钢结构高强度螺栓连接的设计施工及验收规程.docx
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钢结构高强度螺栓连接的设计施工及验收规程
钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程
JGJ82-91
主编单位：
湖北省建筑工程总公司
批准部门：
中华人民共和国建设部
施行日期：
1992年11月1日
关于发布行业标准《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》的通知
建标〔1992〕231号
各省、自治区、直辖市建委（建设厅），计划单列市建委，国务院有关部、委：
根据原国家建工总局（82）建工科字第14号文的要求，由湖北省建筑工程总公司主编的《钢结构高强度螺栓连接设计、施工及验收规程》，业经审查，现批准为行业标准，编号JGJ82-91，自一九九二年十一月一日起施行。
本标准由建设部建筑工程标准技术归口单位中国建筑科学研究院归口管理，其具体解释等工作由湖北省建筑工程总公司负责。
本标准由建设部标准定额研究所组织出版。
中华人民共和国建设部
一九九二年四月十六日
主要符号
作用和作用效应
F——集中荷载；
M——弯矩；
N——轴心力；
P——高强度螺栓的预拉力；
V——剪力。
计算指标
——每个高强度螺栓的受拉、受剪和承压承载力设计值；
f ——钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值；
——高强度螺栓的抗拉、抗剪和承压强度设计值；
σ ——正应力。
几何参数
A——毛截面面积；
An——净截面面积；
I——毛截面惯性矩；
S——毛截面面积矩；
α——间距；
D——直径；
D0——孔径；
L——长度；
Lz——集中荷载在腹板计算高度边缘上的假定分布长度。
计算系数及其它
n——高强度螺栓的数目；
n1——所计算截面上高强度螺栓的数目；
nf——高强度螺栓传力摩擦面数目；
μ——高强度螺栓摩擦面的抗滑移系数；
Ψ——集中荷载的增大系数。
第一章 总则
第1.0.1条 为使在钢结构工程中，高强度螺栓连接的设计、施工做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量，制定本规程。
第1.0.2条 本规程适用于工业与民用建筑钢结构工程中高强度螺栓连接的设计、施工与验收。
第1.0.3条 高强度螺栓连接的设计、施工及验收，除按本规程的规定执行外，尚应符合《钢结构设计规范》（GBJ17）、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GBJ18）及《钢结构工程施工及验收规范》（GBJ205）的有关规定。
设计在特殊环境（如高温或腐蚀作用）中应用的高强度螺栓连接时，尚应符合现行有关专门标准的要求。
第1.0.4条 本规程采用的高强度螺栓连接副，应分别符合《钢结构用大六角头螺栓》（GB1228）、《钢结构用高强度大六角螺母型式与尺寸》（GB1229）、《钢结构用高强度垫圈型式与尺寸》（GB1230）、《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》（GB1231）或《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副形式尺寸》（GB3632）和《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副技术条件》（GB3633）的规定。
第1.0.5条 在设计图、施工图中均应注明所用高强度螺栓连接副的性能等级、规格、连接型式、预拉力、摩擦面抗滑移系数以及连接后的防锈要求。
当设计中选用两种或两种以上直径的高强度螺栓时，还应注明所选定的需进行抗滑移系数检验的螺栓直径。
第1.0.6条 在高强度螺栓施拧、构件摩擦面处理及安装过程中，应遵守国家劳动保护和安全技术等有关规定。
第二章 连接设计
第一节 一般规定
第2.1.2条 本规程采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，用分项系数的设计表达式进行计算。
高强度螺栓连接应按其不同类型分别考虑下列极限状态：
一、摩擦型连接在荷载设计值下，连接件之间产生相对滑移，作为其承载能力极限状态；
二、承压型连接在荷载设计值下，螺栓或连接件达到最大承载能力，作为其承载能力极限状态；在荷载标准值下，连接件间产生相对滑移，作为其正常使用极限状态。
第2.1.2条 高强度螺栓连接宜按构件的内力设计值进行设计。
必要时（如需与构件等强度连接），也可按构件的承载力设计值进行设计。
第2.1.3条 高强度螺栓承压型连接不得用于下列各种构件连接中：
直接承受动力荷载的构件连接；
承受反复荷载作用的构件连接；
冷弯薄壁型钢构件连接。
第2.1.4条 对壁厚小于4mm的冷弯薄壁型钢，其连接摩擦面处理宜只采用清除油垢或钢丝刷清除浮锈的方法。
第2.1.5条 在同一设计项目中，所选用的高强度螺栓直径，不宜多于两种；用于冷弯薄壁型钢连接的高强度螺栓直径，不宜大于16mm。
第2.1.6条 高强度螺栓连接的环境温度高于150℃时，应采取隔热的措施予以防护。
摩擦型连接的环境温度为100～150℃时，其设计承载力应降低10%。
第二节
摩擦型连接的计算
第2.2.1条 抗剪连接（承受垂直于螺栓杆轴方向内力的连接）中，一个高强度螺栓的受剪承载力设计值NBv应按下式计算：
式中 K——系数，对普通钢结构构件K＝0.9，对冷弯薄壁型钢构件K＝0.8；
Nf——传力摩擦面数；
μ——摩擦面的抗滑移系数，按表2.2.1－1采用；
P——高强度螺栓的预拉力按表2.2.1－2采用。
值亦可由表2.2.3查得。
摩擦面抗滑移系数μ值 表2.2.1－1
连接处构件摩擦面
的处理方法
构件的钢号
3号钢
16Mn钢或
16Mnq钢
15Mnv钢或
15Mnvq钢
普
通
钢
结
构
喷砂（丸）
0.45
0.55
0.55
喷砂（丸）后涂无机富
锌漆
0.35
0.40
0.40
喷砂（丸）后生赤锈
0.45
0.55
0.55
钢丝刷清除浮锈或末经
处理的干净轨制表面
0.30
0.35
0.35
冷
弯
薄
壁
型
钢
结
构
喷砂
0.4
0.45
--
热轧钢材轧制表面清除
浮锈
0.3
0.35
--
冷轧钢材轧制表面清除
浮锈
0.25
--
--
镀锌表面
0.17
--
--
注：
当连接构件采用不同钢号时，μ值应按相应的较低值取用。
每个高强度螺栓的预拉力P（KN）表2.2.1－2
螺栓性能
等级
螺栓公称直径（mm）
12
16
20
22
24
27
30
8．8S
40
70
110
135
155
205
250
10.9S
55
100
155
190
225
290
355
第2.2.2条 螺栓杆轴方向受拉的连接中，一个高强度螺栓的受拉承载力设计值
应按下式计算：
第2.2.3条 摩擦型连接同时承受剪切和螺栓杆轴方向的外拉力时，一个高强度螺栓的受剪承载力设计值应按下式计算：
式中 Nt——每个高强度螺栓在其杆轴方向的外拉力，其值不得大于0.8p。
无外拉力时，连接着普通钢结构构件的每个高强度螺栓，在一个摩擦面上的受剪承载力设计值可由表2.2.3中查得。
第2.2.4条 在轴向受力构件采用高强度螺栓摩擦型连接处，构件强度σ应按下式计算：
式中 N——轴向拉力或轴心压力；
N′——折算轴力，对普通钢结构构件为：
对冷弯薄壁型钢结构构件为：
An——构件净截面面积；
A——构件毛截面面积；
n1——所计算截面（连接最外列螺栓处）上高强度螺栓数；
n——在节点或拼接处，构件一端连接的高强度螺栓数；
f——构件钢材抗拉或抗压强度设计值。
摩擦型连接中每个高强度螺栓一个摩擦面上的受剪承载力（KN）表2.2.3
序
号
螺栓的
性能
等级
螺栓公
称直径
（mm）
预拉力
P
（KN）
摩擦面抗滑移系数μ
0.25
0.35
0.40
0.45
0.55
1
8.8S
M12
45
10.12
14.17
16.20
18.22
22.27
2
M16
70
15.75
22.05
25.20
28.35
39.65
3
M20
110
24.75
34.65
39.60
44.55
54.45
4
M22
135
30.75
42.52
48.60
54.67
66.82
5
M24
155
34.87
48.82
55.80
62.77
76.72
6
M27
205
46.12
64.57
73.80
88.02
101.47
7
M30
250
56.25
78.75
90.00
101.25
123.75
8
10.9S
M12
55
12.37
17.32
19.80
22.27
27.22
9
M16
100
22.50
31.50
36.00
40.50
49.50
10
M20
155
34.87
48.82
55.80
62.77
76.72
11
M22
190
42.75
59.85
68.40
76.95
94.05
12
M24
225
50.62
70.87
81.00
91.12
111.37
13
M27
290
65.25
91.35
104.40
117.45
143.55
14
M30
355
79.87
111.82
127.80
143.77
175.72
注 1．当用于冷弯薄壁型钢结构连接时，表中值应乘以0.89予以降低；
2．当高强度螺栓连接同时承受剪切和螺栓杆轴方向的外拉力时，其抗剪承载力设计值应按表中数值乘以
第2.2.5条 抗剪摩擦型连接在动力荷载重复作用下，可不进行疲劳计算；但其连接处的主体金属，应按《钢结构设计规范》（GBJ17）中有关规定进行疲劳计算。
第三节
承压型连接的计算
第2.3.1条 高强度螺栓的承压型连接，应按表2.2.1－2中数值施加预拉力设计值P，其连接处摩擦面的处理方法与摩擦型连接要求相同。
第2.3.2条 在受剪承压型连接中，每个高强度螺栓的承载力，应取受剪和承压承载力设计值的较小者；同时尚应按第2.3.5条控制受剪承载力的取值：
受剪承载力设计值
承压承载力设计值
式中 Nv——受剪面数；
d——螺栓公称直径；在式（2.3.2－1）中，当剪切面在螺纹处时，应用螺纹有效直径de代替d，但应尽量避免螺纹深入到剪切面；
——在同一受力方向的承压构件的较小总厚度；
——螺栓的抗剪和母材承压强度设计值，应按表2.3.2中采用。
承压型连接的强度设计值（KN/cm2） 表2.3.2
名
称
螺栓性能等级
构件钢材
8.8S
10.9S
3
号
钢
16Mn钢或
16Mnq钢
钢材厚度（mm）
15Mn钢或
15Mnq钢
钢材厚度（mm）
≤16
17～25
26～36
≤16
7～25
26～36
抗剪
25.0
31.0
/
/
/
/
/
/
/
承压
/
/
46.5
64.0
61.5
59.0
66.5
64.0
61.5
第2.3.3条 承压型连接承受螺栓杆轴方向的外拉力时，每个高强度螺栓的受拉承载力设计值Nbt应按式（2.2.2）计算。
第2.3.4条 承压型连接同时承受剪切和螺栓杆轴方向的外拉力时，每个高强度螺栓所承受的外力应满足式（2.3.4－1）和（2.3.4－2）的要求。
式中Nv、Nt——每个高强度螺栓所承受的剪力和拉力；
——每个高强度螺栓的受剪、受拉和承压承载力设计值。
第2.3.5条 在承受剪切或同时承受剪切和螺栓杆轴方向拉力的承压型连接中，高强度螺栓的受剪承载力设计值不得大于按摩擦型连接计算的1.3倍。
第2.3.6条 轴心受力构件采用高强度螺栓承压型连接处，构件强度σ应按下式计算：
第四节
第2.4.1条 在同一接头同一受力部位上，不得采用高强度螺栓摩擦型连接与承压型连接混用的连接，亦不得采用高强度螺栓与普通螺栓混用的连接。
在改建、扩建或加固工程中以静载为主的结构，其同一接头同一受力部位上，允许采用高强度螺栓摩擦型连接与侧角焊缝或铆钉的混用连接。
并考虑其共同工作。
在同一接头中，允许按不同受力部位分别采用不同性质连接所组成的并用连接（如梁柱刚节点中，梁翼缘与柱焊接，梁腹板与柱高强螺栓连接）并考虑其共同工作。
第2.4.2条 在不同板厚的连接处，应设置垫板，垫板两面均应作与母材相同的表面处理。
当板厚差小于或等于3mm时，可参照表3.4.3所列方法处理。
第2.4.3条 在下列情况的连接中，高强度螺栓的数目应予以增加：
一、一个构件借助垫板或其他中间板件与另一构件连接的承压高强度螺栓数，应按计算增加10％；
二、搭接或用拼接板的单面连接的承压高强度螺栓数，应按计算增加10％；
三、在构件的端部连接中，当利用短角钢连接型钢（角钢或槽钢）的外伸肢以缩短连接长度时，在短角钢两肢中的一肢上，所用的高强度螺栓数，应按计算增加50％。
第2.4.4条 组合I字梁翼缘采用高强度螺栓连接时（图2.4.4），宜采用高强度螺栓摩擦型连接，并按下列公式计算：
一、翼缘板与翼缘角钢连接的高强度螺栓：
式中 Si——翼缘板毛截面对梁中和轴的面积矩；
α——翼缘上高强度螺栓间距；
n——在间距a范围内的高强度螺栓数；
v——梁计算截面上的剪力；
I——梁的毛截面惯性矩。
二、翼缘与腹板连接的高强度螺栓：
式中 F——集中荷载值（对动力荷载应考虑动力系数）；
Ψ——系数，对重级工作制吊车梁Ψ＝1.35，其它梁Ψ＝1.0；
Lz——集中荷载在腹板计算高度边缘上的假定分布长度，可按下式计算Lz＝α1+2hy
α1——集中荷载沿梁跨度方向的支承长度，对吊车梁可取为50mm；
Hy——自吊车梁轨顶或其它梁顶面至腹板与翼缘连接栓孔中心的距离（当双排孔时为下孔）；
α1——系数，当荷载作用于上翼缘且梁的腹板创平顶紧上翼缘时，α1＝0.4；其它情况α1＝1.0
S2——翼缘毛截面（包括翼缘板、翼缘角钢和腋板）对梁中和轴的面积矩。
第2.4.5条 T型受拉连接接头（图2.4.5），应采用刚性较大的端板，如加厚端板或设置加劲板。
第2.4.6条 同时承受弯矩和剪力的端板连接接头（图2.4.6），其摩擦型连接的高强度螺栓按下列方法计算：
一、弯矩作用下，受拉边端高强度螺栓承受杆轴方向的最大拉力按下式计算：
式中 Y1——螺栓群中和轴至最大拉力螺栓的距离；
Yi——每列第i个螺栓至螺栓群中和轴的距离；
m——螺栓列数。
由公式（2.4.6－1）算得的螺栓最大拉力不得超过0.8p。
二、普通钢结构构件端板接头的受剪承载力
应按下式计算：
式中 n——接头螺栓总数；
——受拉区各螺栓所承受拉力之和，即
——Nt1+Nt2+Nt3+……
第2.4.7条 承受轴向力、弯矩、剪力共同作用的拼接接头（图2.4.7）中，高强度螺栓承受的剪力可按下列方法计算：
式中 N1——受力最大处（对角）的一个高强度螺栓承受的剪力；
M、N、V——拼接接头处所承受的弯矩、轴向力和剪力；
n——拼接接头一侧高强度螺栓数；
Xi、Yi——拼接接头一侧螺栓群中心至第i个螺栓的水平和垂直距离；
Xi、Yi——螺栓群中心至最远端一排螺栓的水平和垂直距离；
e——螺栓群中心至拼接中心的水平距离；
当Yi/Xi＞3时，公式（2.4.7－1）可简化为下式：
公式（2.4.7－1）、（2.4.7－2）中Nb为一个高强度螺栓的设计承载力。
对摩擦型连接，该值按公式（2.2.1）计算；对承压型连接则
按公式（2.3.2－1）、（2.3.2－2）二者计算所得承载力设计值中的较小值。
第2.4.8条I字形截面梁的全截面拼接接头（图2.4.8），可按弯矩由翼缘和腹板共同承担的方法计算，也可按弯矩由翼缘承担，剪力由腹板承担的简化方法计算。
按弯矩由翼缘和腹板共同承担计算时，翼缘上的高强度螺栓承受的剪力可按下式计算：
式中 Nif——翼缘拼接处每个高强度螺栓承受的剪力；
M ——拼接处的弯矩；
n ——翼缘拼接接头一侧的高强度螺栓数；
h——梁高；
L1——翼缘对梁中和轴的毛截面惯性矩；
L——梁的毛截面惯性矩；
——按第2.4.7条规定采用。
腹板上的高强度螺栓按公式（2.4.7－1）或（2.4.7－2）计算，但取N＝0，M＝M2；M2为腹板分担的弯矩，按下式计算：
式中 L2——腹板对梁中和轴的毛截面惯性矩。
按弯矩由翼缘承担剪力由腹板承担的简化方法计算时，翼缘上的高强度螺栓承受的剪力按
下式计算：
此时，腹板上的高强度螺栓承受的剪力则按下式计算：
式中 Nlw——腹板拼接处每个高强度螺栓承受的剪力；
n′——腹板拼接接头一侧的高强度螺栓数目。
第2.4.9条 当节点处构件一端或拼接接头一端沿受力方向的连接长度L1大于15d0时，应将高强度螺栓的承载力乘以折减系数（1.1－L0/150d0），当L1大于60d0时，折减系数为0.7，d0为孔径，L1为两端栓孔间距离。
第五节连接构造要求
第2.5.1条 每一杆件接头的一端，高强度螺栓数不宜少于2个。
第2.5.2条 高强度螺栓孔应采用钻孔，孔径应按表2.5．2采用。
高强度螺栓孔径选配表 表2.5.2
螺栓公称直径（mm）
12
16
20
22
24
27
30
螺栓孔直径
（mm）
13.5
17.5
22
24
26
30
33
注：
承压型连接中高强度螺栓孔径可按表中值减小0.5～1.0mm。
第2.5.3条 高强度螺栓的孔距和边距应按表2.5.3的规定采用。
高强度螺栓的孔距和边距值 表2.5.3
名称
位置和方向
最大值（取两者的较小值）
最小值
中心间距
外排
8do或12t
3do
中间排
构件受压力
12do或18t
构件受拉力
16do或24t
中心至构件边缘的距离
顺内力方向
4do或8t
2do
垂直内力方向
切割边
1.5do
轨制边
1.5do
注：
1）do为高强度螺栓的孔径；t为外层较薄板件的厚度；
2）钢板边缘与刚性构件（如角钢、槽钢等）相连的高强度螺栓的最大间距，可按中间排数值采用。
第2.5.4条 用高强度螺栓连接的梁，其翼缘板不宜超过三层。
翼缘角钢面积不宜少于整个翼缘面积的30％。
当所采用的大型角钢仍不能满足此要求时，可加腋板（图2.5.4）。
此时，角钢与腋板面积之和不应少于翼缘面积的30％。
当翼缘板不需沿梁通长设置时，理论切断点处外伸长度内的螺栓数，应按与该板1/2净截面面积等强的承载力进行计算。
第2.5.5条 当型钢构件的拼接采用高强度螺栓时，其拼接件宜采用钢板，型钢斜面应加垫板。
第2.5.6条 高强度螺栓连接处摩擦面，当搁置时间较长时应注意保护。
高强度螺栓连接处施工完毕后，应按构件防锈要求涂刷防锈涂料，螺栓及连接处周边用涂料封闭。
第2.5.7条 高强度螺栓连接处，设计时应考虑专用施工机具的可操作空间（图2.5.7），其最小尺寸见表2.5.7。
当a值小于表2.5.7时，可用长套筒头施拧螺栓，此时套筒头部直径一般为螺母对角线尺寸加10mm，但b值需有足够长度。
可操作空间尺寸 表2.5.7
扳手种类
最小尺寸（mm）
a
b
手动定扭矩扳手
45
140+c
扭剪型电动扳手
65
560+c
大六角电动扳手
60
图2.5.7 施工机具操作空间示意图
第三章 施工及验收
第一节 高强度螺栓连接副的储运和保管
第3.1.1条 大六角头高强度螺栓连接副由一个大六角头螺栓、一个螺母和两个垫圈组成，使用组合应按表3.1.1规定。
扭剪型高强度连接副由一个螺栓、一个螺母和一个垫圈组成。
高强度螺栓连接副应在同批内配套使用。
大六角头高强度螺栓连接副组合 表3.1.1
螺栓
螺母
垫圈
10.9S
10H
HRC35－45
8.8S
8H
HRC35－45
第3.1.2条 高强度螺栓连接副，应由制造厂按批配套供货，并必须有出厂质量保证书。
第3.1.3条 高强度螺栓连接副在运输、保管过程中，应轻装、轻卸，防止损伤螺纹。
第3.1.4条 高强度螺栓连接副应按包装箱上注明的批号、规格分类保管，室内存放，堆放不宜过高，防止生锈和沾染脏物。
高强度螺栓连接副在安装使用前严禁任意开箱。
第3.1.5条 工地安装时，应按当天高强度螺栓连接副需要使用的数量领取。
当天安装剩余的必须妥善保管，不得乱扔、乱放。
在安装过程中，不得碰伤螺纹及沾染脏物，以防扭矩系数发生变化。
第二节
高强度螺栓连接构件的制作
第3.2.1条 高强度螺栓连接构件的栓孔孔径应符合设计要求，孔径允许偏差应符合表3.2.1的规定。
高强度螺栓连接构件制孔允许偏差 表3.2.1
名称
直径及允许偏差（mm）
螺栓
直径
12
16
20
22
24
27
30
允许偏差
±0.43
±0.52
±0.84
螺栓孔
直径
13.5
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