国家标准计划《金属材料 高强度螺栓连接副 扭矩系数K值的测定》由 TC183(全国钢标准化技术委员会)归口,TC183SC4(全国钢标准化技术委员会力学及工艺性能试验方法分会)执行 ,主管部门为中国钢铁工业协会。
主要起草单位 武汉金目检测工程技术有限公司 、武汉钢铁(集团)公司等 。
| 77 冶金 |
| 77.040 金属材料试验 |
| 77.040.10 金属材料机械试验 |
该标准为钢结构领域化解产能过剩配套的试验方法标准。
在钢结构的连接方式中,结构节点的连接方式主要有三种,除焊接连接形式之外,就是高强螺栓连接方式,以及焊接+高强螺栓混合连接方式。
其中,高强螺栓连接具有施工简便、易拆除、自锁性好、安全性高等特点,因此成为了钢结构连接的重要手段之一。
近年来,高强螺栓连接方式被越来越被广泛应用于航空、航天、道路桥梁、建筑钢结构等重要工程。
在实际应用中,对上述这些十分重要的结构或承受动力荷载的结构,尤其是荷载引起反向应力时,均采用用摩擦型高强螺。
摩擦型高强螺栓的设计就是以板层间出现滑动作为承载能力极限状态。
高强度螺栓靠施加预拉力和摩擦力传递外力,除了螺栓材料强度很高之外,还给螺栓施加规定的预拉力,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。
因此,必须准确控制螺栓预拉力,以保证连接结构的安全可靠性。
当螺栓预拉力过大,螺栓可能被拉断,被连接件可能被压碎、咬粘、扭曲或者断裂,也可能螺纹牙被剪断而脱扣;螺栓预拉力不足,被连接件产生滑移、分离或紧固件松脱,降低使用寿命。
而要确保螺栓连接副的轴向预拉力,施工中紧固螺栓时通常采用扭矩法装配螺栓来控制和保证结构连接的可靠性。
预拉力不好控制和事后检测,如果想精确的控制螺栓的预拉力,就必须精确的控制螺栓扭矩系数K值。
扭矩系数K是确定预拉力与扭矩之间关系的关键参数,即只要知道了螺栓的扭矩系数K,就可以知道要使用多大的扭矩去拧紧螺栓,便能在施工中方便的保证拧紧螺栓的轴向预拉力满足设计要求。
由上可见,通过实验准确的测试高强螺栓连接副的扭矩系数K值是何等的重要,对工程质量和构件的安全具有多么重要的意义?为了加强工程的质量管理,国家标准GB/T50205-2001《钢结构工程施工质量验收规范》对高强螺栓连接副的扭矩系数K规定了严格的验收规范。
规定扭矩系数K的平均值(一般为8个螺栓连接副)在0.110~0.150之间,还规定了其标准偏差不得大于0.010,也就是说,扭矩系数的散差不能大。
既然螺栓的扭矩系数K如此重要,那么准确测试扭矩系数便必不可少。
但是目前国内还没有制定一个正式、独立的高强螺栓连接副扭矩系数的试验方法标准,更何况影响高强螺栓连接副扭矩系数的因素很多,除了其本身的质量、表面处理和润滑、螺纹间配合的松紧程度和支承面性质等之外,试验方法中的测试设备、初拧和终拧时间间隔、拧紧速度、重复拧紧、施拧环境条件等等因素也是不可无视的重要因素。
为了提供高强度螺栓准确的扭矩系数K值,以确保工程质量和构建使用安全,迫切需要制定高强度螺栓扭矩系数K值试验方法的国家标准,而且具有十分重要的经济意义和社会意义。
高强度螺栓连接副扭矩系数试验方法的主要内容包括:适用范围、抽样原则与数量、试验原理、试验设备、试验步骤及结果计算等。 高强螺栓连接副的扭矩系数K值,是施拧扭矩与螺栓预拉力和螺栓螺纹公称直径之积的比值。其表达式为:K=T/(P×d) 式中:K——扭矩系数; T——拧紧扭矩,N?m; P——螺栓预拉力,kN; d——螺栓公称直径,mm。 本课题重点的技术内容还有:1,对测量仪器设备的精度规定;2,对被测螺栓连接副准备状态的规定;3,对螺栓施拧扭矩与预拉力的控制;4,对试验操作程序的规定;5,对试验结果的计算和处理等。