钢结构工程高强螺栓连接副检测及施工质量控制.docx
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钢结构工程高强螺栓连接副检测及施工质量控制
钢结构工程高强螺栓连接副检测及施工质量控制
广西双华标准件有限公司作为专业生产各类型高强螺栓和钢结构工程的生产厂家,以其优质的产品和良好的信誉,成功为广西内外的许多钢结构工程配套了次钢构件。
但在工程使用高强度螺栓连接副时,根据其国家制造和工程施工、验收规范的标准,应着重抓住如下的要点:
1、高强度螺栓连接副的概念理解
不少工程人员错误认为扭剪型高强度螺栓是摩擦型的,而大六角高强度螺栓是承压型的。
高强度螺栓在生产上全称叫高强度螺栓连接副,一般不简称为高强螺栓。
每一个连接副包括一个螺栓,一个螺母,两个垫圈,均是同一批生产,并且是在同一热处理工艺加工过的产品。
根据安装特点分为大六角头螺栓和扭剪型螺栓。
根据高强度螺栓的性能等级分为8.8级和10.9级,其中扭剪型只在10.9级中使用。
在标示方法上,小数点前数字表示热处理后的抗拉强度,小数点后的数字表示屈强比即屈服强度实测值与极限抗拉强度实测值之比。
8.8级表示螺栓杆的抗拉强度不小于800MPa,屈强比为0.8;10.9级表示螺栓杆的抗拉强度不小于1000MPa,屈强比为0.9。
结构设计中高强螺栓直径一般有M16/M20/M22/M24/M27/M30,不过M22/M27为第二选择系列,正常情况下选用M16/M20/M24/M30为主。
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。
对于大六角头高强度螺栓连接副组装时,螺栓头下垫圈有倒角的一侧应朝向螺栓头。
2、高强度螺栓连接摩擦面的抗滑移系数检验
钢结构验收规范GB50205明确规定:
制作和安装单位应分别进行抗滑移试验和复验（强条6.3.1条）。
抗滑移系数必须大于等于设计值。
现场制作试件时,试件与所代表的钢结构构件应同一材质,同批制作,采用同一摩擦面处理工艺和具有相同的表面状态,并应采用同一批同一性能等级的高强螺栓连接副,在同一环境下存放以供抗滑移试验。
如构件系成品出厂,则除了厂内要抗滑移系数试验报告外,制造厂还应同时提供每批三组试件以便构件进场后现场检验抗滑移系数是否符合要求。
工程资料的检查中,很多工地仅有制造厂在厂内的抗滑移系数试验报告,缺乏提供给工地现场的试件的抗滑移系数的复试报告。
抗滑移系数检验应以钢结构制造批为单位,以单项工程每2000t为一制造批,不足2000t者视作一批。
单项工程的构件摩擦面选用两种及两种以上表面处理工艺时,则每种表面处理工艺均需检验。
每批三组试件。
GB50017-2003中提到摩擦面常规的处理方法包括:
喷砂（丸）、喷砂（丸）后涂无机富锌漆、喷砂（丸）后生赤锈等。
需要特别指出的是:
很多工程送检的抗滑移系数很高,实际构件摩擦面处理很差,完全不能满足设计要求的抗滑移系数;或者设计要求的摩擦面为喷砂（丸）后涂无机富锌漆,而送检的为未涂漆处理的（涂漆后摩擦系数降低）。
对于抗滑移系数设计取值较大的工程,现场监督如发现此类情况,必须责令整改并对处理后的摩擦面重新进行检测,否则可能留下严重质量隐患。
3、高强度螺栓连接安装质量不符合要求
1）清楚基本要求
验收规范GB50205要求:
大六角高强度螺栓连接副使用前需复试扭矩系数,而扭剪型高强度螺栓连接副需复试预拉力,合格后方可使用。
复试批量为每3000套抽检8副（对于同一强度等级、同一直径但螺栓长度不同的高强螺栓连接副,如不能证明为同一批次,视为不同规格,应分别取样检测。
GB/T3632-2008扭剪型高强螺栓及GB131-2006大六角高强螺栓规范规定:
在同一批的前提下,但螺栓长度≤100mm时,长度相差≤15mm;或者螺栓长度
≥100mm时,长度相差≤20mm,可视为同一长度。
）。
高强度螺栓的拧紧应分为初拧、终拧。
对于大型节点应分为初拧、复拧、终拧。
初拧扭矩为施工扭矩的50%左右,复拧扭矩等于初拧扭矩。
为防止遗漏,对初拧或复拧后的高强度螺栓,应使用颜色在螺母上涂上标记。
对终拧后的高强度螺栓,再用另一种颜色在螺母上涂上标记。
高强螺栓现场安装中严禁气割扩孔。
高强螺栓外露一般要求不少于2-3扣,允许有10%的外露1扣或4扣。
高强度螺栓在初拧、复拧和终拧时,连接处的螺栓应按一定顺序施拧,一般应由螺栓群中央顺序向外拧紧。
高强度螺栓的初拧、复拧、终拧应在同一天完成,不可在第二天以后才完成终拧。
2）正确计算施工扭矩
查GB50205-2001规范可知,初拧扭矩的计算公式:
扭剪型T0=0.065Pc*d
大六角型T0=0.05Tc
终拧时,扭剪型高强度螺栓以梅花头拧掉为拧紧标志。
对于除因构造原因无法使用工具拧掉梅花头的,其在终拧中不掉的梅花头不能超过该节点螺栓总数的5%,且要按照规范要求用扭矩法等进行标记,并进行终拧扭矩检查。
大六角头高强度螺栓的施工扭矩按下式计算确定:
Tc=k?
Pc?
d
Tc—施工扭矩（N?
m）;
k—高强度螺栓连接副的扭矩系数的平均值（应以检测机构实际检测值为准）;
Pc—高强度螺栓施工预拉力标准值（kN）（GB50205验收规范中明确此处是高强度螺栓连接副施工预拉力标准值,约比GB50017设计规范中螺栓设计预拉力值提高10%,主要是考虑预拉力损失。
）
d—高强度螺栓螺杆直径（mm）;
有些资深施工专家,建议采用Tc=1.05k?
Pc?
d计算施工扭矩,其中1.05为衰减系数,是考虑在预紧张力时适当的存在一定的过张力。
由于规范未作明确要求,仅供参考。
）根据上述公式,为便于广大工程技术人员参考,列举常用高强螺栓施工扭矩值参考表,提供每种规格螺栓大致施工扭矩供参考,其中“实际扭矩系数”一栏在具体工程中需根据该工程实际选用高强螺栓扭矩系数复试结果调整确定。
序号螺栓
规格螺栓性能等级施工预拉力标准值（KN）扭矩系数（标准偏差小于或等于0.010）初拧扭矩（N*m）终拧扭矩（N*m）实测扭矩系数施工终拧扭矩（N*m）
1M168.8s750.110~0.15078132.0~180.00.121145
10.9s110114193.6~264.00.122215
2M208.8s1200.110~0.150156264.0~360.00.12
3295
10.9s170221374.0~510.00.12408
3M228.8s1500.110~0.150215363.0~495.00.125413
10.9s210300508.2~693.00.126582
4M248.8s1700.110~0.15026
5448.8~612.00.125510
10.9s250390660.0~900.00.125750
5M278.8s2250.110~0.150395668.3~911.30.125759
10.9s320562950.4~1296.00.1251080
6M308.8s2750.110~0.150536907.5~1237.50.1251031
10.9s3907611287.0~1755.00.1251463
3）施工的扭矩扳手配置不满足要求
相当多工程不能正确配置施工用扭矩扳手（包括手动及电动型）。
有的工程根本就没有配置,工地随便用普通扳手施工高强度螺栓;有的工程虽然配置但未按规定定期标定导致失效;有的工程虽然配置扭矩扳手但量程和工程需求不吻合（从上述的“施工扭矩值参考表”可以看出,每种高强螺栓施工扭矩是不同的,现场配置的手工或电动扭矩扳手应能确保覆盖该工程设计所选用的各种规格高强螺栓）。
一般来说,高强度螺栓施工中所用的扭矩扳手,在使用前必须校正,其扭矩误差不得大于±5%,合格后方准使用。
扭矩数值偏差过大的力矩扳手不可继续使用。
不允许使用普通扳手或电动普通扳手施工。
钢结构工程高强螺栓连接副检测及施工质量控制广西双华标准件有限公司作为专业生产各类型高强螺栓和钢结构工程的生产厂家,以其优质的产品和良好的信誉,成功为广西内外的许多钢结构工程配套了次钢构件。
但在工程使用高强度螺栓连接副时,根据其国家制造和工程施工、验收规范的标准,应着重抓住如下的要点:
1、高强度螺栓连接副的概念理解
不少工程人员错误认为扭剪型高强度螺栓是摩擦型的,而大六角高强度螺栓是承压型的。
高强度螺栓在生产上全称叫高强度螺栓连接副,一般不简称为高强螺栓。
每一个连接副包括一个螺栓,一个螺母,两个垫圈,均是同一批生产,并且是在同一热处理工艺加工过的产品。
根据安装特点分为大六角头螺栓和扭剪型螺栓。
根据高强度螺栓的性能等级分为8.8级和10.9级,其中扭剪型只在10.9级中使用。
在标示方法上,小数点前数字表示热处理后的抗拉强度,小数点后的数字表示屈强比即屈服强度实测值与极限抗拉强度实测值之比。
8.8级表示螺栓杆的抗拉强度不小于800MPa,屈强比为0.8;10.9级表示螺栓杆的抗拉强度不小于1000MPa,屈强比为0.9。
结构设计中高强螺栓直径一般有M16/M20/M22/M24/M27/M30,不过M22/M27为第二选择系列,正常情况下选用M16/M20/M24/M30为主。
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。
对于大六角头高强度螺栓连接副组装时,螺栓头下垫圈有倒角的一侧应朝向螺栓头。
2、高强度螺栓连接摩擦面的抗滑移系数检验
钢结构验收规范GB50205明确规定:
制作和安装单位应分别进行抗滑移试验和复验（强条6.3.1条）。
抗滑移系数必须大于等于设计值。
现场制作试件时,试件与所代表的钢结构构件应同一材质,同批制作,采用同一摩擦面处理工艺和具有相同的表面状态,并应采用同一批同一性能等级的高强螺栓连接副,在同一环境下存放以供抗滑移试验。
如构件系成品出厂,则除了厂内要抗滑移系数试验报告外,制造厂还应同时提供每批三组试件以便构件进场后现场检验抗滑移系数是否符合要求。
工程资料的检查中,很多工地仅有制造厂在厂内的抗滑移系数试验报告,缺乏提供给工地现场的试件的抗滑移系数的复试报告。
抗滑移系数检验应以钢结构制造批为单位,以单项工程每2000t为一制造批,不足2000t者视作一批。
单项工程的构件摩擦面选用两种及两种以上表面处理工艺时,则每种表面处理工艺均需检验。
每批三组试件。
GB50017-2003中提到摩擦面常规的处理方法包括:
喷砂（丸）、喷砂（丸）后涂无机富锌漆、喷砂（丸）后生赤锈等。
需要特别指出的是:
很多工程送检的抗滑移系数很高,实际构件摩擦面处理很差,完全不能满足设计要求的抗滑移系数;或者设计要求的摩擦面为喷砂（丸）后涂无机富锌漆,而送检的为未涂漆处理的（涂漆后摩擦系数降低）。
对于抗滑移系数设计取值较大的工程,现
场监督如发现此类情况,必须责令整改并对处理后的摩擦面重新进行检测,否则可能留下严重质量隐患。
3、高强度螺栓连接安装质量不符合要求
1）清楚基本要求
验收规范GB50205要求:
大六角高强度螺栓连接副使用前需复试扭矩系数,而扭剪型高强度螺栓连接副需复试预拉力,合格后方可使用。
复试批量为每3000套抽检8副（对于同一强度等级、同一直径但螺栓长度不同的高强螺栓连接副,如不能证明为同一批次,视为不同规格,应分别取样检测。
GB/T3632-2008扭剪型高强螺栓及GB131-2006大六角高强螺栓规范规定:
在同一批的前提下,但螺栓长度≤100mm时,长度相差≤15mm;或者螺栓长度≥100mm时,长度相差≤20mm,可视为同一长度。
）。
高强度螺栓的拧紧应分为初拧、终拧。
对于大型节点应分为初拧、复拧、终拧。
初拧扭矩为施工扭矩的50%左右,复拧扭矩等于初拧扭矩。
为防止遗漏,对初拧或复拧后的高强度螺栓,应使用颜色在螺母上涂上标记。
对终拧后的高强度螺栓,再用另一种颜色在螺母上涂上标记。
高强螺栓现场安装中严禁气割扩孔。
高强螺栓外露一般要求不少于2-3扣,允许有10%的外露1扣或4扣。
高强度螺栓在初拧、复拧和终拧时,连接处的螺栓应按一定顺序施拧,一般应由螺栓群中央顺序向外拧紧。
高强度螺栓的初拧、复拧、终拧应在同一天完成,不可在第二天以后才完成终拧。
2）正确计算施工扭矩
查GB50205-2001规范可知,初拧扭矩的计算公式:
扭剪型T0=0.065Pc*d
大六角型T0=0.05Tc
终拧时,扭剪型高强度螺栓以梅花头拧掉为拧紧标志。
对于除因构造原因无法使用工具拧掉梅花头的,其在终拧中不掉的梅花头不能超过该节点螺栓总数的5%,且要按照规范要求用扭矩法等进行标记,并进行终拧扭矩检查。
大六角头高强度螺栓的施工扭矩按下式计算确定:
Tc=k?
Pc?
d
Tc—施工扭矩（N?
m）;
k—高强度螺栓连接副的扭矩系数的平均值（应以检测机构实际检测值为准）;
Pc—高强度螺栓施工预拉力标准值（kN）（GB50205验收规范中明确此处是高强度螺栓连接副施工预拉力标准值,约比GB50017设计规范中螺栓设计预拉力值提高10%,主要是考虑预拉力损失。
）
d—高强度螺栓螺杆直径（mm）;
有些资深施工专家,建议采用Tc=1.05k?
Pc?
d计算施工扭矩,其中1.05为衰减系数,是考虑在预紧张力时适当的存在一定的过张力。
由于规范未作明确要求,仅供参考。
）根据上述公式,为便于广大工程技术人员参考,列举常用高强螺栓施工扭矩值参考表,提供每种规格螺栓大致施工扭矩供参考,其中“实际扭矩系数”一栏在具体工程中需根据该工程实际选用高强螺栓扭矩系数复试结果调整确定。
序号螺栓
规格螺栓性能等级施工预拉力标准值（KN）扭矩系数（标准偏差小于或等于0.010）初拧扭矩（N*m）终拧扭矩（N*m）实测扭矩系数施工终拧扭矩（N*m）
1M168.8s750.110~0.15078132.0~180.00.121145
10.9s110114193.6~264.00.122215
2M208.8s1200.110~0.150156264.0~360.00.12
3295
10.9s170221374.0~510.00.12408
3M228.8s1500.110~0.150215363.0~495.00.125413
10.9s210300508.2~693.00.126582
4M248.8s1700.110~0.15026
5448.8~612.00.125510
10.9s250390660.0~900.00.125750
5M278.8s2250.110~0.150395668.3~911.30.125759
10.9s320562950.4~1296.00.1251080
6M308.8s2750.110~0.150536907.5~1237.50.1251031
10.9s3907611287.0~1755.00.1251463
3）施工的扭矩扳手配置不满足要求
相当多工程不能正确配置施工用扭矩扳手（包括手动及电动型）。
有的工程根本就没有配置,工地随便用普通扳手施工高强度螺栓;有的工程虽然配置但未按规定定期标定导致失效;有的工程虽然配置扭矩扳手但量程和工程需求不吻合（从上述的“施工扭矩值参考表”可以看出,每种高强螺栓施工扭矩是不同的,现场配置的手工或电动扭矩扳手应能确保覆盖该工程设计所选用的各种规格高强螺栓）。
一般来说,高强度螺栓施工中所用的扭矩扳手,在使用前必须校正,其扭矩误差不得大于±5%,合格后方准使用。
扭矩数值偏差过大的力矩扳手不可继续使用。
不允许使用普通扳手或电动普通扳手施工。
螺栓的概念和分类
时间:
2009-6-299:
16:
14来源:
互联网【大中小】【打印】
螺栓概念螺栓:
由头部和螺杆（带有外螺纹的圆柱体）两部分组成的一类紧固件,需与螺母配合,用于紧固连接两个带有通孔的零件。
这种连接形式称螺栓连接。
如把螺母从螺栓上旋下,有可以使这两个零件分开,故螺栓连接是属于可拆卸连接。
螺栓分类
1、按连接的受力方式,有普通的和有铰制孔用的.铰制孔用的螺栓要和孔的尺寸配合,用在受横向力时.
2、按头部形状有六角头的,圆头的,方形头的,沉头的,等等一般沉头用在要求连接后表面光滑没突起的地方,因为沉头可以拧到零件里.圆头也可以拧进零件里.方头的拧紧力可以大些,但是尺寸很大.六角头是最常用的.
另外为了满足安装后锁紧的需要,有头部有孔的,杆部有孔的,这些孔可以使螺栓受振动时不至松脱.
有的螺栓没螺纹的光杆要做细,叫细腰螺栓.这种螺栓有利于受变力的联结.
钢结构上有专用的高强度螺栓.头部会做大些.尺寸也有变化.
另外有特殊用处的:
T形槽螺栓用,机床夹具上用的最多,形状特殊,头部两侧要切掉.地脚螺栓,用于机器和地面连接固定的,有很多种形状.U形螺栓,如前述.等等.
还有焊接用的专用螺柱,一头有螺纹一头没,可以焊在零件上,另一边直接拧螺母.
螺栓性能等级的含义
钢结构连接用螺栓性能等级分3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9等10余个等级,其中8.8级及以上螺栓材质为低碳合金钢或中碳钢并经热处理（淬火、回火）,通称为高强度螺栓,其余通称为普通螺栓。
螺栓性能等级标号有两部分数字组成,分别表示螺栓材料的公称抗拉强度值和屈强比值。
例如:
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