釘和螺柱》4.3.3檢測設(shè)備——萬能試驗(yàn)機(jī)（1000kN）精度I級(jí)——楔墊四，螺栓、螺釘力學(xué)性能測試--楔負(fù)載4.3楔負(fù)載復(fù)驗(yàn)13四，螺栓、螺釘力學(xué)性能測試--楔負(fù)載4.3.4操作步驟：a,抽樣規(guī)則：復(fù)驗(yàn)用螺栓（螺釘）應(yīng)在施工現(xiàn)場待安裝的螺栓（螺釘）中按批隨機(jī)抽取，樣本大小n=8，合格判定數(shù)Ac=0。同規(guī)格同等級(jí)的螺栓應(yīng)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(jī)上將螺栓擰在帶有內(nèi)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(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行拉力試驗(yàn)。四，螺栓、螺釘力學(xué)性能測試--楔負(fù)載4.3.4操作步驟：14四，螺栓、螺釘力學(xué)性能測試--楔負(fù)載4.3.4操作步驟：c,圖1中楔墊的硬度應(yīng)≥45HRC，尺寸應(yīng)符合表1，表2的規(guī)定。d,在進(jìn)行拉力試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)持續(xù)施加載荷，直至試件發(fā)生斷裂。四，螺栓、螺釘力學(xué)性能測試--楔負(fù)載4.3.4操作步驟：15四，螺栓、螺釘力學(xué)性能測試--楔負(fù)載4.3.5結(jié)果評(píng)定：a,試件斷裂應(yīng)發(fā)生在桿部或未旋合的螺紋長度范圍內(nèi)。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(kuò)展到頭下圓角或頭部，仍應(yīng)視為符合本試要求。c,在試驗(yàn)過程中，螺栓或螺釘試件斷裂前，所施加的拉力載荷達(dá)到螺栓或螺釘相應(yīng)性能等級(jí)規(guī)定的最小載荷，判定為合格。四，螺栓、螺釘力學(xué)性能測試--楔負(fù)載4.3.5結(jié)果評(píng)定：16五，高強(qiáng)度螺栓連接摩擦面--抗滑移系數(shù)5.1抗滑移系數(shù)5.1.1.適用范圍

適用于高強(qiáng)度螺栓連接摩擦面的抗滑移系數(shù)的檢驗(yàn)。5.1.2引用文件GB50205-2001鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范JGJ82-2011鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓連接技術(shù)規(guī)程GB/T1231-2006《鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度大六角頭螺栓、大六角螺母、墊圈技術(shù)條件》5.1.3檢測設(shè)備——萬能試驗(yàn)機(jī)（1000kN）精度I級(jí)——軸力計(jì)——扭矩扳手——抗滑移系數(shù)試驗(yàn)儀五，高強(qiáng)度螺栓連接摩擦面--抗滑移系數(shù)5.1抗滑移系數(shù)17五，高強(qiáng)度螺栓連接摩擦面--抗滑移系數(shù)5.1.4操作步驟：1，基本要求抗滑移系數(shù)試驗(yàn)以鋼結(jié)構(gòu)制造批為單位進(jìn)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(shí)，每種處理工藝應(yīng)單獨(dú)檢驗(yàn)。每批三組試件。2，抗滑移系數(shù)試驗(yàn)應(yīng)采用雙摩擦面的拼接拉力試件，五，高強(qiáng)度螺栓連接摩擦面--抗滑移系數(shù)5.1.4操作步驟：18五，高強(qiáng)度螺栓連接摩擦面--抗滑移系數(shù)5.1.4操作步驟：3，抗滑移系數(shù)試驗(yàn)用的試件應(yīng)由制造廠加工，試件與所代表的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)為同一材質(zhì)、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(yīng)用同批同一能等級(jí)的高強(qiáng)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(yīng)根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)工程中有代表性的板材厚度來確定，同時(shí)應(yīng)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(yīng)根據(jù)試驗(yàn)機(jī)夾具的要求確定。試件板面應(yīng)平整，無油污，孔和板的邊緣無飛邊、毛刺。五，高強(qiáng)度螺栓連接摩擦面--抗滑移系數(shù)5.1.4操作步驟：19五，高強(qiáng)度螺栓連接摩擦面--抗滑移系數(shù)5.1.4操作步驟：5，試件的組裝順序應(yīng)符合下列規(guī)定：先將沖釘打入試件孔定位，然后逐個(gè)換成裝有壓力傳感器或貼有電阻片的高強(qiáng)度螺栓，或換同批經(jīng)預(yù)拉力復(fù)驗(yàn)的扭剪型高強(qiáng)度螺栓。緊固高強(qiáng)度螺栓應(yīng)分初擰、終擰。初擰應(yīng)達(dá)到螺栓預(yù)拉力標(biāo)準(zhǔn)值的50%左右。終擰后，螺栓預(yù)拉力應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）對(duì)裝有壓力傳感器或貼有電阻片的高強(qiáng)度螺栓，采用電阻應(yīng)變儀實(shí)測控制試件每個(gè)螺栓的預(yù)拉力應(yīng)在0.95P～1.05P（P為高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉力）之間；（2）不進(jìn)行實(shí)測時(shí)，扭剪型高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉力（緊固軸力）可按同批復(fù)驗(yàn)預(yù)拉力的平均值取用。五，高強(qiáng)度螺栓連接摩擦面--抗滑移系數(shù)5.1.4操作步驟：20五，高強(qiáng)度螺栓連接摩擦面--抗滑移系數(shù)5.1.4操作步驟：6，試件應(yīng)在其側(cè)面畫出觀滑移的直線。7，將組裝好的試件置于拉力試驗(yàn)機(jī)上，試件的軸線應(yīng)與試驗(yàn)機(jī)夾具中格對(duì)中。加荷時(shí)，應(yīng)先加10%的抗滑移設(shè)計(jì)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(dòng)破壞，測得滑移荷載Nv。在試驗(yàn)中當(dāng)發(fā)生以下情況之一時(shí)，所對(duì)應(yīng)的荷載可定為試件的滑移荷載：（1）試驗(yàn)機(jī)發(fā)生回針現(xiàn)（針對(duì)老式表盤指針拉力機(jī)）；（2）試件側(cè)面畫線發(fā)生錯(cuò)動(dòng)；（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(qiáng)度螺栓連接摩擦面--抗滑移系數(shù)5.1.4操作步驟：21五，高強(qiáng)度螺栓連接摩擦面--抗滑移系數(shù)5.1.5結(jié)果計(jì)算：抗滑移系數(shù)，應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)所測得的滑移荷載