幕墙紧固件.doc

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。
(一) 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 螺栓、螺钉和螺柱各性能等级的钢种和回火温度见表2-57。
表2-57
等级性能
材料和热处理
化学成份,%
回火温度
0C
min
C
P
max
S
max
B
max
min
max
3.6

碳钢
—
0.20
0.05
0.06
0.003
—
4.6
—
0.55
0.05
0.06
0.003
—
4.8
5.6
0.13
0.55
0.05
0.06
0.003
—
5.8
—
0.55
0.05
0.06
6.8
8.8
低碳合金钢（如硼、锰或铬），淬火或中碳钢、淬火并回火
0.15
0.04
0.035
0.035
0.003
425
0.25
0.55
0.035
0.035
9.8
低碳合金钢（如硼、锰或铬），淬火或中碳钢、淬火并回火
0.15
0.35
0.035
0.035
0.003
425
0.25
0.55
0.035
0.035
10.9
低碳合金钢（如硼、锰或铬），淬火并回火
0.15
0.35
0.035
0.035
0.003
340
10.9
中碳钢，淬火并回火或低中碳合金钢（如硼、锰或铬），淬火并回火或合金钢淬火并回火
0.25
0.20
0.55
0.55
0.035
0.035
0.035
0.035
0.003
425
0.20
0.55
0.035
0.035
0.003
12.9
合金钢,淬火并回火
0.28
0.50
0.035
0.035
0.003
380
2. 螺栓、螺钉和螺柱的机械物理性能见表2-58。
表2-58 螺栓、螺钉和螺柱的机械和物理性能
分项
条号
机械性能和物理性能
性能等级
3.6
4.6
4.8
5.6
5.8
6.8
8.8
9.8
10.9
12.9
d≤
16mm
d＞
16mm
1
公称抗拉强度σb公称,N/mm2
300
400
500
600
800
800
900
1000
1200
2
最小抗拉强度σbmin,N/mm2
330
400
420
500
520
600
800
830-
900
1040
1220
3
维氏硬度HV
F≥98N
min
95
120
130
155
160
190
250
255
290
320
385
max
220
250
320
335
360
380
435
4
布氏硬度HB
F=30D2
min
90
114
124
147
152
181
238
242
276
304
366
max
209
238
304
318
342
361
414
5

洛氏硬度HR
min
HRB
52
67
71
79
82
89
—
—
—
—
—
HRC
一
一
一
一
一
一
22
23
28
32
39
max
HRB
95.0
99.5
一
一
一
一
一
HRC
—
—
32
34
37
39
44
6
表面硬度HV 0.3 max
—
7）
7
屈服点σ，
N/mm2
公称
180
240
320
300
400
480
—
—
—
—
—
min
190
240
340
300
420
480
—
—
—
—
—
8
规定非比例伸长应力σp 0.2,N/mm2
公称
—
—
640
640
720
900
1080
min
—
—
640
660
720
940
1100
9
保证应力
Sp/σs或Sp/σp 0.2
0.94
0.94
0.91
0.93
0.90
0.92
0.91
0.91
0.90
0.88
0.88
Sp , N/mm2
180
225
310
280
380
440
580
600
650
830
970
10
破坏扭矩MB,N·m min
—
按GB/T3098.13规定
11
断后伸长率δ，% min
25
22
—
20
—
—
12
12
10
9
8
12
断面收缩率φ，% min
—
52
48
48
44
13
楔负载
对螺栓和螺钉（不包括螺柱）实物进行测试，应符合表6或表8的规定
14
冲击吸收功Aku，J min
—
25
—
30
30
25
20
15
15
头部坚固性
不得断裂
16
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G，mm
—
0．015
17
再回火后的硬度
—
回火前后硬度均值之差不大于20HV
18
表面缺陷
按GB/T5779。1或GB/T5779。3规定
1． 螺纹紧固件应力截面积值
GB/T16823.1—1997《螺纹紧固件应力截面积和承载面积》对螺纹紧固件应力截面积值作了规定见
表2-59。
表2-59
粗牙螺纹
细牙螺纹
螺纹直径d
mm
螺距p
mm
应力截面积As
mm2
内径d1
mm
螺纹直径d
mm
螺距p
mm
应力截面积As
mm2
内径d1
mm

1
1.1
1.2
0.25
0.25
0.25
0.460
0.588
0.732
0.729
0.829
0.929
8
10
10
1
1
1.25
39.2
64.5
61.2
6.918
8.918
8.647
1.4
1.6
1.8
0.3
0.35
0.35
0.983
1.27
1.70
1.075
1.221
1.421
12
12
14
1.25
1.5
1.5
92.1
88.1
125
10.647
10.376
12.376
2
2.2
2.5
0.4
0.45
0.45
2.07
2.48
3039
1.567
1.713
2.013
16
18
20
1.5
1.5
1.5
167
216
272
14.376
16.376
18.376
3
3.5
4
0.5
0.6
0.7
5.03
6.78
8.78
2.459
2.850
3.424
20
22
24
2
1.5
2
258
333
384
17.835
20.376
21.835
4.5
5
6
0.75
0.8
1
11.3
14.2
20.1
3.688
4.134
4.918
27
30
33
2
2
2
496
621
761
24.835
27.835
30.835
7
8
10
1
1.25
1.5
28.9
36.6
58.0
5.918
6.647
8.376
36
39
45
3
3
3
865
1030
1400
32.752
35.752
41.752
12
14
16
1.75
2
2
84.3
115
157
10.106
11.835
13.835
52
56
60
4
4
4
1830
2144
2490
47.670
51.670
55.670
18
20
22
2.5
2.5
2.5
192
245
303
15.294
17.294
19.294
64
72
76
4
6
6
2851
3460
3890
59.670

24
27
30
3
3
3.5
353
459
561
20.752
23.752
26.211
80
85
90
6
6
6
4340
4950
5590

33
36
39
3.5
4
4
694
817
976
29.211
31.670
34.670
95
100
105
6
6
6
6270
7000
7760

42
45
48
4.5
4.5
5
1120
1310
1470
37.129
40.129
42.588
110
115
120
6
6
6
8560
9390
10300

52
56
60
5
5.5
5.5
1760
2030
2360
46.588
50.046
54.046
125
130
6
6

11200
12100

64
68
6
6
2680
3060
57.505
61.505

注：应力截面积As 用于螺栓抗拉、抗剪强度验算；内径d1 用于拉杆抗拉强度验算。

GB/T3098.2—2000《紧固件机械性能 螺母 粗牙螺纹》规定了螺母的材料和机械性能。
1． 材料的化学成分应符合表2-60的规定。
表2-60
性能
化学成分，%
C
max
Mn
mix
P
max
S
max
4、5、6
一
0．50
—
0．060
0．150
8、9
04
0．58
0．25。
0．060
0．150
10
05
0．58
0．30
0．048
0．058
12
—
0．58
0．45
0．048
0．058

2． 螺母的机械性能应符合表2-61的规定。

表2-61 机械性能

螺纹规格
性能等级
04
05
4
保证
应力
Sp
N/mm2
维氏硬度
HV
螺母
保证
应力
Sp
N/mm2
维氏硬度
HV
螺母
保证
应力
Sp
N/mm2
维氏硬度
HV
螺母
＞
≤
min
max
热理
型式
min
max
热处理
型式
min
max
热处理
型式
－
M4

380

188

302

不淬火
回火

薄型

500

272

353

淬火并回火

薄型

－

－

－

－

－
M4
M7
M7
M10
M10
M16
M16
M39
510
117
302
不淬火
回火

1

螺纹规格
性能等级
5
6
8
保证
应力
Sp
N/mm2

维氏硬度
HV

螺母
保证
应力
Sp
N/mm2

维氏硬度
HV

螺母
保证
应力
Sp
N/mm2

维氏硬度
HV

螺母
＞
≤
min
max
热理
型式
min
max
热处理

型式
min
max
热处理
型式
－
M4
520

130

320

不淬
火回
火

1
600

150

302

不淬火回火

1
800
180

302
不淬火
回火

1
M4
M7
580
670
855

200
M7
M10
590
680
870
M10
M16
610
700
880
M16
M39

630
146
720
170
920
233
353
淬火并
回火

螺纹规格
性能等级
8
9
10
保证
应力
Sp
N/mm2

维氏硬度
HV

螺母
保证
应力
Sp
N/m
m2

维氏硬度
HV

螺母
保证
应力
Sp
N/mm2

维氏硬度
HV

螺母
＞
≤
min
max
热处
理
型式
min
max
热处理
型式
min
max
热处理
型式
－
M4

－

－

－

－

－
900
170

302

不淬火
回火

2
1040

272

353

淬火并
回火

1
M4
M7
915

188
1040
M7
M10
940
1040
M10
M16
950
1050
M16
M39

890
180
302
不淬
火回
火

2
920
1060
螺纹规格
性能等级
12
保证应力
Sp
N/mm2
维氏硬度
HV
螺母
保证应力
Sp
N/mm2
维氏硬度
HV
螺母
＞
≤
min
max
热处理
型式
min
max
热处理
型式
－
M4
1140

295

353

淬火并
回火

1
1150

270

353

淬火并
回火

2
M4
M7
1140
1150
M7
M10
1140
1160
M10
M16
1170
1190
M16
M39
－
－
－
－
－
1200

GB/T3098.4—2000《紧固件机械性能 螺母 细牙螺纹》规定了螺母的机械性能。
1．材料见表2-57。
2．螺母的机械性能应符合表2-62的规定

表2-62 机械性能
螺纹直径
D
mm
性能等级
04
05
5
保 证
应 力
SP
N/mm2
维氏硬度
HV
螺母
保证
应力
SP
N/mm2
维氏硬度
HV
螺母
保证
应力
Sp
N/mm2
维氏硬度
HV
螺母
min
max
热
处理
型式
min
max
热
处理
型式
min
max
热
处理
型式
8＜d≤10
380
188
302
不淬火回火
薄型
500
272
353
淬火
并
回火
薄型
690
175

302
不淬火回火

1
10＜d≤16
16＜d≤33
720
190
33＜d≤39
螺纹直 径
D
mm
性能等级
6
8
保 证
应 力
Sp
N/mm2
维氏硬度
螺母
保 证
应 力
Sp
N/mm2
维氏硬度
螺母
保 证
应 力
Sp
N/mm2
维氏硬度
螺母
min
max
热处理
型式
min
max
热处理
型式
min
max
热处理
型式
8＜d≤10
770
188

320
不淬火回火

1
955
250

353
淬火
并
回火

1
890
195
302
不淬火回火
2
10＜d≤16
780
16＜d≤33
870
233
1030

295

—

—

—

—
33＜d≤39
930
1090
螺纹直径D
mm
性能等级
10
12
保证
应力
Sp
N/mm2
维氏硬度
螺母
保证
应力
Sp
N/mm2
维氏硬度
螺母
保证
应力
Sp
N/mm2
维氏硬度
螺母
min
max
热处理
型式
min
max
热处理
型式
min
max
热处理
型式
8＜d≤10
1100
295
353
淬火
并
回火

1
1055
250

353
淬火
并
回火

2
1200
295
353
淬火
并
回火
2
10＜d≤16
1110
16＜d≤33
—
—
—
—
—
1080
260
—
—
—
—
—
33＜d≤39
注：最低硬度仅对经热处理的螺母或规格太大而不能进行保证载荷试验的螺母，才是强制性的；对其它螺母不是强制性的，是指导性的。对不淬火回火的，而又能满足保证载荷试验的螺母，最低硬度应不作为拒收依据
1）D＞16mm的螺母，可以淬火并回火，由制造者确定。
(二)GB/T3098.6—2000《紧固件机械性能 不锈钢螺栓 螺钉和螺柱》规定了由奥氏体、马氏体和铁索体耐腐蚀不锈钢制造的螺栓、螺钉和螺柱的机械性能。
1． 不锈钢组别与化学成份见表2-63。
表2-63 不锈钢的组别与化学成份
类别
组别
化学成份1），%
C
Si
Mn
P
S
Cr
Mo
Ni
Cu
奥氏体
A1
0.12

6.5
0.2
0.15~0.35
16~19
0.7
5~10
1.75~2.25
A2
0.1
1
2
0.05
0.03
15~20
—
8~19
4
A3
0.08
1
2
0.045
0.03
17~19
—
9~12
1
A4
0.08
1
2
0.045
0.03
16~18.5
2~3
10~15
1
A5
0.08
1
2
0.045
0.03
16~18.5
2~3
10.5~14
1
马氏体
C1
0.09~
0.15
1
1
0.05
0.03
11.5~14
—
1
—
C3
0.17~
0.25
1
1
0.04
0.03
16~18
—
1.5~2.5
—
C4
0.08~
0.15
1
1.5
0.06
0.15~0.35
12~14
0.6
1
—
铁素体
F1
0.12
1
1
0.04
0.03
15~18
—
1
—
注：不锈钢的类别和组别，以及涉及其特性和应用的说明，在附录B中给出。
2． 螺栓、螺钉和螺柱的不锈钢组别和性能标记。材料标记由短划隔开的两部份组成。第一部份标记钢
的组别，第二部份标记性能等级。
钢的组别（第一部份）标记由字母和一个数字组成，字母表示钢的类别，数字表示该钢的化学成份范围。其中A—奥氏体钢；C—马氏体钢；F—铁素体钢。
性能等级（第二部份）标记由两个数字组成，并表示紧固件抗拉强度的1/10。
示例： 1）A2-70表示：奥氏体钢、冷加工、最小抗拉强度为700N/mm2（700MPa）；
2）C4-70表示：马氏体钢、淬火并回火、最小抗拉强度为700N/mm2（700MPa）。
3． 奥氏体钢螺栓、螺钉和螺柱机械性能见表2-64。
表2 –64 奥氏体钢螺栓、螺钉和螺柱机械性能
类别
组别
性能等级
螺纹直径
抗拉强度σb
min
N/mm2
规定非比例伸长应力σpo.2
min
N/mm2
断后伸长量δ
min
mm
奥氏体
A1、A2
A3、A4
A5
50
≤M39
500
210
0.6d
70
≤M24
700
450
0.4d
80
≤M24
800
600
0.3d
4． 马氏体和铁素体钢螺栓、螺钉和螺柱机械性能见表2-65。
表2-65 马氏体和铁素体钢螺栓、螺钉和螺柱机械性能

类别

组别
性能等级
抗拉强度σb
min
N/mm2
规定非比例伸长应力
σpo.2
min
N/mm2
断后伸长量δ
min
mm
硬度
HB
HRC
HV

马氏体
C1
50
500
250
0.2d
147~209
—
155~220
70
700
410
0.2d
209~314
20~34
220~330
110
1100
820
0.2d
—
36~45
350~440
C3
80
800
640
0.2d
228~323
21~35
240~340
C4
50
500
250
0.2d
147~209
—
155~220
70
700
410
0.2d
209~314
20~34
220~330
铁素体
F1
45
4500
250
0.2d
128~209
—
135~220
60
600
410
0.2d
171~271
—
180~285
5． 奥氏体钢螺栓和螺钉的破坏扭矩M1.6~M16(粗牙螺纹)
表2-66 奥氏体钢螺栓和螺钉的破坏扭矩M1.6~M16(粗牙螺纹)
螺纹
破坏扭矩MBmin ，N·m
性能等级
50
70
80
M1.6
0.15
0.2
0.24
M2
0.3
0.4
0.48
M2.5
0.6
0.9
0.96
M3
1.1
1.6
1.8
M4
2.7
3.8
4.3
M5
5.5
7.8
8.8
M6
9.3
13
15
M8
23
32
37
M10
46
65
74
M12
80
110
130
M16
210
290
330
对马氏体和铁素体钢紧固件的破坏扭矩值,应由供需双方协议。
6． 不锈钢类别与组别的说明
1） 总则
在GB/T3098.6 ， GB/T3098.15 和GB/T3098.16中采用的钢，涉及以下钢类：
奥氏体钢： A1~A5 马氏体钢：C1~C4 铁素体钢：F1
本说明是对上述钢的性能说明。
本说明还给出非标准化FA组钢的某些资料。这类钢具有马氏体-奥氏体组织。
2） A类钢（奥氏体组织）
在GB/T3098.6 GB/T3098.15和GB/T3098.16中规定了A1~A5五个基本组。它们不能淬火，通常是无磁的。为了减少对加工硬化的敏感性，对A1~A5钢可添加铜的成分，如表1的规定。
对亚稳定型的A2和A4组钢，适用于以下情况：
氧化铬能提高钢的抗腐蚀性，低的含碳量对亚稳定型的钢极为重要。因为铬对碳有高的亲和力，碳化
铬能够替代高温下更容易生成的氧化铬。
对稳定型的A3和A5组钢，适用于以下情况：
Ti、Nb或Ta元素影响碳的存在，导致氧化铬达到其最大含量。
对海洋或类似的使用环境，要求Cr和Ni含量各约20%，Mo的含量为4.5~6.5% 。
2.1) A1组钢
A1组钢是为机械加工专门设计的。该组钢具有高的硫含量，故比相应标准硫含量钢的耐腐蚀能力低。
2.2) A2组钢
A2组钢是最广泛使用的不锈钢，用于厨房设备和化工装置。该组钢不适用于非氧化酸类和带氯成分的介质，如游泳池和海水。
2.3）A3组钢
A3组钢是稳定型的“不锈钢”，钢的性能与A2组钢相同
2.4)A4组钢
A4组钢是”耐酸钢”，含有Mo元素，能提供相当好的耐腐蚀性。A4通常用于化纤工
业。本组钢是为沸腾硫酸而开发的（因此取名“耐酸”），并在一定的程度上也适合于含氯化物的场合。A4还常用于食品工业和造船工业。
2.5）A5组钢
A5组钢是稳定型的“耐酸钢”，钢的性能与A4组相同。
3）F类钢（铁素体组织）
F1组铁素体钢在GB/T3098.6和3098.15中采用。F1组钢通常不能淬硬，即使在某些情况下有可能，也不应进行淬火。F1组钢是有磁性的。
3.1)F1组钢
F1组钢通常用于较简单的装置。该装置应避免具有C和N含量极低的特纯铁素体，
如有需要，F1组钢能代替A2和A3组钢。通常具有更高的含铬量。
3） C类钢（马氏体组织）
C1、C3和C4三组马氏体钢在GB/T3098.6和GB/T3098.15中采用。它们能淬火到极
高的强度并且是有磁性的。
4.1)C1组钢
C1组钢的耐腐蚀性有限，用于涡轮、泵和刀。
4.2)C3组钢
C3组钢耐腐蚀性比C1钢好，但仍是有限的，用于泵和阀。
4.3)C4组钢
C4组钢的耐腐蚀性有限，用于机械加工材料，其它方面与C1组钢类似。
4） FA类钢（铁素体、奥氏体组织）
FA类钢在GB/T30986、GB/T3098.15和GB/T3098.16中尚未采用，但很有可能在将来
采用。这类钢是所谓双相钢。最初开发的FA钢有些缺陷，这些缺陷已在近来开发的钢中克服。FA钢比A4和A5钢有更好的性能，尤其是强度，它还有优良的耐点蚀和裂缝腐蚀性。成分示例在表2-67中给出。
表2-67 铁素体-奥氏体钢—化学成分
类别
化学成分，%
C
max
Si
Mn
Cr
Ni
Mo
N
铁素体—奥氏体
0.03
1.7
1.5
18.5
5
2.7
0.07
0.03
＜1
＜2
22
.5.5
3
0.14
GB/T3098.15—2000《紧固件机械性能 不锈钢螺母》规定了由奥氏体、马氏体和铁素体耐腐蚀不锈钢制造的螺母机械性能。
1． 标记
材料标记由短划隔开的两部分组成。第一部分标记钢的组别，第二部分标记性能等级。
钢的组别（第一部分）标记由字母和一个数字组成，字母表示钢的类别，数字表示该类钢的化学成分范围。其中A—奥氏体钢；C—马氏体钢；F—铁素体钢。
性能等级（第二部分）标记：对m≥0.8D的(1型)螺母由两个数字组成,并表示保证
载荷就力的1/10
对高度0.5D≤m＜0.8D的(薄型)螺母,由三个数字,第一位数字表示降低承载能力的螺母,后两位数字表示保证载荷应力的1/10 .
示例： 1）A2-70表示奥氏体钢、冷加工、最小保证应力（1型螺母）为700N/mm2（700MPa）；
2）C4—70表示：马氏体钢、淬火并回火、最小保证应力（1型螺母）为700N/mm2（700MPa）；
3）A2—035表示：奥氏体钢、冷加工、最小保证应力（薄螺母）为350N/m（350MPa）。
2．奥氏体钢螺母机械性能见表2-68。
表2-68 奥氏体钢螺母机械性能
类别
组别
性能等级
螺纹直径
范围
D
mm
保证应力Sp，N/mm2
1型螺母
（m≥0.8D）
薄螺母
(0.5D≤m＜0.8D)
1型螺母
（m≥0.8D）
薄螺母
(0.5D≤m＜0.8D)
奥氏体
A1
A2、A3
A4、A5
50
025
≤39
500
250
70
035
≤241)
700
350
80
040
≤241)
800
400
1)螺纹公称直径D＞24mm的紧固件,其机械性能应由供需双方协议,并可按本表给出的组别和性能等级标志.
3. 马氏体和铁素体钢螺母机械性能见表2-69。
表2-69 马氏体和铁素体钢螺母机械性能
类别
组别
等级性能
保证应力Sp, N/mm2
硬度
1型螺
（m≥0.8D）
薄螺母
(0.5D≤m＜0.8D)
1型螺母
（m≥0.8D）
薄螺母
(0.5D≤m＜0.8D)
HB
HRC
HV
马氏体
C1
50
025
500
250
147~209
—
155~220
70
—
700
—
209~314
20~34
220`330
1101)
0551）
1100
550
—
36~45
350~440
C3
80
040
800
400
228~323
21~35
240~340
C4
50
—
500
—
147~209
—
155~220
70
035
700
350
209~314
20~34
220~330
铁素体
F12)
45
020
450
200
128~209
—
135~220
60
030
600
300
171~271
—
180~285
1）淬火并回火，最低回火温度为2750C。 2）螺纹公称直径D≤24mm
(三)GB3103.1-2002《紧固件公差 螺栓、螺钉和螺母》规定了螺纹直径为1.6~150mm，产品等级为A、B和C级的螺栓、螺钉和螺母的公差，适用于标准的和非标准的紧固件。
注：产品等级由产品质量和公差大小确定，A级最精确，C级最不精确。
1． 确定公差的原则
表2-70
部位
公差
附注
产品等级
A
B
C
1螺纹杆件及支承面
2其它部位
紧的
紧的
紧的
松的
松的
松的

2． 螺纹
表2-71

部位
公差
附注
产品等级
A
B
C
1内螺纹
6H
6H
7H

高度≥0.8D的螺母,在不小于0.5m(螺母高度)的范围内 ,内径应符合其公差的规定(仅用于≥M3的尺寸)

6H
6H
7H

高度≥0.5D 、 ＜