🔩 ASME B18.2.6-2010 是钢结构连接用紧固件体系的综合标准,规定了英制(inch)系列五种结构紧固件产品的完整通用数据与尺寸数据。该标准将钢结构连接所涉及的螺栓、螺母、垫圈与张力指示器件纳入同一体系,是钢结构设计、采购、施工与验收的权威依据。所有尺寸以英寸为单位(除非另有说明),适用于未镀层或未涂层产品。
💡 B18.2.6 的独特价值在于”一套标准覆盖一套完整的连接系统”:螺栓、螺母、垫圈与张力指示器按同一尺寸逻辑设计,保证了高强螺栓连接中每个元件的兼容与匹配。
一、覆盖的五大产品 📌
本标准规定以下五种结构紧固件产品的尺寸数据:
- 重型六角结构螺栓(Heavy Hex Structural Bolts):材料按 ASTM A 325 与 ASTM A 490。
- 重型六角螺母(Heavy Hex Nuts):材料按 ASTM A 563 与 ASTM A 194。
- 硬化钢垫圈(Hardened Steel Washers):圆形、圆形切边与斜面垫圈,材料按 ASTM F 436。
- 可压缩垫圈式直接张力指示器(Compressible Washer-Type Direct Tension Indicators, DTI):材料按 ASTM F 959。
- 扭剪型张力控制结构螺栓(Twist-Off-Type Tension Control Structural Bolts):重型六角与圆形头部两种形式,材料按 ASTM F 1852 与 ASTM F 2280。
⚠️ 标准中的尺寸数据不意味着所有产品都是现货生产规格。消费者应向供应商咨询可用的现货规格清单,避免选到需要专门订货的冷门规格。
二、尺寸与单位约定 📏
标准在开篇对尺寸与单位作出说明:
- 所有尺寸以英寸为单位(除非另有说明),适用于未镀层或未涂层产品;当指定镀层或涂层时,成品尺寸由供需双方协商确定。
- 几何特性的符号符合 ASME Y14.5 的规定。
- 选型(Options)在未与制造商特别约定的情况下由供应商决定,采购方可在订单中约定。
- 术语定义参见 ASME B18.12;引用的标准(如 ASME B1.1、B1.2、B1.3、B18.2.1、B18.2.2 等)在订单下达时取其最新版本。
| 产品 |
对应材料标准 |
典型规格 |
主要用途 |
| 重型六角结构螺栓 |
ASTM A 325 / A 490 |
1/2~1-1/2 in. |
钢结构承压型/摩擦型连接 |
| 重型六角螺母 |
ASTM A 563 / A 194 |
与螺栓配套 |
高强螺栓配套锁固 |
| 硬化钢垫圈(圆/切边/斜面) |
ASTM F 436 |
1:6 斜度的斜面垫圈 |
保护支承面、矫正斜面 |
| 直接张力指示器(DTI) |
ASTM F 959 |
压痕式垫圈 |
直观指示螺栓预紧力 |
| 扭剪型张力控制螺栓 |
ASTM F 1852 / F 2280 |
重型六角/圆头 |
快速可靠的预紧施工 |
三、重型六角结构螺栓与配套螺母 🔧
标准分别规定:
- 重型六角结构螺栓(表 1):给出各公称直径的对边宽度、头部高度、螺纹长度等尺寸;表 2 给出最大夹持量规长度与最小杆部长度,保证螺纹与夹持长度的匹配。
- 重型六角螺母(表 3):用于结构螺栓的重型六角螺母的厚度与对边宽度,螺母级别与螺栓强度等级对应(2H 级等)。
- 硬化钢垫圈(表 4、表 5):圆形与圆形切边垫圈的尺寸,以及带 1:6 斜度的斜面垫圈尺寸,用于斜面(如翼缘斜度)连接时矫正。
🚨 结构螺栓连接必须使用与螺栓强度等级匹配的重型六角螺母与硬化垫圈。严禁用普通螺母替代重型螺母,或用未经硬化的垫圈,否则会导致支承面压陷、预紧力损失甚至连接失效。
四、直接张力指示器与扭剪型螺栓 📏
- 直接张力指示器(DTI,表 6):为带凸点的可压缩垫圈,拧紧时凸点被压平,用塞尺检查间隙即可判断螺栓是否达到规定预紧力,是一种简单可靠的预紧力控制手段。
- 扭剪型张力控制螺栓(表 7):螺栓尾部带有梅花头(spline);专用扳手拧紧过程中,当螺栓达到规定预紧力时梅花头在凹槽处扭断,实现”预紧力控制+防拆标记”双重功能。标准规定了凹槽直径(图 1)、杆部与螺纹尺寸。
五、工程实践要点 🛠️
- 🔍 选型流程:确认连接类型(摩擦型/承压型)与设计预紧力 → 选择螺栓等级(A325/A490)与规格 → 匹配重型螺母与硬化垫圈 → 选择预紧控制方式(扭矩法/转角法/DTI/扭剪型)。
- 🔧 预紧控制:采用 DTI 时按 ASTM F 959 规定的间隙验收值检查;扭剪型螺栓以梅花头扭断作为达到预紧力的标志,但安装后仍需抽查。
- 📊 施工注意:摩擦型连接表面需做抗滑移处理并在规定期限内完成拧紧;斜面连接使用斜面垫圈保证螺母支承面垂直于螺栓轴线。
- 📋 检验验收:按本标准的尺寸表验收,材料按相应 ASTM 标准验证;高强螺栓连接副应进行扭矩系数与预紧力抽检。
六、常见问题解答 ❓
❓ 问:A325 与 A490 螺栓有什么区别?
答:A325 为中等强度(约 8.8 级相当)结构螺栓,使用最广;A490 为更高强度(约 10.9 级以上相当)结构螺栓,用于更高承载连接,但其与配套螺母、垫圈的配伍限制更严格。
❓ 问:直接张力指示器(DTI)怎么判断预紧力是否合格?
答:拧紧后用标准塞尺检查 DTI 凸点处的间隙,按 ASTM F 959 规定的最大允许间隙判断;间隙满足要求即认为螺栓达到了规定的最小预紧力。
❓ 问:扭剪型螺栓的梅花头断了就一定合格吗?
答:梅花头在达到设计预紧力时扭断,是合格的重要标志,但仍应按规范进行一定比例的扭矩或张力抽检,并检查是否有异常早断。
🔍 问:为什么斜面上要用斜面垫圈?
答:钢结构翼缘常有 1:6 左右的斜度,直接装螺母会使螺母支承面与螺栓轴线不垂直、产生偏心载荷;斜面垫圈(1:6 斜度)补偿斜度,保证载荷对中。