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浅析钢结构高强度螺栓施拧质量管理摘要：高强度螺栓施拧质量是钢结构施工的关键，襄阳庞公大桥钢主塔及锚固系统钢结构采用高强度螺栓连接方式，施工效率高、连接效果好、工艺技术先进，能够满足钢结构施工的要求，对其质量管理做分析总结，以便更好的指导施工。
关键词：高强度螺栓施拧；质量管理分析；经验总结；1.前言在钢结构施工中，最常见高强度螺栓的连接是摩擦型连接，即在安装高强度螺栓时，通过螺杆产生的预拉力压紧构件接触面，在板件间通过产生摩擦力来传递内力的连接型式。
摩擦型连接成为被广泛采用的方式，襄阳庞公大桥钢主塔分段加劲肋之间的连接，是采用10.9级大六角高强度螺栓副，公称直径为M30；锚固系统锚梁与锚杆间的连接，是采用10.9S级高强度螺栓副，公称直径为M24，均属于摩擦型连接，现对其质量管理做以下分析。
2.影响高强度螺栓的因素高强度螺栓扭矩系数是影响终拧预拉力的主要因素，经不同表面处理的高强度螺栓，扭矩系数受温度和湿度的影响很大。
在湿度方面，“磷化”螺栓的扭矩系数随湿度的增加而变大，而“磷皂化”螺栓的扭矩系数却随湿度的增加而变小，当湿度大于90%时扭矩系数会急剧下降；在温度方面，该两种螺栓的扭矩系数都随温度的升高而降低。
所以，环境温度和湿度是影响高强度螺栓扭矩系数的主要因素。
3.高强度螺栓的验收高强度螺栓连接副由一个10.9s高强度大六角头螺栓、一个10H高强度大六角螺母和两个HRC35～45高强度垫圈组成。
高强度螺栓的规格尺寸、技术条件应符合《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》的要求。
验收时制造厂应以批为单位供货，并提供产品质量检验报告书及出厂合格证，应对产品进行抽查验收，并作好检验记录，不合格者不得使用。
制造厂应按规定包装，在包装箱醒目的位置注明规格、批号、数量、生产日期等，以便于储存保管。
4.高强度螺栓的储存高强度螺栓入库时应进行清点检查，按包装箱上注明的规格、批号分类存放，作好防潮、防尘工作，底层应以木板垫高通风，垫高至少30cm以上，靠墙位置离墙至少50cm，防止高强度螺栓表面状况发生改变和锈蚀。
专业工程管理与实务(建筑工程)7(总分：52.99，做题时间：130分钟)一、单项选择题（共40题，每题的备选项中只有一个最符合题意）(总题数：40，分数：40.00)1.单位工程有分包单位施工时，分包单位对所承包的工程项目应按标准规定的程序检查评定， ( )单位应派人参加。
（分数：1.00）A.监理B.建设C.分包D.总包√解析：因为工程项目的质量保证是由总承包负责，总承包单位对建设单位负责，分包单位对总承包单位负责，所以，总包单位应派人参加分包工程的检查评定。
2.力的三要素不包括( )。
（分数：1.00）A.大小B.方向C.作用点D.平衡点√解析：力的大小、力的方向和力的作用点的位置称力的三要素。
3.建设行政主管部门对建筑业企业的资质审批，应当从受理建筑业企业的申请之日起( )日内完成。
（分数：1.00）A.30B.40C.50D.60 √解析：《建筑业企业资质管理规定》中规定，建设行政主管部门对建筑业企业的资质审讯，应当从受理建筑业企业的申请之日起60日内完成。
4.按施加预应力的方式，预应力混凝土可分为( )。
（分数：1.00）A.机械张拉和先张法B.先张法和后张法C.机械张拉和电热张拉√D.电热张拉和后张法解析：预应力混凝土按施加预应力的方式分为机械张拉和电热张拉两类，机械张拉分为先张法和后张法。
5.在屋面涂膜防水施工时，胎体的搭接宽度有严格的规定，长边不得小于( )mm。
（分数：1.00）A.50 √B.60C.70D.80解析：屋面涂膜防水施工中，胎体的搭接宽度，长边不得小于50mm；短边不得小于70mm。
6.当事人对裁决不服的，可以自裁决书送达之日起( )内向人民法院起诉。
拆迁人依照相关规定已对被拆迁人给予货币补偿或者提供拆迁安置用房、周转用房的，诉讼期间不停止拆迁的执行。
（分数：1.00）A.45日B.1个月C.2个月D.3个月√解析：当事人对裁决不服的，可以自裁决书送达之日起2个月内向人民法院起诉。
《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001考核试卷一、单项选择题1、钢结构采用的原材料及成品按规范需要进行复验的，应该经过（）见证取样，送样。
A.试验员B.监理工程师C.取样员D.材料员2、钢材、钢铸件的品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和（）要求。
A.设计B. 合同C. 行业标准D. 施工3、焊接材料的品种、规格、性能等应符合现行（）和设计要求。
A.合同规定标准B. 国家产品标准C. 行业标准D. 施工标准4、当钢材的表面有锈蚀、麻点或划痕等缺陷时，其深度不得大于该钢材厚度负允许偏差值的（）。
A．1/4 B.1/3 C. 1/2 D. 3/45、钢材牌号Q235B的表示方法中，235指的是钢材的（）。
A.伸长率数值B.屈服强度数值C. 抗拉强度数值D. 质量等级6、每批由同一牌号、同一炉号、同一质量等级、同一品种、同一尺寸、同一交货状态的钢材检验重量不应大于（）t。
A.10B.30C.60D. 1007、对有抗震要求的结构，当设计无具体要求时，钢材的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于（）。
A.1.3B.1.2C.1.5D.1.48、螺栓球网架中10.9级高强螺栓的表面硬度值应为HRC（）。
A.21~29B. 30~35C. 33~37D.32~369、壁厚10mm，直径为300mm的不加肋焊接空心球正确标记方法为（）。
A.WS30010B.WSR3010C. WS3010D.WSR3001010、碳素结构钢应在焊缝冷却到环境温度，低合金钢应在焊接（）h 后，进行焊缝探伤检验。
A.8B.16C.24D.4811、钢结构焊接工程，焊缝施焊后应在工艺规定的焊缝及部位打上（）钢印。
A、质量员B、施工员C、焊工D、铆工12、一、二级焊缝质量等级及缺陷分级中，一级焊缝探伤比例为，二级为。
（）A.80%、50%B.100%、50%C.80%、20%D.100%、20%13、焊接H型钢的翼缘板拼接缝和腹板拼接缝的间距不应小于（）mm 。
高强度螺栓的紧固分析高强度紧固件是汽车、航空、钢结构行业中最常见最重要的装配连接方式。
目前，国际国内各领域对产品的质量和安全可靠性，都提出了越来越高的要求，而螺栓的摩擦系数、扭拉关系作为螺栓连接副中重要的技术参数，在产品装配可靠性上具有重要意义。
如何测定螺栓的摩擦系数，如何设计、验证螺栓的拧紧装配方法，不同的表面处理如何改变螺栓的摩擦系数等，以上这些问题，都越来越受到紧固件生产和使用部门的高度重视。
2007年3月19日起，广州本田汽车有限公司决定召回2005年2月22日到2007年2月14日期间生产的05～O7款奥德赛轿车共68993辆。
召回原因是这些车辆在使用过程中，助力泵固定螺栓可能受到过大弯曲应力而产生断裂，进而导致皮带脱落，可能的后果是造成打方向变重，发动机不能正常运行。
召回车辆将在助力转向泵固定螺栓处安装加强件，以便加强紧固力，防止此类现象的发生。
螺栓连接，首先要考虑正确的装配过程，确保员工严格执行扭力扳手操作规范，其次在流水线上加强班长、段长抽查扭力的频次，规范指针扳手抽检方法，加强对扭力超差缺陷的前后车辆进行追溯，保证无不合格产品流到下工序；然后对产生缺陷的员工作重点培训，以提高使用扭力扳手操作的一次合格率。
通过实践和学习，笔者对螺栓、螺母等高强度紧固件的装配可靠性，有些心得体会，现作如下总结以与同行交流。
1 螺栓拧紧装配中质量控制的10个步骤1．1影响螺栓连接质量的“4M”(1)Man：操作者；(2)Machine：扭紧工具；(3)Method：装配策略；(4)Material：螺母和螺栓的质量。
1．2 螺栓拧紧装配过程中质量控制的10个步骤(1)确定合理的设计参数(method)。
因为被连接件紧固力即螺栓张紧力的测量，只有在实验室通过超声波测长来实现，所以生产现场多采用的是通过扭矩间接控制张紧力的方法。
螺栓摩擦力的影响，见表1。
表1 螺栓摩擦力影响表从表1可以看到，在螺丝拧紧过程中，当摩擦系数有0．08时，通常会有80％扭矩因摩擦而损失，真正能够拧紧螺丝产生轴力的扭矩，只剩20％；而当连接副的摩擦系数达到0．14时，只有14％的扭矩才能产生轴力。
[分享]螺栓球节点网架局部焊接问题初探[复制链接]hicivil管理员注册时间2011-4-30最后登录2011-7-29阅读权限200积分1770精华帖子443楼主发表于 2011-6-3 08:21 |只看该作者|倒序浏览|打印摘要：本文对螺栓球节点网架在设计和施工中，遇到杆件间夹角太小，造成杆件相碰等问题，提出处理方法，以及局部施焊时应注意的工艺要求。
关键词：螺栓球节点网架空间结构焊接工艺一、引言螺栓球节点网架是一种很好的结构形式，它具有空间结构所特有的受力特性。
其构件完全在工厂内制作（照片1），质量有保障，运输和安装方便。
是其他结构所无以比拟的。
自从上个世纪八十年代初，这一新型的结构体系在我国迅速地推广开来，普及到工业与民用建筑的各个领域。
短短的二十余年，我国已发展成为世界网架大国，无论在完成工程项目的数量上和网架工程覆盖总面积上，都创世界之最。
随着计算机技术的发展，空间结构计算和辅助设计软件大量涌现，这大大促进了我国空间结构生产与施工行业的发展。
但在设计和施工过程中，经常遇到杆件“打架”，屋面找坡支托安装位置不正确，以及工艺上要求布置风管、马道、灯架等情况。
多数软件的开发，还未顾及到这些细节问题。
长期以来，对这些问题习惯做法就是采取现场焊接来解决。
但不少人“谈焊色变”，认为螺栓球节点网架决不允许任何部位的焊接，就这些问题谈一谈个人看法。
二、大规格螺栓球的出现1、螺栓球直径规格的大小与杆件内力的大小有关。
如螺栓球节点网架推广初期，网架多为平板型，平面尺寸多为矩形，跨度也就是18～30m，高强度螺栓最大M30，钢管到Φ114mm，球直径Φ120mm也就够用了。
随着国家建设的发展，建筑物的跨度和平面尺寸不断的加大。
国家行业标准JG10-1999《螺栓球节点网架》中，螺栓扩大到M60，螺栓球到Φ260mm；国标GB/T16939-1997《钢网架螺栓球节点用高强度螺栓》中，螺栓扩大大至M64×4。
最近，某市一家大型商场3号电梯在运行过程中，在接近16楼时，轿厢出现了异常，跌振现象较为严重，5名乘客能明显感觉到电梯停止运行，因此受到的惊吓较为严重。
由于轿厢停滞位置并不在电梯应开门区域，救援人员在救援时需要先进电梯机房，通过手动盘车控制电梯轿厢移动达到放人的目的，但是因为电梯曳引轮上的钢丝绳已经脱落，因此无法通过机房操作令轿厢移动。
所幸，电梯上配备了安全窗，救援人员最后通过安全窗救出了乘客。
事故电梯载重量为1300kg，额定速度为2.0m/s，最高楼层为22层，制造年份为2007年。
一、曳引轮连接配合结构浅谈电梯的运行动力来源于曳引钢丝绳和曳引轮绳槽之间产生的摩擦力，根据驱动方式的不同，曳引轮的安装位置也会有所不同。
若为蜗轮蜗杆驱动，通常在减速器蜗轮轴上安装；若为无齿轮曳引机，则会在制动器一侧安装，和电动机轴和制动器轴处在同一轴线。
发生事故的电梯，驱动方式为蜗轮蜗杆驱动，通常情况下，曳引轮和主轴连接配合面形状为圆柱形，但是事故电梯的连接配合面形状为圆锥形，锥形配合，应用一个平键联接。
二、事故现场勘查事故调查人员事后到机房调查事故原因时，发现驱动主轴上的曳引轮全部脱落，若无防护架的阻挡作用，曳引轮大概率会掉到地面上，可能会导致曳引轮产生撞击作用，进而出现损坏或者报废。
曳引轮上的钢丝绳也全部脱离，在驱动主轴上搭落着。
曳引轮脱落的主要原因，是由曳引轮挡板端盖固定螺栓断裂导致的，进而引发缺失曳引轮轴向定位固定端盖的问题。
再加上前文所述，曳引轮和主轴间是采用锥形配合的方式，带有一点斜角度，如果驱动主轴位置处的曳引轮因为振动产生了轴向位移，尽管位移量可能较小，也会导致曳引轮轴向定位无法控制，发生电梯事故案例。
三、电梯事故原因分析通过对断面情况的观察，发现在螺纹切口位置出现了三颗端盖螺栓断裂现象，属于疲劳脆性断裂问题的一种。
若站在机械设计角度进行分析，此位置三颗端盖固定螺栓在受力方面，应仅仅承受轴向预紧力，不承受交变载荷。
螺栓旋入深度与直径的关系概述说明以及解释1. 引言1.1 概述螺栓是一种常见的工程连接元件，被广泛应用于建筑、机械等领域。
在使用螺栓进行连接时，旋入深度和直径是两个重要参数，它们直接关系到螺栓连接的强度和稳定性。
因此，研究螺栓旋入深度与直径的关系对于优化工程设计、提高连接效果具有重要意义。
本文将探讨螺栓旋入深度和直径之间的关系，并通过实验研究和数据分析来验证理论模型和公式。
此外，还将结合工程应用领域概述和案例分析，表明在不同情况下如何选择准确的旋入深度和直径参数以满足特定工程要求。
1.2 文章结构本文将分为五个部分进行阐述。
首先，在引言部分介绍了文章研究的背景和意义。
第二部分将详细讨论螺栓旋入深度与直径之间的关系，包括定义、影响因素以及理论模型解释。
第三部分将介绍选取实验样本和测试方法，并对实验结果进行数据分析。
在第四部分，将以螺栓连接应用领域概述为基础，利用案例分析来比较不同螺栓规格对旋入深度和直径的影响，并探讨如何准确选择这些参数。
最后，在结论与展望部分，将对研究结果进行总结，并展望未来可能的研究方向。
1.3 目的本文的目的是通过系统地研究螺栓旋入深度与直径之间的关系，揭示其规律并提供科学依据。
通过实验数据和工程案例分析，进一步验证理论模型的准确性，并探讨如何在实际工程中正确选择旋入深度和直径参数以满足特定要求。
本文希望为螺栓连接设计和优化提供指导，并促进相关领域的发展和应用。
2. 螺栓旋入深度与直径的关系2.1 定义螺栓旋入深度和直径在研究螺栓旋入深度与直径的关系之前，我们首先需要明确这两个概念的定义。
螺栓旋入深度是指螺栓在固定物体上旋转时所穿过的长度。
它可以用来衡量螺栓与被连接部分的结合程度，通常以毫米或英寸为单位进行计量。
螺栓直径是指螺栓轴线上圆柱体的最大宽度。
它决定了螺纹的尺寸，并且与承载能力等机械性能密切相关。
通常用毫米或英寸表示。
2.2 影响螺栓旋入深度和直径的因素影响螺栓旋入深度和直径的因素有很多，下面主要介绍几个重要的因素：(1) 材料特性：不同材料具有不同的强度、韧性和硬度等特性，这些特性会影响到选择适当的螺栓规格以及其旋入深度和直径。
谈关于高强度螺栓摘要高强度螺栓在钢结构铁路中已广泛应用，取代了部分铆钉。
目前我国在公路桥梁施工中虽然也使用不少，但仍然存在着很多问题没有引起足够的重视，规范中的规定从理解程度上仍存在着一些问题，不能指导现场施工中的应用，如扭矩系数、电动扳手的使用、安装的顺序、仪器的标定、终拧后的检查等，现对在施工遇到的一些问题作简要分析论述。
关键词高强度螺栓；扭矩系数；轴力确定；常见问题高强度螺栓在钢结构铁路中已广泛应用，取代了部分铆钉。
它具有受力性能好、耐疲劳、抗震性能好，连接刚度高，旌工简单，但其技术条件也很严格，受环境温度、湿度及仪器设备、生产工艺等技术条件因素影响。
目前我国在公路桥梁施工中虽然也使用不少，但仍然存在着很多问题没有引起足够的重视，规范中的规定从理解程度上仍存在着一些问题，现对在施工遇到的一些问题作简要分析论述。
1 高强度大六角头螺栓扭矩系数的确定在扭矩法施拧中影响高强度大六角头螺栓拧紧预拉力的主要因素是高强度螺栓连接副的扭矩系数和施拧扭矩，为此在施拧前必须测定高强度大六角头螺栓连接副的扭矩系数，确认其是否符合要求，并以此扭矩系数平均值来确定终拧扭矩和检查扭矩。
根据公式理解，其扭矩系数应是一定值或扭矩与轴力成正比关系，但高强度螺栓在实际检测过程中，在《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》GB/T1231 2006规定的预拉力范围内，高强度螺栓扭矩系数并不是一定值，在该范围内，预拉力与扭矩也不成正比关系，而且没有规律，随预拉力的增加扭矩系数时大时小。
针对高强螺栓在应用过程中一些注意事项以及影响高强螺栓扭矩系数的因素及影响程度，本着科学的态度，我们对同批、同规格的螺栓，在不同的试验室、不同的环境、不同预拉力进行了扭矩系数比较。
《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》GB/T1231-2006；《公路桥涵旅工技术规范》JTJO4卜2000：《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》JGJ82 9 1；《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001；规定高强度大六角头螺栓在施工前应按出厂批号复验扭矩系数，每批号抽验不少于8套，其平均值和标准偏差应符合设计要求，设计无要求时平均值应在0.11~0.15范围内，其校准偏差应小于或等于0.01，复验数据作为施拧的主要参数。
螺纹有效旋合长度对螺栓拉力试验结果的影响谭晓舟【摘要】通过对国标GB/T3098.1-2010《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》中所提及的拉力试验相关程序进行分析,发现其中的“螺纹有效旋合长度”是影响试验结果的关键因素之一.标准中对其最大值未作要求,由此可能会导致螺纹承载能力试验结果失真.【期刊名称】《理化检验-物理分册》【年(卷),期】2014(050)005【总页数】3页(P351-352,362)【关键词】螺纹有效旋合长度;螺栓;拉力试验;标准【作者】谭晓舟【作者单位】湖北三江航天险峰电子信息有限公司,孝感432009【正文语种】中文【中图分类】TH131.3螺栓（含螺钉、螺柱，下同）在产品结构中，起到连接、固定和强化等作用，其承载能力直接关系产品结构的稳定和可靠。
螺栓在使用时，其头部、杆部和螺纹端部都起到了承载的作用。
要想确定每个部位是否符合要求，最直接的检测方式就是进行螺栓成品拉力试验。
GB／T 3098.1-2010中的拉力试验程序，对螺纹有效旋合长度的最小值作出了规定，对最大值却没有要求［1］。
笔者经过分析认为，当螺纹有效旋合长度超过一定限度时，螺纹在加载夹具中的受力面积增加，应力相应减小，使一些本来可以在拉力试验中发现的螺纹质量缺陷和隐患，因此而被隐藏，造成试验结果与真实情况存在差别。
1 螺栓在拉力试验中螺纹受力情况分析1.1 螺栓拉力试验的试验方法通过模拟螺栓的实际使用状况，施以额定的力值，观测螺栓形变，以此确定其是否达到了自标的性能等级。
具体的方法为：如图1所示（L为螺纹有效旋合长度，F为拉力），将螺栓头部固定，将螺栓螺纹端拧入内螺纹夹具，在纵向施加与之性能等级相对应的拉力（最小拉力载荷）。
当力值到达时，螺栓不得脱扣和断裂［1］。
图1 螺栓拉力试验示意图Fig.1 Sketch of bolt tensile test1.2 试验中螺纹的受力情况分析螺栓螺纹所处的位置不同，受力情况是不一样的。
房屋建筑工程：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。
螺栓螺纹拧入深度螺栓螺纹是一种常用的连接元件，在机械制造中起到了至关重要的作用。
它的拧入深度决定了螺栓的连接强度和稳定性。
本文将探讨螺栓螺纹拧入深度的相关知识和影响因素。
一、螺栓螺纹拧入深度的定义和作用螺栓螺纹拧入深度指的是螺栓在连接零件中的嵌入深度。
它直接影响着螺栓的连接强度和稳定性。
拧入深度过浅会导致连接不牢固，拧入深度过深则会增加材料的应力集中，降低螺栓的强度。
螺栓螺纹拧入深度的计算是根据连接零件的要求和实际情况来确定的。
一般来说，拧入深度应该大于或等于螺栓直径的 1.5倍，同时要考虑连接零件的材料和形状等因素。
具体的计算方法可以根据不同的情况来确定，可以参考相关的标准或手册。
三、螺栓螺纹拧入深度的影响因素1. 连接零件的材料：不同材料的连接零件在螺栓螺纹拧入深度上有不同的要求。
比如，对于硬度较高的材料，螺栓的拧入深度可以适当增加，以增加连接的强度。
2. 连接零件的形状：连接零件的形状也会对螺栓螺纹拧入深度产生影响。
比如，对于薄壁结构的连接零件，螺栓的拧入深度要适当减小，以防止过度变形和破坏。
3. 连接零件的使用环境：不同的使用环境对螺栓螺纹拧入深度有不同的要求。
比如，在高温或高振动环境中，螺栓的拧入深度要适当增加，以增加连接的稳定性和耐久性。
四、螺栓螺纹拧入深度的注意事项1. 在确定螺栓螺纹拧入深度时，要充分考虑连接零件的要求和实际情况，避免拧入深度过浅或过深。
2. 拧入螺栓时要注意力度和角度，以免损坏螺栓或连接零件。
3. 在螺栓螺纹拧入深度过大时，可以使用螺栓衬套或垫圈等辅助件来减小应力集中和提高连接稳定性。
4. 定期检查和维护螺栓连接，及时处理松动或损坏的情况，以确保连接的可靠性和安全性。
总结：螺栓螺纹拧入深度是螺栓连接中一个重要的参数，直接影响连接的强度和稳定性。
在确定螺栓螺纹拧入深度时，需要考虑连接零件的要求和实际情况，并遵循相应的计算方法和注意事项。
通过合理的设计和正确的拧入操作，可以确保螺栓连接的可靠性和安全性。
螺钉的拔出力与深度的关系螺钉是人们日常生活中不可或缺的物品,用于固定各种物品,使物品更加牢固。
螺钉的种类和用途有很多种,但是它们的拔出力和深度是两种不同的特性。
螺钉的拔出力指的是螺钉在受到外力作用后,从固体表面脱离的能力。
也就是说,如果一个螺钉的拔出力很大,那么它将能够轻松地从物体表面脱离,而不会产生过大的阻力。
相反,如果一个螺钉的拔出力很小,那么它将可能难以从物体表面脱离,并且可能会导致物体表面出现刮擦或损坏。
螺钉的深度指的是螺钉在固体表面上移动的距离。
也就是说,如果一个螺钉的深度很小,那么它将只停留在物体的表面上,而不会深入物体内部。
相反,如果一个螺钉的深度很大,那么它将能够深深地进入物体的内部,从而更好地固定物体。
尽管螺钉的拔出力和深度都是螺钉的重要特性,但是它们并不是相互独立的。
事实上,拔出力和深度之间存在着一定的关系。
根据经验公式,拔出力等于力除以接触面积,而深度等于拔出力除以摩擦系数。
可以看出,拔出力和深度之间存在着一个反比例关系,即拔出力越大,深度就越小,拔出力越小,深度就越大。
这种反比例关系对于设计和制造螺钉非常重要。
如果想要使用螺钉固定物体,那么就需要根据物体的材质和用途,选择合适的螺钉。
如果选择了一个拔出力过大的螺钉,可能会导致物体表面出现刮擦或损坏,从而影响物体的寿命和外观。
如果选择了一个拔出力过小的螺钉,那么它可能就无法深入物体内部,从而无法起到固定的作用。
另外,拔出力和深度的关系还对于螺钉的安装和拆卸非常重要。
如果想要将螺钉从物体表面拔出,那么就需要选择一个适当的拔出力,以免过度用力导致物体表面损坏。
如果想要将螺钉从物体内部拔出,那么就需要选择一个适当的深度,以免深度过大导致物体损坏。
螺钉的拔出力和深度是两种不同的特性,但是它们之间存在着一定的关系。
在选择和使用螺钉时,应该根据具体的需求和实际情况,选择合适的拔出力和深度,以保证螺钉的性能和可靠性。
影响螺栓疲劳强度的因素影响螺栓疲劳性能的主要因素有以下几点：1、螺纹牙谷形状和半径尺寸的影响。
螺栓受力时，螺纹牙谷处就会产生应力集中，其值在很大程度上取决于牙谷的形状。
改变牙谷的形状，如螺纹的牙谷槽越平滑，应力集中就越小，疲劳强度则越高。
一般而言，平底牙谷的螺纹疲劳强度最低。
如以圆形牙谷代替平底牙谷，螺栓的疲劳强度便可得到提高。
如平底螺纹牙谷的弹性应力集中系数为2.54，而改进的圆弧牙谷为1.52，即后者的牙谷应力集中系数较前者降低40%，从而可以使疲劳强度至少提高20%；如经调质处理的40CrNiMo钢制螺栓，螺纹为M6-1.0的平底牙谷时疲劳强度为95MPa，而采用最大半径为0.1mm 的圆弧形牙谷时，其疲劳强度可以提高到120MPa，即提高26%。
日本新日铁公司新开发的CD（critical design for fracture）螺栓的疲劳强度提高的幅度更大，高达100%，CD螺栓的主要特点是螺母内螺纹的牙峰高度逐渐降低，以使其受力更均匀。
2、螺纹表面粗糙度的影响。
螺纹的表面粗糙度对螺栓的疲劳寿命影响很大。
如螺纹为M6-1.0的40CrNiMo钢制螺栓，其粗糙度由0.08～0.16降低到0.63～1.35时，疲劳强度下降33%；螺纹为M12-1.5的螺栓，其表面粗糙度由0.08～0.16降低到0.16～0.32时，疲劳强度下降21%。
3、螺纹滚丝工序的影响。
滚压螺纹会产生形变强化层和较高的残余压应力，对阻止疲劳裂纹的萌生和早起扩展起到很大的作用；同时，也会降低牙谷的表面粗糙度，因而有利于螺栓疲劳强度的提高。
但是，如果滚压螺纹后再进行热处理，就会使上述有利因素消失。
所以从改善螺栓疲劳性能的角度考虑，应在热处理后滚压螺纹。
但此时存在另一个问题，即螺栓特别是高强度螺栓经过热处理后其硬度通常较高，致使滚丝模具寿命降低。
此外，如果滚丝的质量不够好，在螺纹的表面或根部产生微裂纹或类似接触疲劳的剥落现象，则改善螺栓疲劳性能的效果不明显，甚至会降低疲劳性能。
高强度螺栓不同拧入深度对螺栓球节点受拉承载力的影响付宜东;陈烨;毛泽亮;朱文艳;黄炳生【摘要】本文运用ABAQUS有限元软件对不同螺栓拧入深度的螺栓球节点进行了受拉承载全过程分析，与受拉螺栓球节点试验结果的对比验证了计算模型的准确性。
有限元分析结果表明：不同的螺栓拧入深度，螺栓球节点发生不同的破坏模式。
当螺栓拧入深度小于0�94d（ d为螺栓直径）时，两者相互咬合接触的螺纹发生破坏，且螺栓球节点的受拉承载力与螺栓拧入深度成正比。
当螺栓拧入深度不小于0�94d时，高强螺栓受拉断裂破坏。
通过对有限元分析结果的拟合，得到螺栓球节点受拉承载力与螺栓拧入深度的关系式。
%The enough screwing depth can ensure the safety of grid structure. In this paper, ABAQUS finite element software was used to analysis the ultimate capacity of bolt⁃sphere joint with the different depths of the bolt screwed into bolt⁃sphere. The accuracy of the finite element calculation model was proved by comparing the test results and finite element analysis. The numerical results showed that two different failure modes can be obtained when the depth of bolt screwed into bolt⁃sphere was different. When the depth of bolt screwed into bolt⁃sphere was less than 0�94 times of bolt diameter, the contact screws of the bolt and bolt⁃sphere were destroyed. The ultimate bearing capacity was proportional to the depth of bolt screwed bolt⁃sphere. When the depth of bolt screwed into bolt⁃sphere was no less than 0�94 times of bolt diameter, the high⁃strength bolts was destroyed. The relationship between bearing capacity and the depth of bolt screwed bolt⁃sphere fitted the numerical results.【期刊名称】《南京工业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(039)001【总页数】6页(P106-110,119)【关键词】螺栓球节点;高强度螺栓;拧入深度;有限元分析;受拉承载力【作者】付宜东;陈烨;毛泽亮;朱文艳;黄炳生【作者单位】南京工业大学土木工程学院，江苏南京 211800;南京工业大学土木工程学院，江苏南京 211800;南京工业大学土木工程学院，江苏南京 211800;南京工业大学土木工程学院，江苏南京 211800;南京工业大学土木工程学院，江苏南京 211800【正文语种】中文【中图分类】TU391随着工业技术的进步和生活水平的提高,人们对大跨度、大空间结构建筑的需求不断增加。
空间网格结构由于自重轻、承载力高、刚度大、连接简便可靠、易加工制作、综合技术经济指标好等优点已在国内外得到广泛的推广和应用[1]。
螺栓球节点是双层空间网格结构中最常用的节点形式,节点的安全可靠关系着结构的安全性。
连接各杆件的螺栓球节点由于施工时高强螺栓拧入深度不足导致安全隐患、引发安全事故的案例不在少数。
例如:2005年4月10日,西北地区某工程屋面网格结构由于施工单位在工程施工期间高强螺栓假拧紧导致高强螺栓从螺栓球中拔出,网架坍塌[2];2005年7月8日,正在建设中的内蒙古新丰热电项目主厂房球形网壳结构突然坍塌,事后分析原因，发现部分高强螺栓未按照规范完全拧入螺栓球中,导致高强螺栓从螺栓球中挣脱出来,相互接触的螺纹受拉破坏[2];2008年某发电厂干煤棚螺栓球节点网壳结构倒塌[3],现场调查表明网格竖向部分3.5 m高处有19个支座处螺栓球节点破坏,部分高强螺栓从螺栓球中拔出。
拧入深度不足会导致网格结构倒塌造成严重经济损失,我国规范[4]中规定设计时螺栓球节点中高强螺栓拧入深度ξ取1.1d(d为螺栓直径),由于安装施工等误差造成拧入深度ξ<1.1d时,螺栓球节点能否安全使用未见相关文献[5-8]。
本文运用ABAQUS有限元软件对不同螺栓拧入深度的螺栓球节点进行受拉承载全过程分析,得到不同螺栓拧入深度的螺栓球节点的受拉承载力。
为了与试验对比，本文选取3组螺栓球节点试件进行有限元分析,试件由高强螺栓和螺栓球组成。
第1组试件为由M20高强螺栓和直径100 mm的螺栓球组成,第2组试件为M24高强螺栓和直径100 mm的螺栓球组成,第3组试件由M30高强螺栓和直径120 mm的螺栓球组成,每组试件设置3种拧入深度,拧入深度ξ分别为0.8d、0.9d和1.0d。
1.1 几何模型采用ABAQUS软件建立螺栓球节点有限元计算模型,螺栓球和高强螺栓均采用三维的实体模型,由于建立真实的螺旋上升的螺纹计算不易收敛,为此采取在螺栓和螺栓球上设置平面齿形螺纹,该螺纹围绕中心轴旋转360°,建立的模型如图1和图2所示,这种简化模型与真实的螺旋上升模型最大计算误差仅1%[9]。
为了减少计算工作量,利用对称性,按1/2螺栓球节点建模计算。
1.2 参数输入高强螺栓和螺栓球材料采用40Cr和45号优质碳素钢加工而成。
高强螺栓材料的抗拉强度(fu)和屈服强度(fy)取试样的试验结果,M20、M24高强螺栓的抗拉强度和屈服强度分别为fu=1 193.5 N/mm2、fy=993.8 N/mm2,M30高强螺栓抗拉强度和屈服强度分别为fu=925.5 N/mm2、fy=833.0 N/mm2,螺栓球材料的力学性能参考文献[10]中数据,取抗拉强度和屈服强度分别为fu=820.2 N/mm2、fy=620.0 N/mm2,高强螺栓和螺栓球弹性模量取E=206 kN/mm2。
高强螺栓和螺栓球本构关系均简化为二折线模型。
1.3 边界条件高强螺栓和螺栓球螺纹处按面面方式相互接触,切向摩擦系数取0.3[10],法向设置为硬接触。
螺栓球对称面处边界条件设置为完全约束,即约束沿X、Y、Z轴方向位移和绕X、Y、Z轴转动的6个自由度。
高强螺栓受拉一端采用位移控制,建立好的节点约束条件见图3。
1.4 网格划分及单元类型选中整个螺栓球节点设置全局种子数为4，见图4,考虑螺纹处布置全局种子自动划分网格不易收敛计算,故对螺栓球节点螺纹处的种子进行加密设置,设置螺纹交接处的螺栓外径和凹槽处螺栓内径局部种子个数分别为20和16个，见图5和6,网格依据布置的种子进行体单元自动划分。
考虑节点为三维模型及螺纹处易收敛计算,单元类型设置为十节点二次四面体即C3D10,划分后的螺栓球节点见图7。
不同螺栓不同的拧入深度的螺栓球节点受拉承载力有限元分析结果见表1和图8。
由图8可见：有限元荷载(F)-位移曲线与试验曲线形态一致。
从表1中可知：有限元相比试验极限承载力大3.0%～9.3%,误差在合理范围之内,从而验证了有限元模型的正确性。
进一步分析两者误差的原因可知有限元模型为理想材料[11-12],试验试件存在初始缺陷[13]。
计算结果分析表明:不同的高强螺栓拧入深度,螺栓球节点的受拉破坏模型不同,高强螺栓拧入深度ξ≤0.9d时,高强螺栓与螺栓球螺纹咬合破坏,螺栓从球内拔出导致螺栓球节点丧失受拉承载力;拧入深度ξ≥1.0d时,高强螺栓在螺栓球切削面处达到承载力导致螺栓球节点受拉破坏。
由于M20、M24和M30螺栓球节点应力云图表现出的规律一致,只截取M20螺栓球节点应力云图,见图9,从图9(a)和图9(b)中可以看出：螺栓和螺栓球相互接触的螺纹处网格单元先屈服进入塑性状态,高强螺栓从螺栓球中拔出。
从图9(c)中可以看出：高强螺栓螺杆网格单元受拉屈服,高强螺栓受拉破坏。
为进一步分析两种破坏模型的分界点和不同高强螺栓拧入深度螺栓球节点受拉承载力,对每组试件继续计算拧入深度为0.40d、0.50d、0.60d、0.70d、0.93d、0.94d时的承载力,计算结果见表1。
从表1中可以看出：当螺栓拧入深度ξ=0.94d时,螺栓球节点承载力与ξ=1.0d时的节点承载力相当,螺栓受拉断裂破坏;当螺栓拧入深度ξ=0.93d时,节点承载力明显小于ξ≥0.94d时的节点承载力,螺栓从球内拔出破坏。
从图10可以看出,当螺栓拧入深度ξ<0.94d时,节点极限承载力值与拧入深度几乎呈线性关系。
对拧入深度ξ<0.94d时的螺栓球节点有限元分析所得承载力用Origin软件进行公式拟合,拟合结果见图10,3种高强螺栓的拟合曲线公式可统一为式(1),其拟合优度为0.971,不同高强螺栓拧入深度的螺栓球节点承载力拟合曲线见图11。
承载力式(1)的计算值与有限元结果对比见表1,从表1中可看出有限元数值与式(1)结果十分接近,表明拟合出的螺栓球节点承载力表达式精度很好。
式中：拧入深度系数ξ=h/d,h是高强螺栓拧入螺栓球深度，F0为单个高强螺栓极限抗拉承载力。
1)当螺栓拧入深度ξ≥0.94d时,螺栓球节点发生高强度螺栓受拉断裂破坏,当螺栓拧入深度不足0.94d时,高强螺栓从螺栓球中拔出。
为保证螺栓球受拉节点的安全性,螺栓拧入深度建议应不小于螺栓直径。
2)当螺栓拧入深度不足0.94d时,不同螺栓拧入深度的螺栓球节点极限承载力随着拧入深度的减少呈线性降低。
3)本文给出的螺栓球节点极限承载力拟合式能较好地反映螺栓球节点不同螺栓拧入深度时节点受拉极限承载力。
【相关文献】[1] 刘锡良.中国空间网格结构三十年的发展[J].工业建筑,2013,43(5):103.[2] 郝成新,钱基宏,宋涛.网架事故原因分析[J].工程质量,2009,27(4):61.[3] 易贤仁,陈绍元,司敏.发电厂干煤棚螺栓球节点网架节点破坏分析[J].华中科技大学学报(城市科学版),2009,26(3):71.[4] 中国建筑科学研究院.空间网格结构技术规程：JGJ7—2010[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.[5] DAVOODI M R,PASHAEI M H,MOSTAFAVIAN S A.Experimental study of the effects of bolt safety on the behavior of MERO-type double-layer grids[J].International journal associate shell spat structure,2007,48(1):45.[6] PASHAEI M H,DAVOODI M R,NOOSHIN H.Effects of tightness of bolts on the damping of a MERO-type double layer grids[J].International journal space structure,2006,21(2):103.[7] MAKOWSKI Z S.Analysis,design and construction of double-layergrids[M].London:Applied Science Publishers Ltd,1981.[8] COLLINS J A.Failure of materials in mechanica design[M].New York:Wiley,1981.[9] 刘丽君.螺栓球节点网架用高强螺栓的疲劳影响因素及缺口效应分析[D].山西：太原理工大学,2003.[10] 胡昌明,贺红亮,胡时胜.45号钢的动态力学性能研究[J].爆炸与冲击,2003,23(2):188.[11] 蒋丽.拉力作用下高强螺栓连接的有限元模拟[J].山西建筑,2006,32(21):56.[12] 何平,刘光复,谷叶水，等.基于三维精确建模法的螺栓有限元分析[J].中国机械工程,2012,23(16):1991.[13] 王晓青,夏水华.螺栓断裂影响因素与影响机制[J].起重运输机械,2010(11):45.。
