钢结构的螺栓基础知识Word文档下载推荐.docx

1、57823泛指级以上（级 级）的高强螺栓，栓头略厚。钢结构用大六角螺栓，常用直径型号为（M12目前国内没有生产）M16 M20 M22 M24M27 M30为级。“S代表钢结构专用栓。注：同级别的六角螺栓和大六角螺栓的区别在于， 栓头厚度及最短弦长标准不同，大六角栓头部要厚较大，即栓头相对较大。同为 M20的六角螺栓最短弦长比较如下2.地脚螺栓：如图1-1图1-1国家地脚螺栓（9字形），执行标准GB/T799-1988,如下图:L型地脚螺栓 执行JB/ZQ4364标准即为直角，国标规定L底长为直径的4倍（一般按客户 要求做）。术语说满外长、中线长。T型地脚螺栓，等腰梯形栓头，栓头需要大型设备热

2、打 才能成型，如图1-2.锚板型地脚螺栓:图1-23.钢结构用扭剪型螺栓连接副（扭剪螺栓）：直径分为M16、M20、M22、M24、M27、M30规格；与大六角螺栓同样应用于钢结构连接，相比之下扭剪螺栓具有施工快、一致性好等优点4.马车螺栓：常见型号在 M12 下；圆顶棱身栓头螺母地脚螺母常用GB41标准双头螺母常用GB6170标准相比双头螺栓上配母 GB6170较厚，略显粗糙6. GB41螺母：（具体尺寸见紧固件手册）较GB6170粗糙、略厚，外形无差别，价格稍低，常用于地脚螺栓上新国标，较为精致。通常国标螺母：对边长 =倍直径；厚度=倍直径3.开槽螺母：比较厚，一端有数个凹槽，常与销轴配套

3、使用。4.锁紧螺母：侧内圈向外凸起，与垫圈紧密衔接，密闭性好；垫圈分为尼龙橡胶圈和金属圈, 有耐高温需求的工程采用金属垫圈。可以防震，起到放松动锁紧作用。5.六角法兰螺母：无需垫片含摩擦面，例如，自行车轴上的螺母6.碟形螺母如图2-1图2-17圆形螺母8.盖母垫片9.扣紧母：单牙母，常用于电力塔项目GB97标准型，又分1/23种规格，1-3产品粗超度逐步降低GB96为大宽边平垫弹垫GB93 国家标准会对断口高度值有明确范围圆柱头焊钉焊钉，用于钢结构与混凝土的紧固链接，具有抗震作用，使用螺柱焊接时与瓷环配套使用! 通常用在高层结构建筑楼层板和桥梁结构上。螺钉螺钉，常见的为半圆头自功螺钉，不都是尖

4、头。又分为：1.内六角螺钉：如：自行车车把手中间2.沉头螺钉：最具代表性的十字、一字螺钉螺钉一般是属于小型号紧固件，一般为 M3 M4型号，常用在家具，家电上。（双头）螺柱6.GB901:（两端螺纹）等长双头螺柱A 型：粗杆，材料中轴直径相当于或略大于螺纹外径图：B型双头 图：A型双头B 型：细杆，材料中轴直径相当于或略小于螺纹中经。 9：通常用于机械设备上，一般客户所说长度不含“栽入部分长度” 。 标准HG标准（化工标准）：HG20613 （欧洲体系）、HG20634 （美洲体系）、SH3404石化标准）、GB/T9125 （国标管法兰紧固件）化工部标准，一般为合金钢，耐高温，耐低温，耐腐蚀

5、性强紧固件相关标准参数力学性能硬度HRB普通强度HRC高强度指标伸长率%断面收缩率%6.紧固件强度指标：级 级 级（不常用标准），常用标准 级 级级级 级（级）级。1“ 4 ”指性能等级，即抗拉等级为4,即每平方毫米抗拉强度为400MPa；“ .8”为屈服比值，即；屈服强度=抗拉强度*屈服比值；2级以下统称为普通螺栓3含级以上为高强螺栓，一般需要热处理才能达到强硬度和韧度的要求。级螺栓， 直径为M24 下可以采用热淬透性略差的碳钢像 45#、35#制作，而M24以上规格则必须 采用淬透性较好的合金钢，像40Cr、35CrMo等。级以上只能采用合金钢像 35VB 20MnTiB 等热处理：是将金

6、属产品放在热处理设备内，进行加热（淬火） 、冷却、保温（回火）等流程，通过改变表面或内部的组织结构，来控制其产品性能的一种工艺。 ，螺栓的淬火温度一般为800度，回火温度一般在500600度之间。热处理回火时间 越短，材料硬度越好，韧脆度越差。热处理，通常用冷却液或油（没有固定的沸点）来冷却，不用水是为了避免瞬间温度变 化过大而引起产品断伤或断裂。美标8级标准相当与国标10级标准。4级和级的区别：后者为钢结构专用螺栓（S代表钢结构专用），同样的级别后者对 性能的限制更多，要求更高，如固定材质，系数范围等。二.常用的硬度指标包括HRC洛氏指标和HB布氏硬度。常用维氏硬度HV表示垫片硬度；而测量螺

7、栓通常采用洛氏硬度表示，HRC通常表示高 强度螺栓硬度。级螺栓的洛氏硬度为2232之间，通常我们认为布氏硬度值是洛氏硬度的十倍， 严格的所是略大些的。三伸长率即最大抗拉的伸长量与原长的比值。 女口，级螺栓伸长率要求在17%18%级要求不小于13%，级别要求不小于10%。四.断面率即拉断螺栓瞬间的截面面积所占原来截面的比值，一般不小于 48%。紧固件材质常用的螺栓材质 Q235-B 45# 35# 40Cr 35CrMo 20MnTiB 35VB 42CrMo Q345-BCrMoMnTiVB铬钼锰钛钒硼“45”为碳含量指标，即碳含量%“Q”代指屈服强度，“235”为屈服值，即235Mpa；因此

8、其相当于级=400*=240Mpa材质的演变：随着铸造钢材技术的发展，紧固件原材料性能也越来越高，例35# ML35K 45# ML45K其可塑性更好，满足冷墩成型要求。焊钉材质的为、为含碳量为的冷镦钢，与Q235材质基本无差别，但材质含有害元素P、S 较少，钢的纯度高，具有冷镦性能强，可塑性良好等特点。能更好的 避免在生产过程中，冷镦开裂的现象。我们一般用ML15材质做焊钉，其含碳量就是。常用地脚螺栓材质：Q235 45# Q345（ 16Mn）Q345（16M n）是一种低合金钢，其抗冲击防震性，塑性和焊接性良好， 而且耐低温性能好！我们厂所用的材质，一般指 Q235-B Q345-B,后

9、者抗拉性能和韧性较好。Q345-A只限定了其化学成分，不保力学性能；只限定其抗拉强度下限约等于450MaP,无上限。Q345-B即保证化学成分，又保力学性能（我们的地脚，拉条等产品符合此要求） 及规定抗拉强度下限也规定了上限。Q345-C在B基础上，耐低温，适应环境能力强，可保证 -20E冲击试验合格。Q345-D比C适应环境能力更强，可保证-40C冲击试验合格。从AD化学元素无大差别，主要是纯度差异，其性能在低温下差别明显。国内 C级原材不是很好采购，且尚无法采购小批量 D 级别原材，因此成本高，无法及时提供供货保障。 遇到客户有明确要求的，可建议用35CrMo代替，此材质完全可以达到 C

10、D级性能要求，市 场上供应充足，价格合理。常用螺母材质：低碳钢 中碳钢 45# 35#常用产品级别与材质的搭配 螺母级别： 4H 5H 6H 8H 10H 螺母级别与材质： 4H 用低碳钢、 ML10 5H 6H 用中碳钢 45# 35#8H 10H 用中碳钢 45# 35# 35CrMo 30CrMo 做热处理即可达到硬度要求。因螺母本省中心空的，其对材料淬透性要求不高，所以通常普碳钢可以满足要求。因Q235材质含碳量较高易裂缝，所以一般不用其做螺母，但行业内常这么要求， 无需在意。国内市场没有30CrMo，因此一般用含碳量略高的 35CrMo代替。 螺栓级别：级 级 级 级 级（级） 级。

11、螺栓级别与材质：普通螺栓级 级采用普碳钢 常用材质 Q235 45# 35#等，含碳量越高其原材越 硬，抗拉强度值越大，可塑性越差。 Q235通过冷拔可提高其屈服强度至 300Mpa满足级要 求。高强螺栓级采用碳钢 常用材质 45# 35# 40Cr 35CrMo 等，需要热处理。直径小于 22的产品可以使用 45#、35#材质；直径超过 24 的产品可采用淬火性能较好的 40Cr 材质。高强螺栓级及以上级别采用合金钢 常用材质 40Cr 35CrMo 20MnTiB 35VB 等，增加不同金属元素可提高原材在抗拉强度、淬透性、环境适应力等方面的性能。35CrMo材质具有高静力强度；淬透性好；

12、耐高温、低温等优点适应环境能力较强。20MnTiB和35VB材质为当前钢结构螺栓指定材质，直径在 24以下的钢结构螺栓严格 要求采用20MnTiB材质。钢结构螺栓直径为27、30时一般采用35VB材质。高强螺栓：常用材质 35CrMo、 42CrMo。地脚螺栓材质与级别：4S:采用Q235材质，一般可以满足要求，但不到要求。45S:采用Q345（ 16Mn）可以满足要求，一般不能调质到 8级。6S:采用45#本身具有每平方毫米600MaP的抗拉强度，相当于6级8S 小直径（ M36 以下）的采用 45#通过热处理调质可达到要求大直径（M36以上）的可采用渗透性更好的40Cr材料调质达到要求10

13、S:小直径（M36以下）的40Cr可通过热处理调质可达到要求大直径（M36以上）的可采用渗透性更好的 35CrMo材料调质达到要求 注：冷拔拉细可以增强材料的硬度和韧性，提高材质质量。碳含量越多材料越硬，容易脆断，因此低碳钢的韧性使其能调质到高级别 碳、磷是主要的有害元素，其含量上国家有严格的标准限制。螺栓、螺母、垫圈的性能等级和推荐材料表，若客户需要也可使用其他材质，但需在合同中 注明。类别性能等级推荐材料标准编号适用规格螺 栓20M nTiB ML20M nTiBGB/T3077 GB/T6478M16、M20、M22、M2435VB 35CrMoGB/T3077M27、M30螺 母10H

14、45#、35#、GB/T699、GB/T6479皆可用垫 片45#、 35#GB/T699手册上常用的标准件代号:标准件平垫双头GB/T41-2000GB/T6170GB6175GB6176GB/T97-20 02 GB96 GB95GB/T93-1987执行 标 准GB/T1228-2006GB/T5782/3-200GB/T5780/1-2007GB/T901-1988标 准 件大六角连 接副扭剪型连 接副焊钉地脚螺栓国标L型T型执 行 标 准GB/T-1231GB/T-3632GB/T10433-2002GB/T799-1988JB/ZQ4362-97JB/ZQ4362-9紧固件的表面处

15、理表面处理方式电镀锌（普通、冷镀）（ 达克罗（锌铬酸盐涂层）表面处理步骤成品 经过酸洗、中和处理或喷沙 除油除锈 钝化 表面处理（电镀热镀）酸洗：是用酸溶液除去成品表面的油、锈，通常需要中和反映。喷沙：即用高速微小沙粒冲洗陈品表面， 以达到出油除锈的效果。其避开了使用酸液对产品 质量的伤害，通常在达克罗处理时使用。钝化：在产品表面生成一种非常薄的、致密的、覆盖性能良好的、牢固地吸附在金属表面上 的钝化膜。通常是氧化金属的化合物。它起着防腐蚀的作用。1发黑，又叫法蓝（兰）处理，即加碱处理， NaOH NaHNQ，客户无明确要求必做发黑处 理,有效的掩盖由于热处理造成的产品表面不足， 因此，主要用

16、于需要热处理的高强紧固件。2.电镀锌：就是置换反应，镀锌厚度一般产品直径越大厚度越大。国家规定镀锌厚度如表所示，实际镀锌厚度为35um左右。可选银白、蓝白和彩锌。镀彩锌：有黄、黑（很少）、军 绿色等。电解镀锌产品表面常附着氢离子，会影响产品力学性能，就是常说的氢脆，因此需要做 趋氢处理。目前电镀锌，内涵铬元素通常是+6价，即。卢+容液反应，镀锌成本在300650元/吨。有客 户要求用环保的+3价铬，即Cr3+液反应，成本在650750元/吨。3.热侵锌：即把成品放入经过高温融化的固体锌溶液，特定时间后捞出进行离心处理的过程。表面颜色常见的有灰白（相对低温锌层厚）和亮白（相对高温锌层薄）两种。即

17、 热镀锌产品表面越光，镀锌层越薄；表面呈灰色，且厚度越均匀（没有结流）则越好。热镀锌缺点：高温镀锌相当于对产品二次回火，严重影响产品硬度，破坏力学性能,因此美国标准有明文规定级以上栓严谨采用热处理防腐。 锌层较厚，几何尺寸变化大，因此配螺母需要做扩孔处理。热镀锌常用上锌量来表示：即 每平方米上锌重量为多少克。 上锌量在 270g/m2 以上，可 以满足40um的厚度要求。现实中镀锌前后产品每吨重量差在 1015Kg测量上锌层厚度一般取三个面求平均值。上锌量与厚度转换公式：M克/ m2除以铁的密度7850Kg/m3 = N卩m热侵会附着在螺纹里，需要做 离心处理。温度越高时间越短，上锌越薄：温度

18、低时间越长，上锌越厚。机械镀锌又叫粉末镀锌，高速高温冲刷。由于镀锌厚度的影响， 热度锌螺栓要对螺母做微加大处理不然拧不上。 螺母进行扩孔 处理后，通常会有些框， 但国家没有具体规定扩孔的标准， 因此只需要保证实验载荷就算合 格。即在螺栓拉断时螺母不脱落即为合格。 工人常说的的 30杠， 40杠即是扩孔数值单位。4.达克罗 ，分为含铬和不含铬两种，铬是一种有毒元素，生产过程污染环境含铬，即用锌 铬酸盐对产品进行喷刷，只有银白色，通常需要两次涂层。无铬，新型绿色表面处理工艺， 有多种颜色，常见的有黑色，军绿色。达克罗是由美国引进，因为其采用喷沙除油除锈，而且其要求温度是在200300C之间， 其对

19、产品质量无太大损伤，因此是比较理想的防锈处理方式，但达克罗有一定的环境污染。即使无太大的质量损伤，但因为表面不够光滑，也会影响高强螺栓检测是的系数值，因此， 达克罗重要的 保检测一步是的皂化 。缺点是：附着力差，怕磕碰。皂化：在金属表面附着一层皂化材料 ,主要起润滑作用 .金属在拉拔的时候用到。5.真空渗锌镀锌 ，热镀锌的一种，即在真空加高温双重环境下将锌的快速渗透在产品表层， 形成一定厚度的锌铁合金层，业界有人将他理解成一种热处理工艺， 15 年以上防锈。渗锌 工件有很强的耐腐蚀性，表面硬度增高，无氢脆！广泛应用于公、铁路建设，造船，航空， 风电，水电等领域。据说可以保证 30 年不锈，在我

20、国青藏高铁上有用到。处 理 方 式涂层厚度耐腐 蚀期成本优缺点常用产品本色23月附加成本最低产品表面粗糙黄 油 处 理法 蓝38um6个160260 元 / 吨覆盖热处理后的 红云，产品表面美观一致加 碱 处 理电镀锌M12以下8um，以上812um1年以上小件产品成本300-450/ 吨；长大件550-600/吨悬挂式镀锌产品表面光亮；“氢脆”效应使得影响产品硬度电解置换处理以下可做，含以上紧 固件不做电镀锌热侵锌43100um8年大件12001500/吨，小 件 2000-2500/ 吨表面光亮：热处 理温度过高影响 产品力学性能500度 融 锌 热八、 侵以下可做，含以上紧 固件一般不做

21、热浸 锌真空镀锌20120um30年大件15001700吨,小件2200-2700/ 吨耐磨性好，不影 响力学性能；表 面亮度不足真 空 环 境 下 渗 透铁道扣件 及其它恶劣环境条 件下达克罗510年与真空镀锌成本差不多环保，耐咼温， 结合力好；耐磨 性不好，怕磕碰表 面 喷 刷钢结构机械镀锌15001700 元/吨上锌层相对薄， 且耐腐蚀极地高铁结构钢结构螺栓连接副大六角连接副：必成套，即一栓、两垫圈、一螺母。因其属于高张力栓，靠其自身张力锁紧，故用平垫而不用弹垫，弹垫在此 无助于锁紧，反会破坏其摩擦系数。大六角检测的必要指标实验和要求：6.楔负载实验大于尊于d螺栓头下置10楔垫，在拉力实

22、验机器上将螺栓拧在带有内螺纹的专用夹具上 （大于等于d）然后进行拉力实验。要求：10楔垫尺寸及硬度要符合 GB/的规定。进行实验时，拉力载荷在下表规定的范围内，断裂应发生在螺纹或螺纹与螺杆交 界处。掉头或断在螺杆上则为不合格。当螺栓长度不足只直径的三倍时，可不做楔负载实验，允许用拉力载荷试验或芯部硬 度实验代替。拉力载荷应符合下表要求:螺纹规格dM16M20M22M24M27M30公称应力截面积是As/mm2157245303353459561拉力载荷（kN）163-195255-304315-376367-438477-569583-696芯部硬度应符合下表要求:维氏硬度洛氏硬度最小值（mi

23、n）最大值（max）312HV30367 HV3033HRC39HRC2.保证载荷实验将螺母拧入螺纹心棒，实验时夹头的移动速度不应超过 3mm/min。对螺母施加下表规定的保证载荷，持续15s,螺母不应脱落或破裂。当去掉载荷后，应可用手将螺母旋转出。螺纹规格D公称应力截面积是As/mm 2保证力Sp/Mpa104010H 保证载荷（As*Sp）/kN1632553153674775833.垫片硬度实验实验在支撑面上进行，10H垫片洛氏硬度为30HRC4.扭矩系数实验实验室对螺栓做配套的组合实验，扭矩系数要严格控制在之间。系数过大或过小都会导 致螺栓拧不紧或超拧。影响扭矩系数的因素：1螺牙的精度

24、。螺牙精度的检验主要是“通止规”。即通规和止规，通规要求手拧至底儿无障 碍，止规要求满帽丝则止，不凸不凹方是合格。6.螺母内牙的光滑程度；6.垫片表面的光滑度；越光扭矩系数越小， 光滑度适中为好，既不能太滑也不能太粗糙。外因。包括温度，湿度，运输破坏等，因此在运输时要求 栓母垫分开装箱的。HV30标准扭矩系数有效保证时间为 6个月。HV30直径*扭力系数*设计预拉力二实际扭力数扭剪螺栓连接副：必成套，即一栓、一垫圈、一螺母。自身具有高胀力。纽剪螺栓检测的必要指标实验和要求：（技术验收）1楔负载实验试验在“支承面”上进行，执行 GB/或GB/的规定。4.紧固轴力实验连接副的禁固轴力试验在轴力计或

25、测力环上进行， 必成套试验，不能重复使用。下表为禁固轴力标准：螺纹规格每批紧固轴力的平均值/kN公称110171209248319391min100155190225290355max121188230272351430紧固轴力表批准差c三x/kN若长度达不到直径的的三倍，可不做紧固轴力实验，改用“心部硬度实验”代替。影响紧固轴力的实验的因素：6.螺牙的精度；3垫片表面的光滑度；部件表面越光越有效，可以减小摩擦，刚好的满足要求。4外因。焊钉的投标指标1外形尺寸。客户要求长度包括，含帽全长减去熔长。比起其他螺栓紧固件起标注长度是 含帽长；其标注长度是不含标准规定的熔长。在现实市场买卖中商家对第项是不重视的， 但在投标或重大项目中就必须严格按要求来。2.拉拔试验将实验焊钉焊在小块钢板上，然后做拉力实验，当拉力达到下表要求时，不得断裂；继 续增大拉力载荷直至拉断，断裂不应发生在焊逢和热影响区内。d/mm101