扭剪型與大六角頭高強度螺栓連接副性能檢測探討

房永強+鄭曉斐+張浩

摘 要：本文對扭剪型與大六角頭高強度螺栓連接副常規性能檢測方法及扭矩系數、抗滑移系數進行了研究，并對扭剪型與大六角頭高強度螺栓連接副檢測方法之間的差異進行了總結和補充。

關鍵詞：高強螺栓連接副；扭矩系數；抗滑移系數

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.16.236

0 引言

高強螺栓在鋼結構工程中被廣泛使用。高強螺栓按施工工藝分為扭剪型和大六角頭型。從外形來看，大六角螺栓頭頭部是六角型的，扭剪型螺栓是半圓型的，而且尾部有個梅花頭。二者的安裝方式也不一，大六角用扭力扳手安裝，而扭剪型螺栓是通過尾部的梅花頭控制，利用扭矩的反力將螺栓逆向旋緊，直至螺栓的直齒狀尾端破斷為止。另外配套也不一致，大六角螺栓配一個螺母及兩個平墊，扭剪型配一個螺母和一個平墊。

1 高強螺栓連接副檢測項目

本文涉及到的大六角高強度螺栓連接副依據GB/T1231-2006；扭剪型高強度螺栓連接副依據GB/T3632-2008。高強度螺栓連接副需進行以下試驗。

（1）螺栓。螺栓需進行拉伸、沖擊、楔負荷、芯部硬度試驗。

（2）螺母及墊圈。螺母進行保載試驗和硬度試驗，墊圈進行硬度試驗。

（3）連接副。扭剪型連接副要進行連接副緊固軸力試驗。大六角連接副需測量扭矩系數K。

（4）抗滑移系數。抗滑移系數是依據GB50205-2001。高強連接副中，使連接件摩擦面產生滑動時的外力與垂直與摩擦面的高強度螺栓預拉力之和的比值。

2 試驗方法

2.1 硬度試驗（洛氏或維氏）

（1）芯部硬度試驗。扭剪型距離螺桿末端等于螺紋直徑的截面（1/2半徑）處進行。扭剪型試驗打四點，取后三點均值。

（2）螺母硬度試驗。扭剪型間隔為120°打三點取均值。大六角頭任取4點，取后三點取平均值。

（3）墊圈硬度試驗。任取4點，取后三點取平均值。

2.2 拉力試驗

（1）螺栓抗拉強度。按照GB/T 228.1-2010制作試件進行拉力試驗。

（2）楔負荷。在螺栓頭下置一個10°楔墊，在試驗機上將螺栓擰在帶有內螺紋的專用夾具上，然后進行試驗，拉斷后最大力為螺栓的楔負荷。

（3）螺母保載試驗。夾具螺紋芯棒硬度應大于45HRC，拉伸速度不大于3mm/min，施加到規定載荷，保載15s。螺母不應脫扣或破裂，卸載后應用手可將螺母旋出，或借助扳手松開螺母半扣后用手旋出。

2.3 沖擊試驗

大六角頭：U型試樣，室溫沖擊。扭剪型：V型試樣，-20℃沖擊。

2.4 扭剪型高強度螺栓連接副緊固軸力

緊固軸力試驗在軸力計上進行，組裝時墊圈有倒角的一側朝向螺母支撐面，試驗時墊圈不得轉動。緊固軸力是以螺栓梅花頭被擰斷時的軸力計所記錄的峰值。

2.5 大六角頭高強螺栓連接副扭矩系數

連接副的扭矩系數試驗在軸力計上進行。組裝時墊圈有倒角的一側朝向螺母支撐面，試驗時墊圈不得轉動。

2.6 抗滑移系數

摩擦試板寬度見表1。長度及安裝方式見圖1。試樣長度不小于t1+2t2+70，其中厚度t1、t2應根據鋼結構工程中有代表性的板材厚度來確定，同時要保證在摩擦面滑移前，試件鋼板凈截面始終處于彈性狀態。L1為150mm左右。摩擦試板機械加工要求見下表2。

3 結語

文章對大六角頭高強螺栓連接副和扭剪型高強螺栓連接副常規性能檢測方法試驗要求、注意事項進行了補充說明。介紹了大六角頭高強螺栓連接副扭矩系數測量方法及注意事項，對工程中抗滑移系數試件的安裝圖，加工尺寸進行了詳細說明，為同類研究提供參考。

參考文獻：

[1]于翔，陳緒宏，楊章程.高強度大六角頭螺栓聯接副的扭矩系數和抗滑移系數的測定方法[J].理化檢驗-物理分冊，2012（05）.

[2]GB/T1231-2006鋼結構用大六角頭螺栓、大六角螺母、墊圈技術條件[S].

[3]GB/T3632-2008鋼結構用扭剪型高強度螺栓連接副[S].

[4]GB50205-2001鋼結構工程施工質量驗收規范[S].

作者簡介：房永強（1984-），本科，工程師，主要研究方向：金屬材料物理性能檢測。endprint