紧固件连接工程.docx
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紧固件连接工程
（一）紧固件连接工程
1、一般规定
<1>本章适用于钢结构工程制作和安装中的普通紧固件（永久性连接用普通螺栓、射钉、自攻螺钉及拉铆钉等）连接以及高强度螺栓（扭剪型高强度螺栓、大六角头高强度螺栓、钢网架螺栓球节点用高强度螺栓）连接工程的施工及验收。
<2>螺栓按照性能等级分3.6、4.6、4.8、5.6、5.8、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9等十个等级，其中8.8级以上（含8.8级）螺栓材质为低合金钢或中碳钢并经热处理（淬火、回火），通称为高强度螺栓；8.8级以下（不含8.8级）通称普通螺栓。
<3>普通螺栓按照形式可分为六角头螺栓、双头螺栓、沉头螺栓等；按制作精度可分为A,B、C三个等级，A、B级为精制螺栓，C级为粗制螺栓，除特殊注明外，一般即为普通粗制C级螺栓。
<4>高强度螺栓连接按其受力状况，可分为摩擦型连接、摩擦一承压型连接、承压型连接和张拉型连接等几种类型，其中摩擦型连接是目前承重钢结构广泛采用的基本连接形式。
高强度螺栓根据使用性能、方法、部位不同可分为大六角头高强度螺栓和扭剪型高强度螺栓两种。
<5>紧固件连接方式、性能等级由设计确定。
紧固标准件由制造厂生产配套供货。
工程项目部质检员组织现场验收、复验。
项目部材料员负责分类存放。
<6>紧固连接件的摩擦面处理一般在制造厂进行。
2、高强度螺检连接
（1）施工准备
1）技术准备
1应针对高强度螺栓连接编制专门的作业指导书，指导施工。
2对有关人员进行技术培训、交底，技术交底主要内容如下：
（1）高强度螺栓的使用特点和要求；
（2）高强度螺栓的紧固工艺要点和紧固原则；
（3）高强度螺栓的扭矩系数和摩擦面抗滑移系数；
（4）高强度螺栓的储运、保管和现场施工要求；
（5）高强度螺栓扭矩扳手的性能和使用方法；
（6）高强度螺栓电动扳手的性能和使用方法；
（7）高强度螺栓紧固后的自检要求和检查方法、内容。
2）材料准备
高强度螺栓连接副、被连接的钢部（构）件。
3）主要机具
电动扭矩扳手及控制仪、手动扭矩扳手、手工扳手、钢丝刷、冲子、锤子。
4）作业条件
1检查螺栓孔的孔径尺寸，孔边毛刺必须清除掉。
2紧固件的连接钢板应紧固密贴，外观排列整齐，应清除飞边、毛刺、焊接飞溅物。
3高强度螺栓连接摩擦面应按设计要求进行抗滑移系数复验。
摩擦面保持干燥、整洁。
4同一批号、规格的螺栓、螺母、垫圈，应配套装箱待用。
5力矩扳手应经过校验。
（2）材料质量控制
<1>运到工地的大六角头高强度螺栓连接副应及时检验其螺栓楔负载、螺母保证载荷、螺母及垫圈硬度、连接副的扭矩系数平均值和标准偏差。
检验结果应符合《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的规定，合格后方可使用。
<2>运到工地的扭剪型高强度螺栓连接副应及时检验其螺栓楔负载、螺母保证载荷、螺母及垫圈硬度、连接副的紧固轴力平均值和变异系数。
检验结果应符合《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副技术条件》GB3633的规定，合格后方可使用。
<3>螺栓螺纹表面不得有损坏。
（3）施工工艺
1）工艺流程
施工准备→选择螺栓并配套→摩擦面抗滑移系数复验→接头组装→安装临时螺栓→安装高强度螺栓→高强度螺栓紧固→检查验收
2）施工要点
1高强度螺栓安装的一般要求
（1）高强度螺栓长度的选用
高强度螺栓长度l应按下式计算：
（3.3.2-1）
式中
——连接板层总厚度；
——附加长度。
（3.3.2-2）
式中
——高强度螺母公称厚度；
——垫圈个数，扭剪型高强度螺栓为1个；大六角头高强度螺栓为2个；
——高强度垫圈公称厚度；
——螺纹螺距。
当高强度螺栓公称直径确定后，
也可由表3.1.2-1查得。
表3.3.2-1高强度螺栓附加长度
（mm）
螺栓直径
16
20
22
24
27
30
大六角头高强度螺栓
30
35
40
45
50
55
扭剪型高强度螺栓
25
30
35
40
—
—
（2）摩擦面处理方法及抗滑移系数
高强度螺栓连接中，摩擦面的状态对连接接头的抗滑移承载力有很大的影响，因此摩擦面必须进行处理。
常见的处理方法如下：
1）喷砂或喷丸处理。
砂粒粒径为1.2～1.4mm，喷射时间为1～2min，喷射风压为0.5MPa，处理完表面粗糙度可达45～50μm。
2）喷砂后生赤锈处理。
喷砂后放置于露天生锈60～90d，表面粗糙度可达到55μm，安装前应清除表面浮锈。
3）喷砂后涂无机富锌漆处理。
4）砂轮打磨。
使用粗砂轮片与受力方向垂直打磨，在安装现场局部采用砂轮打磨摩擦面时，打磨范围不应小于螺栓孔径的4倍。
打磨后置于露天生锈效果更好，表面粗糙度可达50μm以上，但离散性较大。
5）手工钢丝刷清理。
使用钢丝刷将钢材表面的氧化铁皮等污物清理干净，该处理比较简便，但抗滑移系数较低，适用于次要结构和构件或局部处理。
6）摩擦面抗滑移系数
摩擦面的抗滑移系数由设计确定。
现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017规定的抗滑移系数值如表3.3.2-2所示。
表3.3.2-2摩擦面的抗滑移系数值
处理方法
Q235钢
Q345钢、Q390钢
Q420钢
喷砂（丸）
0.45
0.50
0.50
喷砂后涂无机富锌漆
0.35
0.40
0.40
喷砂后生赤锈
0.45
0.50
0.50
用钢丝刷清除浮锈或未经处理的干净轧制表面
0.30
0．35
0.40
7）钢结构制作和安装单位应按本标准附录M的规定分别进行高强度螺栓连接摩擦面的抗滑移系数试验和复验，现场处理的构件摩擦面应单独进行摩擦面抗滑移系数试验，其结果应符合设计要求。
当试验或复验的构件其抗滑移系数值低于设计要求时，应分析原因，采取措施增大其摩擦系数，再对构件进行试验和复验，达到符合设计要求为止。
（3）接触面间隙处理。
高强度螺栓连接的板叠接触面应平整。
对因板厚公差、制造偏差或安装偏差等产生的接触面间隙（t），应按表3.3.2-3规定进行处理。
表3.3.2-3接触面间隙处理
项目
示意图
处理方法
｛
t＜1.0mm时可不予处理
2
t＝1.0～3.0mm时将厚板的一侧磨成1:
10的缓坡，使间
隙小于1.0mm
3
t＞3.0mm时加垫板，垫板厚度不小于3mm，最多不超
过三层，垫板材质和摩擦面处理方法与构件相同
（4）临时螺栓。
螺栓连接安装时，在每个节点上应先穿人临时螺栓和冲钉，临时螺栓和冲钉的数量应根据安装时所承受的荷载计算确定，并应符合下列规定：
1）不应少于安装孔总数的1/3；
2）临时螺栓不应少于2个；
3）冲钉穿人数量不宜多于临时螺栓的30%；
4）钻后的A,B级螺栓孔不得使用冲钉；
5）不准用高强度螺栓作临时螺栓。
（5）安装高强度螺栓。
安装高强度螺栓时，严禁强行穿人（如用锤敲打）。
如不能自由穿人时，应用锉刀或绞刀进行修孔，修整后孔的最大直径不应超过1.2倍螺栓直径。
修孔时，为了防止铁屑落人板叠缝中，铰孔前应将四周螺栓全部拧紧，使板叠密贴后再进行。
严禁气割扩孔。
高强度螺栓安装应在结构构件找正找平后进行，其穿人方向应以施工方便为准，并力求一致。
高强度螺栓连接副组装时，螺母带圆台面的一侧应朝向垫圈有倒角的一侧。
高强度大六角头螺栓连接副组装时，螺栓头下垫圈有倒角的一侧应朝向螺栓头。
（6）高强度螺栓紧固。
高强度螺栓紧固一般分初拧和终拧两次进行，这是由于接头连接板一般都会有些翘曲不平、板面之间不密贴，接头上先紧固的螺栓就有一部分预拉力损耗在钢板的变形上，当邻近螺栓拧紧使板缝消失后，先紧固的螺栓就会松弛，预拉力就会减少甚至消失。
为使接头上各螺栓受力均匀，一般规定高强度螺栓紧固至少分两次进行；对于大型螺栓群或接头刚度较大、钢板较厚的节点，应分为初拧、复拧和终拧三次紧固。
高强度螺栓的初拧、复拧和终拧应在同一天完成。
（7）紧固顺序。
初拧、复拧和终拧应按照一定顺序进行，由于连接板的不平，随意紧固或从一端或两端开始紧固，会使接头产生附加内力，也可能造成摩擦面空鼓，影响摩擦力的传递。
紧固顺序应从接头刚度较大的部位向约束较小的方向、从栓群中心向四周顺序进行。
具体为：
1）一般接头应从接头中心顺序向两端进行，如图3.3.2-1所示。
2）箱型接头应按图3.3.2-2所示A、B、C、D的顺序进行。
图3.3.2-2箱型接头
螺栓紧固顺序
图3.3.2-1一般接头螺栓紧固顺序
工字梁接头螺栓紧固顺序
3）工字梁接头栓群应按图3.3.2-3所示①～⑥顺序进行。
4）工字形柱对接螺栓紧固顺序为先翼缘后腹板。
5）两个接头栓群的拧紧顺序应为先主要构件接头，后次要构件接头。
2大六角头高强度螺栓连接
（1）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，使用组合应符合表3.3.2-4规定。
（2）大六角头高强度螺栓紧固扭矩取值
初拧：
初拧扭矩一般为终拧扭矩值的50%左右，若钢板厚度较大、螺栓间距较大时，初拧扭矩宜大一些为好；
复拧：
复拧扭矩值取等于初拧扭矩值；
终拧：
终拧扭矩由下式计算：
（6.3.3.2-3）
式中
——终拧扭矩值（N·m）；
——施工预拉力标准值（kN），见表6.3.3.2-5；
——螺栓公称直径（mm）；
——扭矩系数，按式3.3.2-4确定。
表3.3.2-4大六角头高强度螺栓连接副组合
螺栓
螺母
垫圈
10.9s
10H
HRC35～45
8.8s
8H
HRC35一45
注：
s、H、HRC分别是螺栓、螺母、垫圈的性能等级。
表6.3.3.2-5高强度螺栓连接副施工预拉力标准值（kN）
螺栓性能等级
螺栓公称直径（mm）
16
20
22
贡２４
27
30
8.8s
75
120
150
170
225
275
10.9s
110
170
210
250
320
390
（3）扭矩系数K的确定（通过试验）
复验用的螺栓应在施工现场待安装的螺栓批中随机抽取，每批应抽取8套连接副进行复验。
连接副扭矩系数复验用的计量器具应在试验前进行标定，误差不得超过2%。
进行连接副扭矩系数试验时，应同时记录环境温度。
试验所用的机具、仪表及连接副在该环境内应至少2h以上。
每套连接副只应做一次试验，不得重复使用。
组装连接副时，螺母下的垫圈有倒角的一侧应朝向螺母支承面。
在紧固中垫圈发生转动时，应更换连接副，重新试验。
连接副的扭矩系数复验在轴力计（或测力环）上进行。
将螺栓穿人轴力计，在测出螺栓预拉力P的同时，应测定施加于螺母上的施拧扭矩值T，并按下式计算扭矩系数K。
（3.3.2-4）
式中
——施加的扭矩值（N·m）；
——螺栓公称直径（mm）；
——试验时测出的预拉力（kN），应符合表3.3.2-6的规定。
表3.3.2-6实测螺栓预拉力值范围（kN）
螺栓性能等级
16
20
22
24
27
30
8.8s
62～78
100～120
125～150
140～170
185～225
230～275
10.9s
93～113
142～177
175～215
206～250
265～324
325～390
施拧扭矩T是施加在螺母上的扭矩，其误差不得大于测试扭矩值的1％。
使用的扭矩扳手的示值应在9.8N•m以下。
螺栓预拉力P用轴力计（或测力环）测定，其误差不得大于测定螺栓预拉力值的2%。
轴力计的示值应在测定轴力值的1％以下。
螺栓预拉力值应控制在表3.3.2-6所规定的范围内，超出该范围者，所测得之扭矩系数无效。
按公式（3.3.2-4），每组8套连接副扭矩系数K的平均值应为0.110～0.150，标准偏差应小于或等于0.010。
（4）大六角头高强度螺栓初拧或复拧应做好标记，防止漏拧。
一般初拧或复拧后标记用一种颜色，终拧结束后用另一种颜色，加以区别。
（5）凡是结构原因，使个别大六角头高强度螺栓穿人方向不能一致，当拧紧螺栓时，只准在螺母上施加扭矩，不准在螺杆上施加扭矩，防止扭矩系数发生变化。
（6）大六角头高强度螺栓施拧采用的扭矩扳手应进行校准，且均在规定的校准有效期内使用。
（7）大六角头高强度螺栓终拧结束后，采用0.3～0.5kg的小锤逐个敲击，以防漏拧。
（8）终拧扭矩检查。
对每个节点螺栓数的10%（但不少于1个）进行扭矩检验。
检验方法：
在螺尾端头和螺母相对位置划线，将螺母退回60°左右，用扭矩扳手测定拧回至原来位置时的扭矩值。
该扭矩值与施工扭矩值的偏差在10%以内为合格。
3扭剪型高强度螺栓连接
（1）扭剪型高强度螺栓连接副由一个螺栓、一个螺母和一个垫圈组成。
（2）紧固原理。
扭剪型高强度螺栓与大六角头高强度螺栓连接在材料、力学性能、连接性能等方面基本相同，而外形、预拉力的控制方法和施工工具有所不同。
扭剪型高强度螺栓在丝扣的尾部多一个梅花头和环形切口（切口的深度和大小是经计算确定的），属自标量型，它的拧紧是用一种特殊专用电动扳手，扳手设有内外两个大小不同，而方向相反转动的套筒，内套筒套在梅花头上，外套筒套在螺母上。
施拧时，电动扳手的两个套筒对梅花头和螺母同时用力反方向施转，梅花头承受紧固螺母所产生的反扭矩，环形切口处承受纯剪切力，则内外套筒的扭矩相等，方向相反，当加于螺母的扭矩增加到切口扭断力矩时，此时螺栓已达到规定的预拉力值，切口断裂，梅花头脱落，即拧紧过程完毕。
（3）扭剪型高强度螺栓连接副的预拉力复验。
（4）扭剪型高强度螺栓的拧紧应分为初拧、终拧。
初拧扭矩值
按下式计算：
（6.3.3.2-5）
式中
——高强度螺栓施工预拉力标准值，见表6.3.3.2-5；
——高强度螺栓公称直径（mm）。
初拧扭矩也可参照表3.3.2-7选用。
初拧后的高强度螺栓应用颜色在螺母上涂上标记。
终拧用专用电动扳手进行，直至拧掉螺栓尾部梅花头。
对于个别不能用专用扳手进行终拧的扭剪型高强度螺栓，应按大六角头高强度螺栓用扭矩法进行终拧。
表3.3.2-7扭剪型高强度螺栓连接副初拧扭矩值（kN）
螺栓直径d（mm）
16
20
22
24
初拧扭矩T0（N·m）
115
220
300
390
（5）扭剪型高强度螺栓终拧结束后，应以目测尾部梅花头拧掉为合格。
（4）成品保护
<1>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。
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。
<2>经处理后的高强度螺栓连接摩擦面，应采取保护措施，防止沾染脏物和油污。
严禁在高强度螺栓连接摩擦面上作任何标记。
<3>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。
（5）安全、环保措施
<1>扭剪型高强度螺栓紧固时，拧断下来的卡头应放人工具袋内收集在一起，防止从高空坠落造成安全事故。
<2>摩擦面除锈、螺栓孔绞孔时，操作者应戴好防护用品。
施工时，应注意观察操作面下最好无人施工，产生的铁屑等杂物，宜用工具袋收集。
（6）6质量标准
<1>钢结构制作和安装单位应分别进行高强度螺栓连接摩擦面的抗滑移系数试验和复验，现场处理的构件摩擦面应单独进行摩擦面抗滑移系数试验，其结果应符合设计要求。
检验方法：
检查摩擦面抗滑移系数试验报告和复验报告。
<2>大六角头高强度螺栓连接副终拧完成ｌｈ后、48h内应进行终拧扭矩检查。
检查数量：
按节点数抽查10%，且不应少于10个；每个被抽查节点按螺栓数抽查10%，且不应少于2个。
<3>扭剪型高强度螺栓连接副终拧后，除因构造原因无法使用专用扳手终拧掉梅花头者外，未在终拧中拧掉梅花头的螺栓数不应大于该节点螺栓数的5％。
对所有梅花头未拧掉的扭剪型高强度螺栓连接副应采用扭矩法进行终拧并作标记。
检查数量：
按节点数抽查10%，但不应少于10个节点，被抽查节点中梅花头未拧掉的扭剪型高强度螺栓连接副全数进行终拧扭矩检查。
<4>高强度螺栓连接副的施拧顺序和初拧、复拧扭矩应符合设计要求和国家现行行业标准《钢结构高强度螺栓连接的设计施工及验收规程》JGJ82的规定。
检查数量：
全数检查资料。
检验方法：
检查扭矩扳手标定记录和螺栓施工记录。
<5>高强度螺栓连接副终拧后，螺栓丝扣外露应为2～3扣，其中允许有10%的螺栓丝扣外露1扣或4扣。
检查数量：
按节点数抽查5％，且不应少于10个。
检查方法：
观察检查。
<6>高强度螺栓连接摩擦面应保持干燥、整洁，不应有飞边、毛刺、焊接飞溅物、焊疤、氧化铁皮、污垢等，除设计要求外摩擦面不应涂漆。
检查数量：
全数检查。
检验方法：
观察检查。
<7>高强度螺栓应自由穿人螺栓孔，高强度螺栓孔不应采用气割扩孔，扩孔数量应征得设计同意，扩孔后的孔径不应超过1.2d（d为螺栓直径）。
检查数量：
被扩螺栓孔全数检查。
检查方法：
观察检查及用卡尺检查。
（7）质量验收
<1>紧固件连接工程可按相应的钢结构制作或安装工程检验批的划分原则划分为一个或若干个检验批，在施工组织设计（或方案）中事先确定。
<2>钢结构制作阶段的检验批可按构件类型及时间段划分。
<3>检验批验收时应检验连接用紧固件质量合格证明文件、中文标志、检测报告；大六角头高强度螺栓连接副扭矩系数检验报告、扭剪型高强度螺栓连接副预拉力检验报告、高强度螺栓连接摩擦面抗滑移系数试验报告。
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