螺栓紧固件材料性能表

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2-572.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注：应力截面积A s 用于螺栓抗拉、抗剪强度验算；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2-602．螺母的机械性能应符合表2-61的规定。

表2-61 机械性能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(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)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(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2-702．螺纹表2-71(四)《抽芯铆钉技术条件》GB12619-90规定了开口型抽芯铆钉和封闭型抽芯铆钉的技术条件。

1．材料见表2-72。

表2-722．性能铆钉钉体的最小抗剪载荷，最小抗拉载荷按表2-73规定。

表2-73 N(五)随着轻钢建筑的推广应用，特别是彩色压型钢板（包括保温板）和建筑幕墙等围护体系的大量采用，自攻螺钉以其施工简便、速度快、连接刚度好、承载能力高、外形美观等优点，已经逐渐替代原来的抽芯铆钉、勾头螺栓等连接紧固件。

自攻螺钉主要种类如图2-7所示。

图2-71-大六角头长自攻螺钉；2-大六角头紧扣型自攻螺钉;；3-大六角头厚板型特制自攻螺钉；4-平头厚板型特制自攻螺钉；5-大六角头普通自攻螺钉；6-平头薄板型自攻螺钉；7-大柱头小型自攻螺钉。

自攻螺钉有两种：一种是不带钻头的自攻螺钉，施工时要预先钻孔，另一种是自钻自攻螺钉，施工时不必预先钻孔，可以直接钻透钢板。

GB/T15856-1~4《十字槽盘头（沉头、半沉头）（六角法蓝面）自钻自攻螺钉》对自钻自攻螺钉规格尺寸规定见表2-74。

表2-74 mm螺纹规格ST2.9 ST3.5 ST4.2 ST4.8 ST5.5 ST6.3 P 1.1 1.3 1.4 1.6 1.8 1.8a max 1.1 1.3 1.4 1.6 1.8 1.8d a max 3.5 4.1 4.9 5.6 6.3 7.3d k max 5.6 7 8 9.5 11 12min 5.3 6.64 7.64 9.14 10.57 11.57 K max 2.4 2.6 3.1 3.7 4 4.6min 2.15 2.35 2.8 3.4 3.7 4.3 r min 0.1 0.2 0.25r f ≈ 5 6 6.5 8 9 10十字槽槽号NO. 1 2 3 mH型插入深度参考 3 3.9 4.4 4.9 6.4 6.9min 1.4 1.4 1.9 2.4 2.6 3.1max 1.8 1.9 2.4 2.9 3.1 3.6 mZ型插入参考 3 4 4.4 4.8 6.2 6.8min 1.45 1.5 1.95 2.3 2.55 3.05自钻自攻螺钉部分是国外进口的，其规格尺寸沿用英制，换算成公称直径见表2-75。

表2-75 自攻螺钉公称直径参照表英制自攻螺钉的标识一般为三组数字，如12~14×45，其中第一个数字表示螺钉的直径规格，第二个数字表示每英寸螺纹的数量，第三个数字表示螺钉的长度，对于上例螺钉的规格标识应该是：螺钉的直径规格为12（5.43mm），螺纹的规格为14，即每英寸14个螺纹，螺钉的长度为45mm。

对于一般的自攻螺钉（厚板型特制自攻螺钉除外），其钻透钢板的能力与螺钉的直径及螺纹的规格有关，表2-76列出了部分螺钉的使用围。

表2-76 自攻螺丝钻透能力参考表对于厚板型特制自攻螺钉，由于其生产难度较大，目前规格比较少，其钻透钢板厚度的能力在6.4 ~12.5mm之间，施工时要求采用功率较大的电动板手。

在建筑围护结构体系中自攻螺钉连接主要承受拔力、剪力、拉力、粗矩等外荷载，由自攻螺钉与连接钢板的螺纹连接承担这些外荷载。