高强度钢和超高强度钢的切削加工
来源:数控机床网 作者:数控车床 栏目:行业动态
1 什么是高强度钢和超高强度钢？
所谓高强度钢，是指那些在强度和韧性方面结合很好的钢种。低合金结构钢，经调质处理后，具有很好的综合力学性能。其抗拉强度sb＞1200MPa时，叫高强度钢；其抗拉强度sb＞1500MPa时，称为超高强度钢。
超高强度钢，视其合金含量的多少，可分为低合金超高强度钢(合金含量不大于6%)、中合金超高强度钢和高合金超高强度钢。
含一种合金元素的高强度合金钢有铬钢、镍钢、锰钢等；含两种合金元素的合金钢有铬镍钢、铬锰钢、铬钼钢等；含三种以上合金元素的高强度合金钢有铬锰硅钢、铬镍钨钢、铬镍钼钢、铬锰钛钢、铬锰钼钒钢等。
高强度钢和超高强度钢的原始强度和硬度并不高，但是经过调质处理后可获得较高的强度，硬度在HRC30～50之间。
钢的抗拉强度与硬度之间存在一定的关系。一般来说，硬度提高强度也随之增高，但不能说高强度钢就是高硬度钢。所谓高强度钢和超高强度钢，是指综合性能而言的。淬火钢的硬度很高，但不能称为高强度钢和超高强度钢，其原因是它的综合性能不好，几乎没有塑性，韧性也很差，只能作耐磨零件和工具。
2 高强度钢和超高强度钢有哪些切削特点？
高强度钢和超高强度钢，由于加入不同量的合金元素，经热处理后，Si、Mo、Ni等元素使固溶体强化，金相组织多为马氏体，具有很高的强度(最高可达1960MPa)和较高的硬度(HRC＞35)，冲击韧性高于45号钢，切削时具有以下特点：
刀具易磨损、耐用度低：高强度钢和超高强度钢，调质后的硬度一般在HRC50以下，但抗拉强度高，韧性也好。在切削过程中，刀具与切屑的接触长度小，切削区的应力和热量集中，易造成前刀面月牙洼磨损，增加后刀面的磨损，导致刃口崩缺或烧伤，刀具的耐用度低。
切削力大：高强度钢和超高强度钢的剪切强度高，变形困难，切削力在同等的切削条件下，比切45号钢的单位切削力大1.17～1.49倍。
切削温度高：这两种钢的导热性差，切削时切屑集中于刃口附近很小的接触面内，使切削温度增高。如45号钢的导热系数为50.2 W/ (m·K)，而38CrNi3MoVA的导热系数为29.3 W/(m·K)，仅为45号钢的60%，切削38CrNi3MoVA时的切削温度比切削45号钢的切削温度高100℃左右。切削温度高，刀具磨损加剧。
断屑困难：由于高强度钢和超高强度钢具有良好的塑性和韧性，所以切削时切屑不易拳曲和折断。切屑常缠绕在工件和刀具上，影响切削的顺利进行。
表1 高速钢牌号的选择 刀具类型 刀具材料 车刀 W9Mo3Cr4V3Co10
W12Mo3Cr4V3Co5Si
W2Mo9Cr4VCo8
W10Mo4Cr4V3Co4
W10Mo4Cr4V3Al
W6Mo5Cr4V2Al
W18Cr4V4Si Al 铣刀 W2Mo9Cr4VCo8
W12Mo3Cr4V3Co5Si
W9Mo3Cr4V3Co10
W10Mo4Cr4V3Co4
W10Mo4Cr4V3Al
W6Mo5Cr4V2Al
W18Cr4V4Si Al
W6Mo5Cr4V5Si Al 成形铣刀 W2Mo9Cr4VCo8
W12Mo3Cr4V3Co5Si
W10Mo4Cr4V3Co4
W10Mo4Cr4V3Al
W10Mo4Cr4V3Al
W6Mo5Cr4V2Al
W6Mo5Cr4V5Si Al 拉刀 W2Mo9Cr4VCo8
W12Mo3Cr4V3Co5Si
W10Mo4Cr4V3Al
W10Mo4Cr4V3Al
W6Mo5Cr4V2Al
W6Mo5Cr4V5Si Al 齿轮刀具 W6Mo5Cr4V2Al
W2Mo9Cr4VCo8
W12Mo3Cr4V3Co5Si
W10Mo4Cr4V3Co4
W9Mo3Cr4V3Co10 螺纹刀具 W6Mo5Cr4V2Al
W2Mo9Cr4VCo8
W12Mo3Cr4V3Co5Si
W10Mo4Cr4V3Co4
W9Mo3Cr4V3Co10
3 切削高强度钢和超高强度钢时怎样选择刀具材料？
高强度钢和超高强度钢具有很高的强度和硬度，切削时要求刀具应具有较高的红硬性、耐磨性及冲击韧性，而且不易产生粘结磨损和扩散磨损。粗加工和断续切削时，要求刀具具有抗热冲击性能。除金刚石刀具外，各种刀具材料均可以切削，在选择刀具材料时，应根据切削条件合理选择。
高速钢：选用高性能高速钢切削高强度钢和超高强度钢，应根据工件材料的性能、形状、加工方法和工艺系统刚性等特点，全面考虑
刀具材料的耐热性、耐磨性和韧性等。当工艺系统刚性较好、刀具型面简单时，可采用钨系、钨钼系高钒高钴高速钢；型面复杂时，可采用钨钼系、高碳低钒含铝高速钢或钨钼系高碳低钒高钴高速钢；当工艺系统刚性较差时，可采用钨钼系低钒含铝高速钢及钨钼系低钒高钴高速钢；在冲击切削条件下，宜采用钨钼系高钒高速钢、钨钼系含铌高速钢或钨钼系含铝高速钢。不同的切削方式切削高强度钢和超高强度钢时，高速钢牌号的选择见表1。
粉末冶金高速钢和TiN涂层高速钢：粉末冶金高速钢，是由高速钢粉末在高温(1100℃)、高压(100MPa)下直接压制，再锻造成所需要的刀具形状，加工淬火后刃磨而成。它具有硬度高、高温硬度好、耐磨性好的特点，适用于高强度钢和超高强度钢的切削。如原冶金部钢铁研究总院生产的FW12Cr4V5C05(FT15)和FW 10Mo5Cr4V2Co12等。
高速钢刀具TiN涂层，可以延长刀具耐用度2～3倍，提高切削速度25%。常用的涂层高速钢刀具有：麻花钻、立铣刀、丝锥、齿轮滚刀、铰刀和插齿刀等。
硬质合金：根据硬质合金的性能，它是切削高强度和超高强度钢的主要刀具材料。一般应选新型高性能硬质合金或涂层硬质合金。 陶瓷刀具：它的硬度和耐热性高于硬质合金，允许的切削速度比硬质合金高1～2倍。在高强度钢和超高强度钢的切削中，陶瓷刀具主要用于车削和平面铣削的半精加工和精加工中。推荐选用Al2O3～TiC系列陶瓷，如AT6、AG2、T8、LT35、LT55等。
立方氮化硼(C 、PC )：这种刀具的硬度、耐磨性及耐热性很高，PC 的强度也很高，达1500 MPa，适用于高强度钢和超高强度钢的车削和铣削，主要用于半精加工和精加工。
4 切削高强度钢和超高强度钢时怎样选择刀具几何参数？
切削高强度钢和超高强度钢，刀具几何参数的选择原则与加工一般钢材相同。但由于这种钢材的切削特点，应注意刀刃和刀尖部分的强度，以保证刀具有一定的耐用度。
刀具的耐用度，随着刀具的前角和后角改变而变化。前角大，刃口强度低，容易造成崩刃。后角小，增大了刀具与工件的摩擦，使切削温度增高，加剧刀具磨损。所以在切削时，应采用较小的前角或负前角及较大的后角。采用硬质合金刀具时，g0=4°～6°，a0=8°～12°；车削超高强度钢时，选用负前角，一般为g0=-2°～-4°。切削刃应鐾出负倒棱，一般为g01=-5°～-15°，bg=(0.5～0.8 )f。这样既可以加强刀刃，又不致使切削力增大。
为了加强刀尖强度，刀尖圆弧半径应比加工一般钢材大一些。粗加工时，re=1～2 mm；精加工时，re=0.5～0.8 mm。
在车削和铣削高强度钢或超高强度钢时，高速钢、硬质合金、陶瓷、C 刀具的几何参数见表3、表4。
表3 车刀几何参数推荐表 刀具角度 刀具材料 高速钢 硬质合金 C 陶瓷 g0 3°～12° -4°～6° -8°～-12° -15°～-4° a0 5°～10° 6°～12° 10°～15° 6°～10° ls 4°～2° -12°～0° -10°～0° -20°～-2° 表4 铣刀几何参数推荐表 刀具材料 刀具角度(°) g0 ls a0 kr gp gf b 硬质
合金 面铣刀 -15～-6 -12～-3 8～12 30～75 -15～-6 -12～-3 - 立铣刀 - - 4～10 90 -15～-5 -10～-3 - 高速钢立铣刀 - - 7～10 90 - 3～5 30～35 陶瓷面铣刀 -20～-8 -12～-3 4～10 30～75 - - -
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钢结构高强螺栓 2010/10/28 16:54:56 钢结构高强螺栓需要性能等级在8.8以上。是用高强度钢制造的,或者需要施以较大预紧力的螺栓,皆可称为高强度螺栓.高强度螺栓多用于桥梁、钢轨、高压及超高压设备的连接.这种螺栓的断裂多为脆性断裂.应用于超高压设备上的高强度螺栓,为了保证容器的密封,需要施以较大的 预应力。 钢结构连接用螺栓性能等级分3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9等10余个等级，其中8.8级及以上螺栓材质为低碳合金钢或中碳钢并经热处理（淬火、回火），通称为高强度螺栓，其余通称为普通螺栓。 关于高强度螺栓的几个概念1.按规定螺栓的性能等级在8.8级以上者,称为高强度螺栓.现国家标准只罗列到M39,对于大尺寸规格,特别是长度大于%10~15倍的高强度螺栓,国内生产尚属短线。 高强螺栓与普通螺栓区别 高强度螺栓就是可承受的载荷比同规格的普通螺栓要大。普通螺栓的材料是Q235（即A3）制造的。高强度螺栓的材料35＃钢或其它优质材料，制成后进行热处理，提高了强度。两者的区别是材料强度的不同。 从原材料看：高强度螺栓采用高强度材料制造。高强螺栓的螺杆、螺帽和垫圈都由高强钢材制作，常用45号钢、40硼钢、20锰钛硼钢、35CrMoA等。普通螺栓常用Q235（相当于过去的A3）钢制造。 从强度等级上看：高强螺栓，使用日益广泛。常用8.8s和10.9s两个强度等级，其中10.9 级居多。普通螺栓强度等级要低，一般为4.4级、4.8级、5.6级和8.8级。 从受力特点来看：高强度螺栓施加预拉力和靠摩擦力传递外力。普通螺栓连接靠栓杆抗剪和孔壁承压来传递剪力，拧紧螺帽时产生预拉力很小，其影响可以忽略不计，而高强螺栓除了其材料强度很高之外，还给螺栓施加很大预拉力，使连接构件间产生挤压力，从而使垂直于螺杆方向有很大摩擦力，而且预拉力、抗滑移系数和钢材种类都直接影响高强螺栓的承载力。 根据受力特点分承压型和摩擦型.两者计算方法不同。高强螺栓最小规格M12，常用 M16~M30，超大规格的螺栓性能不稳定，设计中应慎重使用。 高强度螺栓摩擦型和承压型连接的区别：高强螺栓连接是通过螺栓杆内很大的拧紧预拉力把连接板的板件夹紧，足以产生很大的摩擦力，从而提高连接的整体性和刚度，当受剪力时，按照设计和受力要求的不同，可分为高强螺栓摩擦型连接和高强螺栓承压型连接两种，两者的本质区别是极限状态不同，虽然是同一种螺栓，但是在计算方法、要求、适用范围等方面都有很大的不同。在抗剪设计时，高强螺栓摩擦型连接是以外剪力达到板件接触面间由螺栓拧紧力所提供的可能最大摩擦力作为极限状态，也即是保证连接在整个使用期间内外剪力不超过最大摩擦力。板件不会发生相对滑移变形（螺杆和孔壁之间始终保持原有的空隙量），被连接板件按弹性整体受力。在抗剪设计时，高强螺栓承压型连接中允许外剪力超过最大摩擦力，这时被连接板件之间发生相对滑移变形，直到螺栓杆与孔壁接触，此后连接就靠螺栓杆身剪切和孔壁承压以及板件接触面间的摩擦力共同传力，最后以杆身剪切或孔壁承压破坏作为连接受剪的极限状态。总之，摩擦型高强螺栓和承压型高强螺栓实际上是同一种螺栓，只不过是设计是否考虑滑移。摩擦型高强螺栓绝对不能滑动，螺栓不承受剪力，一旦滑移，设计就认为达到破坏状态，在技术上比较成熟；承压型高强螺栓可以滑动，螺栓也承受剪力，最终破坏相当于普通螺栓破坏（螺栓剪坏或钢板压坏）。 从使用上看：建筑结构的主构件的螺栓连接，一般均采用高强螺栓连接。普通螺栓可重复使用，高强螺栓不可重复使用。高强螺栓一般用于永久连接。 高强螺栓是预应力螺栓,摩擦型用扭矩扳手施加规定预应力,承压型拧掉梅花头。普通螺栓抗剪
浅析常用钢结构高强度螺栓选型与复验 摘要：从理论角度对钢结构高强度螺栓进行分类；从试验测量得出的数据，介绍影响高强度螺栓紧固轴力和扭矩系数检测结果的因素及对策。 关键词：钢结构；紧固件；扭剪型高强度螺栓；大六角型高强度螺栓；紧固轴力；扭矩系数；达克罗高强度螺栓；螺栓复验检测abstract: from theoretical point of view on the strength bolted classification; derived from the experimental measurement data on the factors and countermeasures for high strength bolts fastening axial force and torque coefficient test results. keywords: steel; fasteners; torsional shear type high strength bolts; hexagonal high strength bolts; fastening axial force; torque coefficient; dacromet high strength bolts; bolt reinspection detection 1 概述 由于钢结构具有强度高、结构轻巧、施工周期短和精度高等特点，频繁应用于各种建筑工程中，如高层及超高层建筑、石油化工装置、体育和文化展示场馆等。而且在现场安装时采用更方便和灵活的高强度螺栓连接，从而大大的提高了生产效率。但与此同时，钢结构工程的螺栓选型和检测亦受到了广泛的关注。在钢结构工程中，紧
产品合格证 CERTIFICATE OF QUALTY 受货单位：工程： Order unit project. 制造单位：河北太极高强度标准件有限公司标准号：GB/T3632-2008 Manufacturer Standard NO. 产品名称：钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副批号： Description Batch NO. 本批钢结构用高强度螺栓连接副按中华人民共和国国家标准(GB)制造，检验合格，准予出厂。 This batch production were manufactured and in conformance with Standards of the people’s Republic of China(GB)and are approved for delivety. 总经理：杨建龙试验：冀燕照审核：杜佳批准：李俊学日期： General manager：Test：Audit：Approval：Data： 检验报告Inspection report
持续15秒后卸载，螺母能用手拧下。Shall be held for 15s，the nut shall be removable buy the fingers after. 螺纹或螺纹与杆部交界处。Thread or interface between thread and shank 当螺栓L/D≤3,不能做楔负载试验，以芯部硬度试验代替。 When the bolt L / D ≤3, can not do wedge load test to replace the core hardness test 注：（1）请严格按照《钢结构施工规范》使用安装高强度螺栓连接副，盲目施工造成一切后果用户自负。 （2）现场使用的螺栓连接副须与质量证明书一致为本厂产品。
钢结构用高强度大六角螺栓范围、引用标准（GB/T1228-91） 详细介绍： 本标准参照采用国际标准ISO 7412—1984《高强度结构螺栓》。 1 主题内容与适用范围 本标准规定了螺纹规格为M12～M30高强度大六角头螺栓的型式尺寸、技术条件及标记。本标准适用于铁路和公路桥梁、锅炉钢结构、工业厂房、高层民用建筑、塔桅结构、起重机械及其他 钢结构摩擦型高强度螺栓连接。 2 引用标准 GB 196 普通螺纹基本尺寸(直径1～600 mm) GB 197 普通螺纹公差与配合(直径1～355 mm) GB 2 紧固件外螺纹零件的末端 GB 3103.1 紧回件公差螺栓、螺钉和螺母 GB 1237 紧固件的标记方法 GB/T 1231 钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件 3 尺寸 尺寸按下图及表1～3所示。
注：括号内的规格为第二选择系列。 注：①括号内的规格为第二选择系列。
②l g max =l公称-(b)参考；l s min = l g max -3P 。 注：括号内的规格为第二选择系列。 4 技术条件 技术条件按GB／T 123l规定。 5 标记 5.1标记方法按GB 1237规定。 5.2 标记示例： 螺纹规格d=M20、公称长度l=100 mm、性能等级为10.9 s级的钢结构用高强度大六角头螺栓的 标记：
螺栓GB/T 1228 M20×100 螺纹规格d=M20、公称长度l=100 mm、性能等级为8.8 s级的钢结构用高强度大六角头螺栓的 标记： 螺栓GB/T 1228 M20×100-8.8 s _____________________________ 附加说明： 本标准由中华人民共和国铁道部提出，由铁道部标准计量研究所归口。 本标准由铁道部科学研究院、上海标准件公司、大冶钢厂、冶金工业部建筑研究总院共同起草。 本标准主要起草人程季青、沈家骅。 本标准委托铁道部科学研究院铁道建筑研究所负责解释。
高强度钢材应用技术 刘振泉刘海豹 （中交第一公路工程局有限公司） 1 前言 目前许多施工企业都在拓展海外市场，以谋求更广阔的发展空间。非洲基础设施落后，房建领域尤其是高强度钢结构应用凤毛麟角，我们结合本项目钢结构设计特点，现将恩德培国际机场改扩建项目货运楼中应用的高强度钢材技术进行一下说明。 2 技术特点 （1）所有高强度钢材需符合欧标或英标。 （2）钢结构高强度钢材形式多样，连接复杂。 3 适用范围 本方法适用于恩德培国际机场改扩建项目货运楼主体钢结构。 4 工艺原理 所用高强度钢材符合欧标及英标的标准。 4.1严格控制高强钢材的焊接程序 高强钢材焊接应符合相应欧洲或英国标准，焊工应有符合上岗的认证，对相应焊接的关键部位要严格把控。 4.2严格控制施工过程 施工过程要遵守施工规范，严格控制高强钢材的吊装，吊装的顺序应安全有序。 5 施工工艺流程及操作要点 5.1 施工工艺流程 施工放线→基础混凝土内预埋螺栓→（钢结构加工制作）门式刚架吊装→吊车梁安装→钢梁安装→屋架、屋面板及屋檐板安装→墙面板安装→钢结构涂装。 5.2 操作要点 5.2.1.钢结构的焊缝要探伤，看加工的是否合格； 5.2.2.结构安装的误差； 5.2.3.钢结构螺栓位置及尺寸偏差； 5.2. 4.维护结构的安装节点的合理性； 5.2.5.钢结构的除锈的等级； 5.2. 6.防锈漆和防火涂料的厚度。 6 材料与设备
6.2 设备 根据材料特性和施工工艺要求，一般采用以下机械设备： 7 质量控制 1)钢结构安装时，必须控制屋面、楼面、平台等的施工荷载，严禁超过设计图纸和相应规范要求。 2)钢结构安装过程中，结构形成空间刚度单元后，应及时对柱底和基础顶面的空隙进行二次浇灌，地 脚螺栓安装好后的外露长度允许偏差0—+30mm。 3)焊接H型钢的翼缘板拼接缝和腹板拼接缝的间距不小于200mm，翼缘板拼接长度不小于2倍板宽； 腹板拼接宽度不小于300mm,长度不小于600mm。 4)吊车梁和桁架不应下挠。 5)摩擦型高强度螺栓连接接触面应平整，有75%的面顶紧，边缘最大间隙0.8mm。 8 安全措施 1) 吊装现场道路必须平整坚实，回填土、松软土层要进行处理。如土质松软，应单独铺设道路。起重
1．在构件发生断裂(B)塑性破坏 2．钢结构工程中(D)伸长率3．对钢材的分组(D)厚度与直径4．钢材内部除(A)N，O，S，P 5．钢结构连接中所(B)E50 6．产生焊接残余(C)焊接时热量分布不均7．角钢和钢板间C)角钢肢背的侧焊缝受力大于角钢肢尖的侧焊缝受力 h是根据8．在直接受动力(D)摩擦型高强螺栓9．图中的焊脚尺寸 f ．一般按构造和...中心间距(A)3d010．一般按构造和施工要求，端距(B)2d0 11．轴心受拉构件(C)净截面的平均应力达到钢材的屈服强度fy12．轴心压杆整体稳定C)截面平均应力不超过构件的临界应力值13．为防止钢构件中(A)改变板件的宽 λ15．确定双肢格构(B)绕虚轴和绕实轴两个厚比14．计算格构式压杆(B) ox 方向的等稳定条件16．焊接组合梁受。。。横向(A)剪应力16．焊接组合梁受均布荷载作用。。纵向(B)弯曲应力17．简支工字形截面梁(A)两端有等值同向曲率弯矩作用18．为了提高荷载(D)受压翼缘处19．计算格构式压弯(C)构件 20．缀条格构式压...缀条平面内的计算长度取，(A) l20．缀条格构式 1 l21．有分别为Q235和Q345 (B)可以22．工压...在缀条平面外取。(C) oy 字形轴心受压构件(A)构件最大长细比，且不小于30、不大于100 23．偏心压杆在弯矩(C)受压较大纤维的毛截面抵抗矩24．承重结构用钢材(C)抗拉强度、屈服强度、伸长率25．随着钢材厚度的(A)钢材的抗拉、抗压、抗弯、抗剪强度均 h 下降26．在低温工作(-20oC (C)低温冲击韧性27．直角角焊缝的有(A)0.7 f 28．对于直接承受动力(C)与侧面角焊缝的计算式相同29．单个螺栓的承压(D)min{ a+c+e，b+d}30、承压型高强度(D)承受静力荷载或间接承受动力荷载的连接32．实腹式轴压杆(D)需要根据稳定性分类判别34．在满足强度(D)6mm，6mm35．轴心受力构件(C)构件的刚度规定36．对长细比很大(A)增加支座约束37．梁的最小高度(C)刚度38．为了提高梁的整(B)增加侧向支撑点，l39．在梁的整体稳定计算B)不会丧失整体稳定40．算梁的整体稳定性时 减少 1
中华人民共和国行业标准 钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程 JGJ 82—91 第一章总则 第1．0．1条为使在钢结构工程中，高强度螺栓连接的设计、施工做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量，制定本规程。 第1．0．2条本规程适用于工业与民用建筑钢结构工程中高强度螺栓连接的设计、施工与验收。 第1．0．3条高强度螺栓连接的设计、施工及验收，除按本规程的规定执行外，尚应符合《钢结构设计规范》(GBJl7)、《冷弯薄壁型钢结构技术规范))(GBJl8)及《钢结构工程施工及验收规范))(GBJ205)的有关规定。 设计在特殊环境(如高温或腐蚀作用)中应用的高强度螺栓连接时，尚应符合现行有关专门标准的要求。 第1．0．4条本规程采用的高强度螺栓连接副，应分别符合《钢结构用大六角头螺栓》(GBl228)、《钢结构用高强度大六角螺母型式与尺寸))(GBl229)、《钢结梅用高强度垫圈型式与尺寸》(GBl230)、《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》(GBl231)或《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副形式尺寸))(GB3632)和《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副技术条件))(GB3633)的规定。 第1，0．5条在设计图、施工图中均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、摩擦面抗滑移系数以及连接后的防锈要求。当设计中选用两种或两种以上直径的高强度螺栓时，还应注明所选定的需进行抗滑移系数检验的螺栓直径。 第1．0．6条在高强度螺栓施拧、构件摩擦面处理及安装过程中，应遵守国家劳动保护和安全技术等有关规定。 第二章连接设计 第一节一般规定
钢结构练习四螺栓连接 一、选择题（××不做要求） 1．单个螺栓的承压承载力中，[N]= d∑t·f y，其中∑t为（ D ）。 A）a＋c＋e B）b＋d C）max{a+c+e，b+d} D）min{a+c+e，b+d} 2．每个受剪拉作用的摩擦型高强度螺栓所受的拉力应低于其预拉力的（ C ）。 A）1.0倍B）0.5倍C）0.8倍D）0.7倍 3．摩擦型高强度螺栓连接与承压型高强度螺栓连接的主要区别是（ D ）。 A）摩擦面处理不同B）材料不同 C）预拉力不同D）设计计算不同 4．承压型高强度螺栓可用于（ D ）。 A）直接承受动力荷载 B）承受反复荷载作用的结构的连接 C）冷弯薄壁型钢结构的连接 D）承受静力荷载或间接承受动力荷载结构的连接 5．一个普通剪力螺栓在抗剪连接中的承载力是（ D ）。 A）螺杆的抗剪承载力B）被连接构件（板）的承压承载力 C）前两者中的较大值D）A、B中的较小值 6．摩擦型高强度螺栓在杆轴方向受拉的连接计算时，（ C ）。 A）与摩擦面处理方法有关B）与摩擦面的数量有关 C）与螺栓直径有关D）与螺栓性能等级无关 7．图示为粗制螺栓连接，螺栓和钢板均为Q235钢，则该连接中螺栓的受剪面有（ C ）个。 A）1 B）2 C）3 D）不能确定 8．图示为粗制螺栓连接，螺栓和钢板均为Q235钢，连接板厚度如图示，则该连接中承压板厚度为（ B ）mm。 A）10 B）20 C）30 D）40
9．普通螺栓和承压型高强螺栓受剪连接的五种可能破坏形式是：I ．螺栓剪断；Ⅱ．孔壁承压破坏；Ⅲ．板件端部剪坏；Ⅳ．板件拉断；Ⅴ．螺栓弯曲变形。其中（ B ）种形式是通过计算来保证的。 A ）I 、Ⅱ、Ⅲ B ）I 、Ⅱ、Ⅳ C ）I 、Ⅱ、Ⅴ D ）Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ 10．摩擦型高强度螺栓受拉时，螺栓的抗剪承载力（ B ）。 A ）提高 B ）降低 C ）按普通螺栓计算 D ）按承压型高强度螺栓计算 11．高强度螺栓的抗拉承载力（ B ）。 A ）与作用拉力大小有关 B ）与预拉力大小有关 C ）与连接件表面处理情况有关 D ）与A ，B 和C 都无关 12．一宽度为b ，厚度为t 的钢板上有一直径为d 0的孔，则钢板的净截面面积为（ C ）。 A ）t d t b A n ?-?=2 B ）t d t b A n ?-?=420π C ）t d t b A n ?-?=0 D ）t d t b A n ?-?=2 0π 13．剪力螺栓在破坏时，若栓杆细而连接板较厚时易发生（ A ）破坏；若栓杆粗而连接板较薄时，易发生（ B ）破坏。 A ）栓杆受弯破坏 B ）构件挤压破坏 C ）构件受拉破坏 D ）构件冲剪破坏 14．摩擦型高强度螺栓的计算公式)25.1(9.0t f b v N P n N -?=μ中符号的意义，下述何项为正确？ （ D ）。 A ）对同一种直径的螺栓，P 值应根据连接要求计算确定 B ）0.9是考虑连接可能存在偏心，承载力的降低系数 C ）1.25是拉力的分项系数 D ）1.25是用来提高拉力N t ，以考虑摩擦系数在预压力减小时变小使承载力降低的不利因素。 ？？？15．在直接受动力荷载作用的情况下，下列情况中采用（ A ）连接方式最为适合。 A ）角焊缝 B ）普通螺栓 C ）对接焊缝 D ）高强螺栓 16．在正常情况下，根据普通螺栓群连接设计的假定，在M≠0时，构件B （ D ）。 A ）必绕形心d 转动 B ）绕哪根轴转动与N 无关，仅取决于M 的大小 C ）绕哪根轴转动与M 无关，仅取决于N 的大小 D ）当N=0时，必绕c 转动
浅谈高强度钢材在工程结构中的应用研究进展 高强度结构钢（简称高强钢）是指采用微合金化及热机械轧制技术生产出的具有高强度（屈服强度大于等于 460,MPa）、良好延性、韧性以及加工性能的结构钢材[1].区别于普通强度钢材，由于高强度钢材的屈服平台长度较短、屈强比较高而无法达到抗震规范的要求，其变形能力的验证更加重要。随着高强钢在工程结构领域的逐渐推广应用，有必要对高强度钢材钢结构的承载力、延性和抗震性能进行系统的研究。 本文旨在总结高强度钢材在工程结构中的应用现状与研究进展，进而说明相应需要深入研究的问题。 高强钢在发达国家已得到初步推广，取得了良好的效果，其中应用最多的领域是桥梁工程。德国的1Viaduct Bridge 中均采用了S460 高强度钢材（屈服强度为 460,MPa 的钢材，简称 S460 高强钢）。为减小桥墩尺寸，满足外观要求，德国的Nesenbachtalbruke 桥中受压构件采用了 S690 高强钢；为有效降低自重，便于战时快速运输与安装，瑞典的 48 号军用快速桥采用了 S1100 超高强钢。
高强钢的应用不仅减小了钢板的厚度进而减轻结构自重，同时也减小了焊缝的尺寸从而减少焊接工作量、提高焊缝质量。因此，在一定程度上缩短了施工工期，同时延长了桥梁的使用寿命。 高强钢已经在一些建筑结构中成功运用。这些工程大多采用了460~690,MPa 等级钢材，个别工程还使用了 780,MPa 等级钢材。如日本横滨 LandmarkTower 大厦，其工字形截面柱采用 600,MPa 钢材；德国柏林的 Sony Centre 大楼的屋顶桁架采用 S460 和S690 钢材；澳大利亚悉尼的 Star City 在地下室柱子和其内部 Lyric 剧院的 2 个桁架结构中采用 650,MPa和 690,MPa 等级的钢材；悉尼的 Latitude 大厦在转换层中采用 690,MPa 高强度钢板；美国休斯顿 ReliantStadium 体育馆的屋顶桁架结构采用 450,MPa 高强度钢材。高强钢在我国也已成功运用于建筑工程。如国家体育场鸟巢的关键部位采用了 700,t Q460 等级钢材；国家游泳中心水立方结构采用了 2,600,t Q420钢；央视新台址主楼结构采用了 2,674.19,t Q460 钢等。此外，值得一提的是，G550 高强钢在澳大利钢结构住宅方面也有了初步的应用[2].输电塔、海洋平台、压力容器、油气输送管道、船舶制造与汽车制造等领域是高强钢的潜在市场。日本和美国的铁塔设计标准都已经给出了较高等级的可选钢材。《日本架空送电规程》[3]中焊接结构钢的屈服强度最高为460,MPa,铁塔用高拉力型钢的屈服强度达到 520,MPa;《美国输电铁塔设计导则》[4]中的钢材强度已达到 686,MPa;高强钢在我国输电
钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程JGJ82-91 目录 第一章总则 第二章连接设计 第一节一般规定 第二节摩擦型连接的计算 第三节承压型连接的计算 第四节接头设计 第五节连接构造要求 第三章施工及验收 第一节高强度螺栓连接副的储运和保管 第二节高强度螺栓连接构件的制作 第三节高强度螺栓连接副和摩擦面的抗滑移系数检验 第四节高强度螺栓连接副的安装 第五节高强度螺栓连接副的施工质量检查和验收 第六节油漆 附录一非法定计量单位与法定 附录二本规程用词说明 附加说明 主编单位：湖北省建筑工程总公司 批准部门：中华人民共和国建设部 施行日期：1992年11月1日 关于发布行业标准《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》的通知 建标〔1992〕231号 各省、自治区、直辖市建委（建设厅），计划单列市建委，国务院有关部、委： 根据原国家建工总局（82）建工科字第14号文的要求，由湖北省建筑工程总公司主编的《钢结构高强度螺栓连接设计、施工及验收规程》，业经审查，现批准为行业标准，编号JGJ82-91，自一九九二年十一月一日起施行。 本标准由建设部建筑工程标准技术归口单位中国建筑科学研究院归口管理，其具体解释等工作由湖北省建筑工程总公司负责。 本标准由建设部标准定额研究所组织出版。 中华人民共和国建设部 一九九二年四月十六日 主要符号 作用和作用效应 F——集中荷载； M——弯矩； N——轴心力； P——高强度螺栓的预拉力； V——剪力。 计算指标
——每个高强度螺栓的受拉、受剪和承压承载力设计值； f——钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值； ——高强度螺栓的抗拉、抗剪和承压强度设计值； σ——正应力。 几何参数 A——毛截面面积； An——净截面面积； I——毛截面惯性矩； S——毛截面面积矩； α——间距； D——直径； D0——孔径； L——长度； Lz——集中荷载在腹板计算高度边缘上的假定分布长度。 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； nf——高强度螺栓传力摩擦面数目； μ——高强度螺栓摩擦面的抗滑移系数； Ψ——集中荷载的增大系数。 第一章总则 第1.0.1条为使在钢结构工程中，高强度螺栓连接的设计、施工做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量，制定本规程。 第1.0.2条本规程适用于工业与民用建筑钢结构工程中高强度螺栓连接的设计、施工与验收。 第1.0.3条高强度螺栓连接的设计、施工及验收，除按本规程的规定执行外，尚应符合《钢结构设计规范》（GBJ17）、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GBJ18）及《钢结构工程施工及验收规范》（GBJ205）的有关规定。 设计在特殊环境（如高温或腐蚀作用）中应用的高强度螺栓连接时，尚应符合现行有关专门标准的要求。 第1.0.4条本规程采用的高强度螺栓连接副，应分别符合《钢结构用大六角头螺栓》（GB1228）、《钢结构用高强度大六角螺母型式与尺寸》（GB1229）、《钢结构用高强度垫圈型式与尺寸》（GB1230）、《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》（GB1231）或《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副形式尺寸》（GB3632）和《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副技术条件》（GB3633）的规定。 第1.0.5条在设计图、施工图中均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、摩擦面抗滑移系数以及连接后的防锈要求。当设计中选用两种或两种以上直径的高强度螺栓时，还应注明所选定的需进行抗滑移系数检验的螺栓直径。 第1.0.6条在高强度螺栓施拧、构件摩擦面处理及安装过程中，应遵守国家劳动保护和安全技术等有关规定。 第二章连接设计 第一节一般规定
钢结构高强度螺栓连接的规定 1、抗滑移系数是高强度螺栓连接的主要设计参数之一，直接影响构件的承载力，因此构件摩擦面无论由制造厂处理，还是由现场处理均应对抗滑移系数进行测试，测得的抗滑移系数最小值应符合设计要求本条是强制性条文。 在安装现场局部采用砂轮打磨摩擦面时，打磨范围不小于螺栓孔径的4倍，打磨方向应与构件受力方向垂直。 除设计上采用摩擦系数小于等于0.3，并明确提出可不进行抗滑移系数试验者外，其余情况在制作时为确定摩擦面的处理方法，必须按要求的批量用3套同材质，同处理方法的试件，进行复验。同时并附有3套同材质，同处理方法的试件，供安装前复验。 2、高强度螺栓终拧1h时，螺栓预拉力的损失已大部分完成，在随后一两天内，损失趋于平稳，当超过一个月后，损失就会停止，但在外界环境影响下，螺栓扭矩系数将会发生变化，影响检查结果的准确性。为了统一和便于操作，本条规定检查时间同一定在1h后48h之内完成。 3、本条的构造原因是指设计原因造成空间太小无法使用专用扳手进行终拧的情况，在扭剪型高强度螺栓施工中，因安装顺序，安装方向考虑不周，或终拧时因对电动扳手使用掌握不熟练。致使终拧时尾部梅花头上的棱端部滑牙（即打滑），无法拧掉梅花头，造成终拧扭矩是未知数。对此类螺栓应控制一定比例。 4、高强度螺栓初拧，复拧的目的是为了使摩擦面能密贴，且螺栓受力
均匀，对大型节点强调安装顺序是防止节点中螺栓预拉力损失不均，影响连接的刚度。 5、强行穿入螺栓会损伤丝扣，改变高强度螺栓连接副的扭矩系数，甚至连螺母都拧不上，因此强调自由穿入螺栓孔，气割扩孔很不规则，既削弱了构件的有效载面，减少了压力传力面积，还会使扩孔处钢材造成缺陷，故规定不得气割扩孔，最大扩孔量的限制也是基于构件有效载面和摩擦传力面积的考虑。 6、对于螺栓球节点网架，其刚度（挠度）往往比设计值要弱，主要原因是因为螺栓球与钢管连接的高强度螺栓紧固不牢，出现间隙，松动等未拧紧情况，当下部支撑系统拆除后，由于连接间隙，松动等原因，挠度明显加大，超过规范规定的限值。
高强度钢材在建筑工程中的应用2012年05月16日08:05网络21次阅读0次被顶共有评论0条从钢结构工程的发展历史来看，钢结构的发展始终是与钢材的强度以及生产工艺的发展带来的加强性能紧密相关。也是由于钢结构的发展，对材料的各种性能指标不断推出新的要求，促进了钢材种类的扩展及强度的提高；正是钢结构材料的不断改进，提高了钢结构的承载力，经济性能和使用性能，满足和促进了钢结构工程的发展，应用，推广及进步，同时与高强度钢材匹配的具有良好韧性，延性，和足够强度的焊接金属材料和焊接工艺逐渐地成熟，完全能满足钢结构加工制作的要求，使高强度钢材的应用成为可能。 近几年，国内的高层钢结构建筑，大跨度空间结构的发展，对钢材的强度等指标提出了更高的要求，像国家体育场就使用了Q460E，水立方工程使用了Q420，CCTV新址使用了Q460，均是经专门论证而使用的.我国新的钢材规范低合金高强度结构钢GB/T1591-2008，代替GB/T1591-1994，也给出了Q500，Q550，Q620，Q690级性能钢材，取消了Q295强度级别钢材。有的学者，将强度级别460Mpa-1100Mpa钢材称为超高强度钢材，笔者认为，700MPA 以下钢材还是根据国内习惯及规范中的叫法称为高强度钢材为宜（指低合金钢），更高强度级别的钢材也可称为超高强度钢材。 高强度钢材的优点有很多，研究结果表明，在同样的轴心受压条件下，采用高强度钢材的钢柱，在整体稳定方面，极限应力δu与屈服强度fy的比值δu／fy（即整体稳定系数φ），要比普通强度钢材钢柱高很多。 这主要是因为相对于普通强度钢材钢柱，构件的初始缺陷（主要包括几何初始缺陷和残余应力）对高强度钢材钢柱的影响要小很多，残余应力特别是残余压应力的数值与钢材的屈服强度没有直接关系。在钢柱截面起控制作用的关键部位，对于高强度钢材钢柱而言，残余应力与钢材屈强度的比值要比普通钢材钢柱小很多；恰恰是这一比值对钢柱的整体稳定系数有很大影响，而不是残余应力的绝对数值大小。 关于几何初始缺陷的影响，已有研究者在仅考虑相同几何初始缺陷条件下，针对两种钢材（235MPa和690MPa）的H形截面轴心受压钢柱绕强轴的整体稳定承载力进行了初步计算和对比，结果表明高强度钢材（690MPa）钢柱的相对强度（即整体稳定系数φ）更高。 相对于普通钢材，钢结构采用高强度钢材具有以下优势：能够减小构件尺寸和结构重量，相应地减少焊接工作量和焊接材料用量，减少各种涂层（防锈、防火等）的用量及其施工工作量，使得运输安装更加容易，降低钢结构的加工制作、运输和安装成本；在建筑物使用方面，减小构件尺寸能够创造更大的使用净空间；特别是，能够减小所需板的厚度，从而相应减小焊缝厚度，改善焊缝质量，提高结构疲劳使用寿命。采用高强度钢材，有利于可持续发展战略和保护环境基本国策的实施。高强度钢材能够降低钢材用量，从而大大减少铁矿石资源的消耗；焊接材料和各种涂层（防锈、防火等）用量的减少，也能够大大减少不可再生资源的消耗，同时能够减少因资源开采对环境的破坏，这对于我国实施可持续发展战略、改变“高资源消耗”的传统工业化发展模式、充分利用技术进步建立“效益优先型”、“资源节约型”和“环境友好型”国民经济体系都有极大的促进作用。 欧美国家以及日本，对高强度钢材的发展及应用均十分重视，像欧洲的建筑用高强度钢材规范EN10025-6，给出了高强度钢材的力学性能，化学成份以及冲击韧性等，从而保证钢材具有良好的焊接性能也为其他工程中开阔了畅通的道路。例如： 1，索尼中心（Sony Center） 德国柏林索尼中心大楼（Sony Center）（图）为了保护已有的一个砌体结构建物，将大楼的一部分楼层悬挂在屋顶桁架上。屋顶桁架跨度60m，高12m，其杆件用600mm×100mm矩形实心截面，采用了S460和S690钢材（强度标准值460MPa和690MPa），以尽可能减小构件截面。
《钢结构设计原理》复习思考题 第一章 1、钢结构的特点，应用范围。（P2—P5） 2、了解结构的两类极限状态的概念或两类极限状态所包含的内容，掌握可靠指标β与失效概率P f之间的 关系。（P7-8） 3、了解钢结构内力的分析方法（P12） 第二章 1、钢结构对材料性能的基本要求是什么？（P18） 2、G B50017—2003推荐承重结构宜采用哪四种钢材（或哪四种钢材符合钢结构对材料性能的基本要求）？ （P19） 3、建筑钢材可能的两种典型破坏形式是什么？各自的破坏特征如何？（P23） 4、鉴定钢材主要性能试验有哪些？(一次单向拉伸试验、冷弯试验、和冲击韧性试验) 简述钢材的主要机 械性能（物理力学性能）指标。（屈服点、抗拉强度、伸长率、弹性模量、冷弯性能、冲击韧性） 5、影响钢材力学性能的主要因素有哪些？（P19—P34。化学成分，组织构造和缺陷，温度、应力集中、 冷作硬化和应变时效硬化、荷载类型等），含碳量提高对钢材的力学性能有何影响？有害元素S、P、Q、N对钢材力学性能各有什么影响？ 6、钢材的冷脆转变温度越高其韧性越差。钢材在整个使用过程中，可能出现的最低温度应高于钢材的冷 脆转变温度。 7、低合金钢含有各种合金元素，对钢材可焊性产生影响，我国规范采用碳当量来衡量低合金钢的可焊性。 8、什么是应力集中？构件中产生应力集中现象的主要原因有哪些？应力集中将会造成什么后果？（P30） 8、疲劳破坏特点是什么？（P36） 9、对于设计要求的疲劳寿命n，各种构件或连接破坏的应力幅值的大小，主要取决于构造细部。如果由构造细部引起的应力集中大，则破坏时的应力幅就小，其疲劳性能就不好。如构件只存在变化的压应力，就不会发生疲劳破坏。 10、我国常用建筑钢材的钢种、钢号是什么？钢号表示法？（P43—P46） 11、为什么薄钢板或小直径钢材比厚板或大直径钢材的强度高，即为什么GB50017—2003要对钢材以板厚分组区别其强度？（P21） 12、用塑性良好的Q235钢材制成的材料一定发生塑性破坏吗？为什么？ 13、强屈比f u/f y表示钢材的安全储备，其值越大，储备越大。 第三章 1、目前我国常用的连接方法有哪些？（P52） 2、手工电弧焊焊条与焊件金属品种相适应。Q235号钢焊件用E43系列型焊条、Q345钢焊件用E50系列 型焊条，Q390和Q420钢焊件用E55系列型焊条。（P53） 3、焊缝质量检验标准？（P57） 4、什么情况下需验算对接焊缝强度？对接焊缝传递各种内力的计算（P63—P66） 5、角焊缝的尺寸限制：写出h fmin，h fmax，L wmin，L wmax的值，为什么要有这些限制？（P67—P68） 6、何为正面角焊缝、侧面角焊缝？承受静力载荷或间接动载时，正面角焊缝的承载能力为侧焊缝的1.22 倍。（P67） 7、直角角焊缝传递各种内力的计算（基本假定、计算方法）；静载与动载作用下的计算有何区别？（P71） 角钢角焊缝连接的计算；计算公式、K1和K2的取值；扭矩T作用的角焊缝连接的计算假定、计算公式、计算步骤；弯矩、轴心力、剪力共同作用下角焊缝的计算。（P71—81） 8、简述残余应力的影响。（P87—88） 9、螺栓排列时应考虑哪些要求？（P90） 10、绘图说明抗剪螺栓连接的三各工作阶段，并说明普通螺栓连接、承压型高强螺栓连接、摩擦型高强螺
引言 钢结构高强度螺栓连接是２０世纪５０年代末开始研究、７０年代投入使用并迅速发展起来的螺栓连接新形式，因其具有受力性能好、耐疲劳、抗震性能好、连接刚度高、 施工简便等优点，被广泛应用于国内外。随着建筑钢结构工程产业化、标准化，采用高强度螺栓连接方式比现场焊接具有更好的综合经济性和合理性。1 高强度摩擦型螺栓的起源与发展 自２０世纪６０年代在日本的实际工程中得到应用以来，高强度钢材钢结构已在国内外的多个建筑和桥梁结构工程中得到了广泛应用。高强度钢材与普通钢材相比，在构件受力、建筑空间、结构安全性和耐久性以及环境可持续发展等方面具有显著优势。高强度钢材的屈服强度和抗拉强度显著提高的同时带来了钢材塑性变形能力的劣化，使得高强度钢材的应用受到了一定的限制。高强度螺栓连接在此阶段投入使用，并迅速发展成为螺栓连接的新形式。2 高强度摩擦型螺栓连接性能及特点 高强螺栓不同于普通螺栓的连接，拧紧时螺杆中产生了很大的预拉力，而被连接板件间则产生很大的预压力。连接受力后，由于接触面上产生的摩擦力能在相当大的荷载情况下阻止板件间的相对滑移，因而弹性工作阶段较长。当外力超过了板间摩擦力后，板件间产生相对滑动。高强度摩擦型螺栓连接接头通过高强度螺栓紧固，预拉力可以防止板与板之间错动，从而提高了连接构件的抗锈蚀能力，板件 不会发生相对滑移变形。高强度螺栓在连接接头中不受剪，只受拉并由此给连接件之间施加接触压力，这种连接应力传递圆滑，接头刚性好。3高强度摩擦型螺栓理论分析与数值模拟 ３．１高强度摩擦型螺栓理论分析 高强度摩擦型螺栓理论分析的研究，主要集中在基于《钢结构设计规范》（ＧＢＪ１７—８８）（ＧＢ５００１７—２００３）等规范中进行讨论，主要涵盖了高强度摩擦型螺栓在抗拉、 抗压、抗剪以及不同力状态组合下的计算公式比较，其中抗拉、抗剪组合的计算理论在规范基础上进一步同实际相符合，也为后续实验测定抗滑移系数，预拉力设置提供了理论支持。 高强度摩擦型螺栓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，即板件间的摩擦力刚要被克服的极限状态。摩擦型连接绝对不允许连接件滑移，螺栓不承受剪力，一旦滑移，就认为设计达到破坏状态。 ３．２高强度摩擦型螺栓数值模拟 基于有限元软件的建模，研究者对高强度摩擦 型螺栓的研究不再仅仅局限在依照规范基础上的单个螺栓下的实验分析，更多地结合实际工程对螺栓群组之间的力学性能进行分析。现有研究当中，针对抗剪状态下螺栓周边应力分布规律，螺栓群组应力分布、传递规律，孔距、垫片等变化因素下高强度摩擦型螺栓的力学性分析问题有了初步的软件建模研究。但软件参数设置因研究者而异，目前尚缺少针对软件参数不同下分析结果对比的研究，有待日后的进一步深入。在软件模拟中单元性质的定义、网格的划分、材料参数的设置、接触面定义以及预拉力的施 高强度摩擦型螺栓连接性能研究综述 赵志鹏，武千翔，梁黄彬 （同济大学土木工程学院，上海 ２０００９２） 摘 要：介绍高强度摩擦型螺栓基本概念、连接性能、特点以及起源、发展概况；系统阐述高强度摩擦型螺栓理 论分析、数值模拟及实验研究发展情况；重点介绍高强度摩擦型螺栓在土木工程领域的应用及相应研究，指出其在应用中的诸多优点及使用潜力。关键词：高强度摩擦型连接螺栓中图分类号：ＴＵ５１１．３ 文献标识码：Ａ 文章编号：1003-773X （2016）06-0113-02 收稿日期：２０１６－０４－２０ 第一作者简介：赵志鹏（１９９４—），男，河北深州人，本科，毕业于同济大学土木工程专业，研究方向：结构减灾。 总第１５８期２０１６年第６期机械管理开发 ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴＡＮＤＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴＴｏｔａｌ１５８Ｎｏ．６，２０１６ ＤＯＩ：１０．１６５２５／ｊ．ｃｎｋｉ．ｃｎ１４－１１３４／ｔｈ．２０１６．０６．４４ 专题与综述
钢结构高强度螺栓预拉力施工 【摘要】高强度螺栓以其加工方便，可拆换，承受动力荷载能力强，耐疲劳，塑性、韧性好等优点在目前国内的钢结构建筑中得到较多设计师的青睐，由于高强螺栓起着连接、紧固、定位、密封等重要作用，直接影响钢结构建筑的质量，因此本文就此研究关于高强螺栓的施工要点以作为施工中的参考。 【关键词】高强螺栓、预拉力 1、行业发展前景 “十二五”期间，我国的钢铁企业和钢铁制造业在积极的产业政策扶持下，将呈现持续健康的发展态势。据初步统计，2011年的我国钢铁产量仍将保持一定的增长水平，国内仍将是钢材、钢结构和钢铁制品消费的主要市场。 由于钢结构具有结构牢固、造型美观、施工简便、可回收利用、造价相对较低的特点，在未来五年城市建设和基础设施建设中仍将占据相当比重，随着城市功能的提升，土地资源紧缺，超高层住宅的普及，建筑钢结构市场仍将保持较大增长规模。 从市场前景看，国家加工基础设施建筑投入力度，建筑钢结构的运用将向能源、基础设施、高层住宅等领域倾斜，公路、铁路桥梁建设中钢结构比重将增加，城市地铁和轻轨工程、立交桥、高架桥等城市公共设施都将越来越多的采用钢结构。 2、螺栓连接的分类及特点 螺栓连接分为普通螺栓连接、高强度螺栓连接两类。
普通螺栓连接是未对螺栓进行紧固（施加预拉力）的连接。 高强度螺栓连接是指对螺栓有紧固要求（施加预拉力）的连接，螺栓提供连接板之间的巨大紧固力，用连接板面间的摩擦来提供连接的强度和刚度。 高强度螺栓连接传递剪力的机理和普通螺栓连接不同，普通螺栓连接靠螺栓杆承压和抗剪来传递剪力，高强度螺栓连接靠被连接板件间的强大摩擦阻力来传递剪力。即使在连接中使用了高强度螺栓，但未施加预拉力，仍称为普通螺栓连接。 3、高强度螺栓连接的分类及特点 3.1高强度螺栓连接方式优点是施工简便、受力好、耐疲劳、可拆换、工作安全可靠。 按传力方式分为摩擦型连接和承压型连接两种。高强螺栓连接副是高强螺栓和配套螺母、垫圈的合称，强度等级8.8/8h、10.9s/10h。预拉力很大，依直径等级不同，可达80～355kn。目前我国使用的大六角头高强度螺栓有8．8级和10．9级两种，扭剪型高强度螺栓只有10．9级一种。 摩擦型连接和承压型连接属于同一个连接接头的两个阶段。 3.2两种类型螺栓的特点 3.2.1共同点： 属于抗剪为主或者剪-拉（压）受力提点的接头连接。 对高强度螺栓连接副质量和预拉力的要求相同。
钢结构主要材料检测方案 一、钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副 1，检测依据 GB/T 3632-2008 钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副 2，取样批次 同一材料、炉号、螺纹规格、长度、机械加工、热处理工艺及表面处理工艺的螺栓为同一批。每3000套为一批，每批抽8套/组。 3，主要参数 紧固轴力（800元/组）、楔负载（1000元/组）。 二、钢结构用高强度大六角头螺栓 1，检测依据 GB/T 1231-2006 钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件 2，取样批次 同一性能等级、材料、炉号、螺纹规格、长度、机械加工、热处理工艺、表面处理工艺的螺栓为同一批。每3000套为一批，每批抽8套/组。 3，主要参数 扭矩系数（800元/组）、楔负载（1000元/组）。
三、抗滑移系数(做抗滑移系数必需先做螺栓连接副的扭矩系数或紧固轴力） 1，检测依据（二选一） GB 50205-2001 钢结构工程施工质量验收规范 JGJ 82-2011 钢结构高强度螺栓连接技术规程 2，取样批次 制造批可按分部（子分部）工程划分规定的工程量每2000t为一批，不足2000t 的可视为一批。选用两种及两种以上表面处理工艺时，每种处理工艺应单独检验。3个试件/批次。 3，主要参数 抗滑系数（1200元/组） 4，样品制作要求 1）选取钢板制作样品前应考虑摩擦面在滑移之前，试件钢板的净截面仍处于弹性状态（即设计的滑移力要小于钢板的屈服力）； 2）样品图样 滑移件的形式及尺寸（㎜） 2.1）注：上图中的L1长度取200㎜～250㎜长，中间两边夹板（t2）的厚度总和≥中间钢板的厚度（t1）。