08424讲义紧固件.docx
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08424讲义紧固件
紧固件
幕墙构件是由面板、铝合金建筑型材拼合连接成基本构件后,运到工地通过安装形成幕墙体系。
因此,在幕墙制作、安装过程中连接占有重要地位。
任何幕墙结构都会遇到连接问题。
幕墙构件连接,除隐框幕墙结构装配组件玻璃与铝框的连接采用硅酮密封胶胶接外,通常用紧固件连接。
紧固件把两个以上的金属或非金属构件连接在一起,连接方法分不可拆卸连接和可拆卸连接两类。
铆合属于不可拆卸连接,螺纹连接属于可拆卸连接,使用这类连接的构件可以自由拆卸,使用方便。
紧固件有普通螺栓、螺钉、螺柱和螺母,不锈钢螺栓、螺钉、螺柱和螺母以及抽芯铆钉。
GB/T3098.1—2000《紧固件机械性能、螺栓、螺钉和螺柱》规定了碳钢或合金钢制造的螺栓、螺钉和螺柱的机械性能
1.锚栓及锚固技术
1.1锚固原理:
1.1.1通过磨擦力使锚栓固定于基材中,如:
金属膨胀锚栓。
1.1.2通过砌合力使锚栓固定于基材中。
如:
柱锥式锚栓。
1.1.3通过粘合力使锚栓固定于基材中。
如:
化学药剂锚栓。
锚栓是一切后锚固组件的总称。
锚栓可分为扩孔型锚栓、膨胀型锚栓、粘接型锚栓和化学植筋四大类。
各类锚栓的适用范围,除本身性能差异外,还应考虑基材是否开裂、锚固连接的受力性质(拉、压、中心受剪、边缘受剪)、被连接结构类型(结构构件、非结构构件)、有无抗震设防要求等因素的综合影响,按表2-70i规定采用。
就国内外工程实践而言,目前一般定型锚栓由于受破坏形态控制,主要用于非结构构件的后锚固连接,以及受压、中心受剪(C≥10hef,其中C为锚栓与混凝土基材边缘的距离,hef为锚栓的有效锚固深度)、压剪组合受力之结构构件的后锚固连接。
锚栓适用范围表2-71
锚栓类型
膨胀型锚栓
扩孔型锚栓
粘结型锚栓
化学植筋
混凝土螺钉
射钉及混凝土钉
有无抗震设防要求
有
无
有
无
有
无
有
无
有
无
有
无
拉剪复合受力、受拉、边缘受剪
结构构件及生命线工程非结构构件
×
×
×
×△
×
×
○
○
×
×
×
×
非结构构件
○
○
○
○
×
×△
○
○
○
○
△
△
非结构构件及受压、中心受剪、压剪复合受力之结构构件。
○
○
○
○
△
○
○
○
○
○
△
○
注:
○表示适用×表示不适用△表示有条件应用。
膨胀型锚栓(简称膨胀栓),是利用锥体与膨胀片(或膨胀套筒)的相向移动,促使膨胀片膨胀,与孔壁混凝土产生膨胀挤压力,并通过剪切摩擦作用产生抗拔力,实现对被连接件锚固的一种组件。
膨胀型锚栓按安装时膨胀力控制方式的不同,分为扭矩控制式和位移控制式。
膨胀型锚栓由于定型较为粗短,埋深一般较浅,受力时主要表现为混凝土基材破坏,因此,按《建筑结构可靠度设计统一标准》精神,不适用于受拉、边缘受剪(C≤10hef)、拉剪复合受力之结构构件及生命线工程非结构构件的后锚固连接。
扩孔型锚栓,简称扩孔栓或切糟栓,是通过对钻孔底部混凝土的再次切糟扩孔,利用扩孔后形成的混凝土承压面与锚栓膨胀扩大头间的机械互锁,实现对被连接件锚固的一种组件。
扩孔型锚栓按扩孔方式的不同,分为预扩孔和自扩孔。
前者以专用钻具预先切糟扩孔;后者锚栓自带刀具,安装时自行切糟扩孔,扩孔与安装一次完成,扩孔型锚栓锚固拉力主要是通过混凝土承压面与锚栓膨胀扩大头间的顶承作用直接传递,膨胀剪切摩擦作用较小。
尽管如此,扩孔型锚栓由于定型较为粗短,与膨胀型锚栓相比,在破坏形态上并无实质性改善,与膨胀型锚栓一样,不适用于受拉、边缘受剪(C<10hef=、拉剪复合受力之结构构件的后锚固连接。
1.3.2砖墙:
由于砖墙的强度较低,因此不可用冲击钻。
只能用电钻钻孔(只能旋转,不伴随敲击)。
1.3.3清理孔穴:
为充分发挥锚栓的锚固强度,一般需将孔穴中的碎片及灰尘清除干净。
尤其是化学药剂锚栓及柱锥式锚栓。
1.3.4安置锚栓、旋紧螺母:
金属膨胀式和柱锥式锚栓,在安置锚栓后可马上承受紧缩力矩。
而化学锚栓必须待其固化后方可旋紧螺母。
1.4锚栓的选择及特性、价格、性能:
1.4.1M12金属锚栓:
具有施工简捷、方便,可立即承受荷载,不需等待时间,价格低等优点。
但膨胀产生预应力,抗震性差,边距、间距需较大等不足。
特点、强度、价格见下表:
品牌
喜利得HAS-KA螺栓式
安卡锚栓M12×120
(锚固深度80)
慧鱼FB螺杆锚栓
FB=12/20
(锚固深度60)
慧鱼F2A柱锥式螺杆锚栓F2A18×80,M12/25
(锚固深度80)
国产
膨胀
锚栓
特点
钻孔量较小,(钻孔直径=螺纹直径)埋深位置有蓝色标志.
钻孔量较小,
钻孔直径=螺纹直径
无膨胀力安装钻孔量较大,需轻轻敲击.
钻孔
量大
单个锚栓破坏荷载(KN)(混凝土±C30)
抗拉
34
31.4
48.3
34
抗剪
34.9
40.5
单个锚栓安全荷载(KN)(混凝土±C30)
抗拉
9.5
7.6
15.3
抗剪
10.8
11.8
19.3
参考价(元)
13.8
11
42
0.8
1.4.2M12化学药剂锚栓:
具有无膨胀安装。
锚固强度高、抗震性好,间距、边距要求小等优点。
但必须注意与温度有关的硬化时间,且孔内要较洁净。
特点、强度、价格见下表:
品牌
喜力得HVA化学粘着安卡锚栓
慧鱼高强化学锚栓R
特点
药剂为塑料箔材包装,便于运输。
药剂为玻璃管包装。
成份与石英颗粒相同。
单个锚栓破坏荷载(KN)(混凝土±C30)
抗拉
43.8
抗剪
26.3
单个锚栓安全荷载(KN)(混凝土±C30)
抗拉
14.1
11.3
抗剪
13.1
12.6
固化时间(分)
-5~0℃
300
300
0~-10℃
60
60
10~20℃
30
30
>20℃
20
20
电动工具转速(转/分)
≤750
≤750
参考单价(元)
24+12=36
22+15.5=37.5
1.4.3实心砖锚栓的选择及特点、强度、价格见下表:
品牌
慧鱼FUR万能
框架尼龙锚栓
(FUR10×100)
喜利得HY-50如意粘着膏
国产金属膨胀螺栓+锚固树脂
穿透
墙体
特点
安装简捷、
承载力高
无膨胀压力、间距、边距较小,还需固化时间
有膨胀压力
单个锚柱破坏荷载(KN)
抗拉
11
抗剪
11
静态安全负载(KN)
抗拉
3.5
抗剪
4
固化时间
(分)
无
5℃
120
无
无
20℃
60
30℃
45
40℃
30
参考价格
5.6元/个(镀锌)
18.5元/个(不锈钢)
HY50:
255元/330ml
HIJ-螺杆:
13元/个
网状套筒:
5元/个
1元/个
1.4.4空心砖锚栓的选择及特点、强度、价格见下表:
喜利得HY-20如意粘着膏
慧鱼射式锚栓FIPS
特点
无膨胀挤压应力.混合比准确间距、边距很小.
无膨胀固定,间距、边距较小.
单个破坏载荷
(KN)
抗拉
抗剪
单个静态安全
负载(KN)
抗拉
1.0
1.4
抗剪
4.0
1.4
固化时间
(分)
5℃
120
90
10℃
90
20℃
64
45
30℃
45
25
40℃
30
15
参考价格
HY20粘着膏:
255元/330ml;
螺杆:
13元/个;网状套管:
5元/个
注射剂:
220元/150ml;
锚栓:
12.5元/个;锚栓套管:
11元/个
2.材料紧固件
2.1自攻钉
◆常用规格、尺寸见下表:
螺纹规格
ST
1.5
ST
1.9
ST
2.2
ST
2.6
ST
2.9
ST
3.3
ST
3.5
ST
3.9
ST
4.2
ST
4.8
ST
5.5
ST
6.3
ST
8
ST
9.5
螺距P≈
0.5
0.6
0.8
0.9
1.1
1.3
1.3
1.3
1.4
1.6
1.8
1.8
2.1
2.1
号码NO
0
1
2
3
4
5
6
7
8
10
12
14
16
20
◆GB845十字槽盘头自攻螺钉尺寸与重量见下表:
mm
螺纹规格
ST2.2
ST2.9
ST3.5
ST4.2
ST4.8
ST5.5
ST6.3
ST8
ST9.5
dK
max
4
5.6
7
8.8
9.5
11
12
16
20
min
3.7
5.3
6.64
7.64
9.14
10.57
11.57
15.57
19.48
K
max
1.6
2.4
2.6
3.1
3.7
4
6
6
7.5
min
1.4
2.15
2.35
2.8
3.4
3.7
5.6
5.6
7.1
十字槽槽号
0
1
2
3
4
L
每1000件钢制品的重量m≈kg
公称
C型
F型
max
min
max
min
4.5
3.7
5.3
3.7
4.5
0.18
6.5
5.7
7.3
5.7
6.5
0.21
0.52
9.5
8.7
10.3
8.7
9.5
0.27
0.61
0.95
1.44
2.3
13
12.2
13.8
12.2
13
0.33
0.72
1.11
1.67
2.6
3.51
4.79
16
15.2
16.8
15.2
16
0.38
0.81
1.24
1.86
2.87
3.86
5.27
10.79
20.32
19
18.2
19.8
18.2
19
0.91
1.38
2.06
3.13
4.21
5.74
11.58
21.55
22
21.2
22.8
20.7
22
1.52
2.26
3.4
4.56
6.22
12.37
22.78
25
24.2
25.8
23.7
25
1.66
2.45
3.66
4.91
6.7
13.16
24.01
32
30.7
33.3
30.7
32
2.91
4.28
5.73
7.81
15.01
26.89
38
36.7
39.3
36.7
38
4.81
6.43
8.76
16.59
29.35
45
43.7
46.3
43.5
45
18.43
32.23
50
48.7
51.3
48.5
50
19.75
34.28
◆自攻钉推荐钻孔尺寸在黄铜、铝合金、不锈钢和高强度耐蚀镍铜合金板中:
螺钉规格(C型、F型)
材料厚度mm
钻孔直径mm
ST2.2
0.45
1.60
0.91
1.85
1.62
1.95
ST2.9
0.45
2.05
0.91
2.30
1.62
2.40
2.03
2.60
ST3.5
0.45
2.35
0.91
2.80
1.62
2.95
2.03
3.10
2.64
3.20
ST4.2
0.71
2.90
0.91
3.10
1.22
3.20
1.62
3.40
2.64
3.70
3.18
3.80
ST4.8
0.71
3.40
1.22
3.60
1.62
3.80
2.64
4.10
3.18
4.30
4.75
4.45
ST5.5
0.71
4.10
1022
4.30
1.62
4.50
2.64
4.80
3.18
4.90
4.75
5.10
ST6.3
1.22
4.80
1.62
5.20
2.03
5.40
3.18
5.70
4.75
5.90
6.35
6.00
2.2机制螺栓
◆常用规格尺寸见下表:
GB5781六角螺栓—全螺纹—C级mm
螺纹规格d
M5
M6
M8
M10
M12
M16
M20
M24
M30
M36
K
公称
3.5
4
5.3
6.4
7.5
10
12.5
18.7
22.5
22.5
min
3.12
3.62
4.92
4.95
7.05
9.25
11.6
17.65
21.45
21.45
max
3.88
4.38
5.68
6.85
7.95
10.75
13.4
19.75
23.55
23.55
s
max
8
10
13
16
18
24
30
46
55
55
min
7.64
9.64
12.57
15.57
17.57
23.16
29.16
45
53.8
53.8
L
每1000件钢制品的重量≈kg
公差
min
max
10
9.3
10.7
2.52
12
12.9
12.9
2.76
4.46
16
16.9
16.9
3.24
5.15
10.39
20
21.1
21.1
3.72
5.82
11.63
19.86
25
26.1
26.1
4.32
6.69
13.19
22.31
32.78
30
31.1
31.1
4.92
7.55
14.74
24.77
36.34
35
36.3
46.3
5.52
8.4
16.3
27.22
39.91
80.5
40
41.3
41.3
6.13
9.26
17.85
29.68
43.47
87.04
150.7
45
46.3
46.3
10.12
19.41
32.13
47.03
93.58
160.9
50
51.3
51.3
10.97
20.96
34.59
50.59
100.1
171.1
266.4
(55)
56.5
56.5
22.52
37.05
54.16
106.7
181.4
281.1
60
61.5
61.5
24.07
39.5
57.72
113.2
191.6
295.9
525.2
(65)
66.5
66.5
25.63
41.96
61.28
119.8
201.9
310.6
548.5
70
71.5
71.5
44.41
64.84
126.3
212.1
325.4
571.9
896.1
80
81.5
81.5
49.32
71.97
139.4
232.6
354.9
618.6
963.9
90
91.7
91.7
79.09
152.5
253.1
384.3
665.3
1032
100
101.7
101.7
86.22
165.6
273.5
413.8
712
1100
◆GB5780六角头螺栓——C级规格尺寸与重量见下表:
螺纹规格d
M5
M6
M8
M10
M12
K
公称
3.5
4
5.3
6.4
7.5
min
3.12
3.62
4.92
4.95
7.05
max
3.88
4.38
5.68
6.85
7.95
s
max
8
10
13
16
18
min
7.64
9.64
12.57
15.57
17.57
夹紧长度LR和每1000件钢制品的重量m≈kg
公差
min
max
LRmax
m
LR
max
m
LR
max
m
LR
max
m
LR
max
m
25
23.9
26.1
9
4.35
30
28.9
31.1
14
4.97
12
7.65
35
33.7
36.3
19
5.6
17
8.59
13
16.48
40
38.7
41.3
24
6.23
22
9.52
18
18.16
14
30.02
45
43.7
46.3
29
6.85
27
10.45
23
19.85
19
32.74
15
47.47
50
48.7
51.3
34
7.48
32
11.39
28
21.54
24
35.46
20
51.38
(55)
53.5
56.5
37
12.32
33
23.22
29
38.17
25
55.29
60
58.5
61.5
42
13.25
43
24.91
34
40.89
30
59.2
(65)
63.5
66.5
66.5
48
26.6
39
43.61
35
63.11
70
68.5
71.5
71.5
48
28.28
44
46.33
40
67.02
80
78.5
81.5
81.5
58
31.65
54
51.76
50
74.85
90
88.3
91.7
91.7
64
57.2
60
82.67
100
98.3
101.7
101.7
74
62.64
70
90.49
110
108.3
108.3
111.7
80
98.31
120
118.3
118.3
121.7
90
106.1
◆性能等级见下表:
性能等级
螺母
4
5
6
8
9
10
12
螺栓、螺钉、螺柱
3.6
4.6
4.8
5.6
5.8
6.8
8.8
9.8
10.9
12.9
适用场合
低强度、低扭矩
高强度、高扭矩
◆机械性能及最小拉力载荷保证载荷见下表:
螺栓、螺钉和螺柱的机械性能指标
序号
机械性能
N/mm2
性能等级
3.6
4.6
4.8
5.6
5.8
6.8
8.8
9.8
10.9
12.9
≤M16
>M16
1
抗拉强度σb
公称
300
400
500
600
800
800
900
1000
1200
min
330
400
420
500
520
600
800
830
900
1040
1220
2
维氏硬度HV30
min
95
120
130
155
160
190
250
255
290
320
385
max
250
320
335
336
380
435
3
布氏硬度HB
P=30D2
HB≤140时,P=10D2
min
90
114
124
147
152
181
238
242
276
304
366
max
242
304
318
342
361
414
4
洛氏硬度HR
min
HRB
52
67
70
80
83
89
——
HRC
——
22
23
28
32
39
max
HRB
100
——
HRC
——
32
34
37
39
44
5
表面硬度HV0.3max
——
见注⑤
6
屈服点σs,N/mm2
公称
180
240
320
300
400
480
max
190
240
340
300
420
480
7
屈服点σ0.2,N/mm2
公称
——
640
640
720
900
1080
max
——
640
660
720
940
1100
8
保证应力
Sp/σsmin或σ0.2min
0.94
0.94
0.91
0.94
0.91
0.91
0.91
0.91
0.91
0.88
0.88
9
伸长率σs%
180
230
310
280
380
440
580
600
660
830
970
10
楔负载强度
对螺栓和螺丝钉(不包括螺柱)的数值等于最小抗强度
11
冲击吸收功AKUJmin
——
25
——
30
30
25
20
15
12
头部坚固性
在头部及钉与头部交接的圆角处不应产生任何裂缝
13
螺纹未脱碳层的最小高度E
——
1/2H1
2/3H1
3/4H1
全脱碳层的最大深度Gmm
——
0.015
◆粗牙螺纹的最小拉力载荷
螺纹
直径d
mm
螺距
P
mm
公称应力截面积As
mm2
性能等级
3.6
4.6
4.8
5.5
5.8
6.8
8.8
9.8
10.9
12.9
最小拉力载荷(As×δb)N
3
0.5
5.03
1660
2010
2110
2510
2620
3020
4020
4530
5230
6140
3.5
0.6
6.78
2240
2710
2850
3390
3520
4070
5420
6100
7050
8270
4
0.7
8.78
2900
3510
3690
4390
4560
5270
7020
7900
9130
10700
5
0.8
14.2
4690
5680
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- 08424 讲义 紧固
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