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1、高强度螺栓连接施工作业指导书、概述 二.施工前准备（）、材料准备（二）、施工工具准备（三）、紧固扭矩的计算准备 三.高强度螺栓的储运与保管 四.高强度螺栓连接施工（）、节点处理（二）、螺栓安装（三）、螺栓紧固（四）、拧紧顺序（五）、紧固方法（六）、施工程序 五.施工质量控制（一）、进场质量控制（二）、紧固质量控制 六.注意事项高强度螺栓连接施工作业指导书.概述 高强度螺栓连接与焊接连接连接已并举成为钢结构的主要连接形式，由于其具有受力性能好、耐疲劳、抗震性能好、连接刚度高，施工简便等 优点，已被广泛地应用在建筑钢结构的工地连接中，成为钢结构安装的主 要手段之一。高强度螺栓按其受力状况可分为摩擦
2、型连接、承压型连接和张拉型连 接等，其中摩擦型连接是目前普遍采用的基本连接形式。摩擦型连接：这种连接头处用高强度螺栓紧固，使连接板层夹紧，利 用由此产生于连接板层之间的摩擦力来传递外荷载。高强度螺栓在连接接 头中不受剪，只受拉并由此给连接之间施加了接触压力，这种连接应力传 递圆滑，接头刚性好，通常所指的高强度螺栓连接，就是这种摩擦型连接,其极限破坏状态即为连接接头滑移。承压型连接：对于高强度螺栓连接接头，当外力超过摩擦阻力后，接 头发生明显的滑移，高强度螺栓杆与连接板孔壁接触并受力，这时外力靠 连接接触面间的摩擦力、螺栓杆剪切及连接板孔壁承压三方共同传递，其 极限破坏状态为螺栓剪断或连接板承压
3、破坏，该种连接承载力高，可以利 用螺栓和连接板的极限破坏强度，经济性能好，但连接变形大，可应用在 非重要的构件连接中。张拉型连接：当外力与高强度螺栓轴向一致时，如法兰连接、T型连 接等这类高强度螺栓连接称张拉型连接。该连接的特点杲，作用的外力和 紧固螺栓时产生在连接件间的压力相平衡，在外力作用下，螺栓的轴力（拉 力）变化很小，仍能使连接件间保持较大的夹紧力，保证接头获得较大的 刚度。二.施工准备（）、材料准备 高强度螺栓从外形上分为大六角头和扭剪型两种;按其性能可分为8.8 级、10.9级、12.9级等，目前广泛使用的大六角头高强度螺栓有8.8级和10.9 级两种，扭剪型高强度螺栓只有10.9
4、级一种。1、钢结构用高强度大六角头螺栓连接副包括一个螺栓、一个螺田和两 个垫圈（螺头和和螺田两侧各一个垫圈）（如图）。螺栓、螺母、垫圈在组 成一个连接副时其性能等级要匹配，见下“钢结构用大六角头高强度螺栓 连接副匹配表”个垫圈（如图）。其连接副性能等级匹配及推荐材料见下表 螺栓 螺母 垫圈 级 8H HRC3545 10.9 级 10H HRC3545 结构用大六角头高强度螺栓连接副匹配表 2、钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副包括一个螺栓、一个螺田、一 扭剪型高强度螺栓连接副性能等级匹配及推荐材料表 类别 性能等级 推荐材料 材料标准 螺栓 10.9 级 20MnTiB GB/T3077 螺母
5、10H 45#、35#钢 GB/T699 15MnVB GB/T3077 犁圈 HRC3545 45#、35#钢 GB/T699 3、螺栓长度的选择计算 螺栓长度的选择对螺栓的紧固轴力有较大的影响，使用的螺栓长度比 标准螺栓长度长或短的螺栓，均会使紧固轴力降低。因此，要正确选择螺 栓长度。高强度螺栓长度选择可按下式计算：L=U+ns+m+3p 式中L,-连续板厚度，mm;n一一垫圈个数，扭剪型高强度螺栓为1,大六角螺栓为2;s 高强度螺栓垫圈厚度，mm;m-螺田厚度；P 螺栓螺纹的螺距，见下表：高强度螺栓螺纹的螺距（mm）螺栓公称直径 12 16 20 22 24 27 30 螺距 1.75
6、2 2.5 2.5 3 3 3.5 经计算求得的高强度螺栓的长度L100mm时，按4舍5入的原则取10的整数倍。对于扭剪高强度螺栓可根据螺栓的直径和标准长度加连接板厚度选 择螺栓的长度见下表：扭剪型高强度螺栓长度选择（mm）螺栓的公称直径 标准长度 M16 25 M20 30 M22 35 M24 40 经计算求得的高强度螺栓的长度按2舍3入的原则取5的整数倍。（二）、施工工具准备 高强度螺栓连接紧固用施工工具有手动板手和电动扳手两种。手动紧 固时都要使用有明示扭矩值的扳手实拧，使达到高强度螺栓连接副规定的 扭矩和轴力值。一般常用的手动扭矩扳手有：指针式、带音响式、和扭剪 型手动扭矩扳手三种。
7、指针式手动扭矩扳手（如图），在头部设一个指示盘配合套筒头紧固 六角螺栓，当给扭矩扳手预加扭矩实拧时，指示盘即示出扭矩值。带音响式扭矩扳手（如图），是一种附有棘轮机构预调式的手动扭矩 扳手，配合套筒可紧固各种直径的螺栓。在手柄的根部带有力矩调整的主 副两个刻度。实拧前操作者按需要调整预定的扭矩值。调好预定扭矩刻度 后，用手指轻轻地紧固摇杆控制调整片的旋转，可以防止在使用中刻度发 生失常。扳手的头部内装有一个24齿的棘轮，转动棘轮施拧到预调的扭矩 值时、便有明显的音响和手上的感触。扭剪手动扭矩扳手，是一种紧固扭剪型高强度螺栓使用的手动力矩扳 手，配合扳手紧固螺栓的套筒，设有内套筒弹簧、内套筒和外套
8、筒。这种 扳手靠螺栓尾部的卡头得到紧固反力，使紧固的螺栓不会同时转动。紧固 完毕后，扭剪型高强度螺栓卡头在颈部被剪断。所需扭矩可以目视检查。（三）、紧固扭矩的计算准备 由于在高强度螺栓的施工中对于大六角高强度螺栓通常采用扭矩法 紧固，即用能控制紧固扭矩的带音响式扳手、指针式扳手或电动扭矩扳手 施加扭矩，使螺栓产生预定的预拉力。因此在施工前必须先计算确定施工 终拧扭矩，以确保高强度螺栓紧固质量。可按下式计算确定：Tc=K Pc d 式中To-终拧扭矩值（Nm）;Pc-施工预拉力值标准值（kN）,见下表;d-螺栓公称直径（mm）;K-扭矩系数，根据生产厂提供的扭矩系数值或按规范规定 试验确定。高强
9、度螺栓连接副施工预拉力标准值（kN）螺栓的 性能等级 螺栓公称直径（mm）M16 M20 M22 M24 M27 M30 8.8s 75 120 150 170 225 275 10.9s 110 170 210 250 320 390 三.高强度螺栓的储运与保管 在高强度螺栓连接副使用前须加强高强度螺栓的储运与保管。其目的 主要是防止螺栓、螺田、垫圈组成的连接副的扭矩系数发生变化，这是高 强度螺栓连接的一项重要标志。主要的储运与保管措施有：1、高强度螺栓连接副应由制造厂按批配套供应，每个包装箱内都必 须配套装有螺栓、螺母及垫圈，包装箱应能满足储运的要求，并具备防水、密封的功能。包装箱内应带有
10、产品合格证和质量保证书；包装箱外表面应 注明批号、规格及数量。2、在运输、保管及使用过程中应轻装轻卸，防止损伤螺纹，发现螺 纹损伤严重或雨淋过的螺栓不应使用。3、螺栓连接副应成箱在室内仓库保管，地面应有防潮措施，并按批 号、规格分类堆放，保管使用中不得混批。高强度螺栓连接副包装箱码放 底层应架空，距地面高度大于300mm，码高一般不大于56层。4、使用前尽可能不要开箱，以免破坏包装的密封性。幵箱取出部分 螺栓后也应原封包装好，以免沾染灰尘和锈蚀。5、高强度螺栓连接副在安装使用时，工地应按当天计划使用的规格 和数量领取，当天安装剩余的也应妥善保管，有条件的话应送回仓库保管。6、在安装过程中，应注
11、意保护螺栓，不得沾染沙等脏物和有碰伤螺 纹。使用过程中如发现异常情况，应立即停止施工，经检查确认无误后再 行施工。7、高强度螺栓连接副的保管时间不应超过6个月。当由于停工、缓建 等原因，保管周期超过6个月时，若再次使用须按要求进行扭矩系数试验 或紧固轴力试验，检验合格后方可使用。四.高强度螺栓连接施工 高强度螺栓的连接施工包括节点处理、螺栓安装、螺栓紧固、拧紧顺 序和紧固方法等五个主要控制环节与步骤：（一）、节点处理 高强度螺栓连接应在其结构架设调整完毕后，再对接合件进行矫正，消除接合件的变形、错位和错孔，板束接合摩擦面贴紧后，进行安装高强 度螺栓。为了接合部板束间摩擦面贴紧、结合良好，先用临
12、时普通螺栓和 手动扳手紧固，达到贴紧为止。在每个节点上穿入临时螺栓的数量应由计 算决定，一般不得少于高强度螺栓总数的1/3。最少不得少于二个临时螺 栓。冲钉穿入螺栓的数量不宜多于临时螺栓总数的30%。不允许用高强度 螺栓兼作临时螺栓，以防止损伤螺纹，引起扭矩系数的变化。对于困板厚公差、制造偏差或安装偏差产生的接合面间隙：a。在接 合面间 隙：a 1.0 mm时,可不作处理；1.0mmva3.0 mm时，加垫板，垫板的材质和摩擦面处理与构件相同。（二）、螺栓安装 高强度螺栓安装在节点全部处理好后进行；高强度螺栓穿入方向要一 致。一般应以施工便利为宜，对于箱形截面部件的接合部，全部从内向外 插入螺
13、栓，在外侧进行紧固。如操作不便，可将螺栓从反方向插入。扭剪 型高强度螺栓连接副的螺田带台面的一侧应朝向垫圈有倒角的一侧，并应 朝向螺栓尾部。对于大六角高强度螺栓连接副在安装时，根部垫圈有倒角 的一侧应朝向螺栓头，安装尾部的螺田垫圈则应与扭剪型高强度螺栓的螺 田和垫圈相同。严禁强行穿入螺栓；如不能穿入时，螺栓应用绞刀进行修 整，用绞孔修整前应对其四周的螺栓全部拧紧，使板叠密贴后再进行。修 整时应防止铁屑落入板叠缝中。绞孔完成后用砂轮除去螺栓孔周围的毛 刺，同时扫清铁屑。（三）、螺栓紧固 高强度螺栓紧固时，应分初拧、终拧。对于大型节点应分初拧、复拧 和终拧。1、初拧：由于钢结构的制作、安装等原因发
14、生翘曲、板层间不密贴 的现象。当连接点螺栓较多时，先紧固的螺栓就有一部分轴力消耗在克服 钢板的变形上、先紧固的螺栓则由于其周围螺栓紧固以后，其轴力分摊而 降低。所以，为了尽量缩小螺栓在紧固过程中由于钢板变形等影响，规定 高强度螺栓紧固时，至少分二次紧固。第一次紧固称之为初拧。初拧扭矩 为终拧扭矩的50%左右。2、复拧：即对于大型节点高强度螺栓初拧完成后，在初拧的基础上,再重复紧固一次，故称之为复拧，复拧扭矩值等于初拧扭矩值。3、终拧：对安装的高强度螺栓作最后的紧固，称之为终拧。终拧的 轴力值以标准轴力为目标，并应符合设计要求。（四）、拧紧顺序 每组高强度螺栓拧紧顺序应从节点中心向边缘依次施拧，
15、使所有的螺 栓都能有效起作用，详见下表：高强度螺栓拧紧顺序 按下列顺序紧固：1、柱侧连接板 2、腹板连接板 3、上翼连接板 4、下翼连接板 各板按顺序号紧固（五）、紧固方法 高强度螺栓的拧紧，根据螺栓的构造型式有两种不同的方法。对于大 六角高强度螺栓的拧紧，通常采用扭矩法和转角法:节点型式 图示 说明 板式节点 接合部 从中部螺栓向两端螺栓紧固 箱形部件 节点接合部 111 川I 川I 11A、B、C、D螺栓群的紧固,沿箭头方向逬行 H型羽 紧固顺序 丽 1111 (1)、扭矩法：即用能控制紧固扭矩的带响扳手、指针式扳手或电动 扭矩扳手按照前页所叙而计算确定的施工紧固扭矩进行终拧。(2)、转角
16、法：转角法按初拧和终拧两个步骤进行，第一次用示功扳 手和风动扳手拧紧到预定的初拧值；终拧用风动机或其它方法将初拧后的 螺栓再转一个角度，以达到螺栓预拉力的要求。其角度大小与螺栓性能等 级，螺栓类型、连接板层数及连接板厚度有关。其值可作试验确定。对于扭剪型高强度螺栓紧固，也分初拧和终拧。初拧一般使用能够控制 紧固扭矩的紧固机来紧固；终拧紧固使用6922型或6924型专用电动扳手紧 固。拧至尾部的梅花卡头剪断，即认为紧固终拧完毕。其紧固步骤如下：a、先将扳手内套筒套入梅花头上，再轻压扳手，再将外套筒套在螺田 上。完成本项操作后最好晃动一下扳手，确认内、外套筒均已套好，且调 整套筒与连接板面垂直。b
17、、按下扳手开关，外套筒旋转，直至切拧断。c、切断裂，扳手幵关关闭，将外套筒从螺母上卸下，此时注意拿稳 扳手，特别是高空作业。d、启动顶杆幵关，将内套筒中已拧掉的梅花头顶出，梅花头应收集 在专用容器内，禁止随便丢弃，特别杲高空坠落伤人。扭剪型高强度螺栓连接副终拧示意图如下：.*.*.x Wv 7/、*.、-1 /1 WCs ll-ztiB WA A-h F 紧固完了检査 （六）、施工程序 a、大六角头高强度螺栓施工工艺流程 b、扭剪型高强度螺栓施工工艺流程 紧固结束检査 五.施工质量控制 高强度螺栓连接施工质量直接影响着整个结构的安全，是质量过程控 制的重要一环。主要可从下列几方面进行着手控制：
18、（一）、逬场质量控制 高强度螺栓连接副进场应配套成箱供货，且附有出厂合格证、质量证 明书及质量检验报告，质检员应逐项与设计要求及现行国家标准对照，对 不符合的连接副不得使用。1、进场的大六角头高强度螺栓连接副应进行扭矩系数复验。在施工现 场待安装的螺栓批中每批随机抽取8套连接副进行复验。每套连接副只应 做一次试验，不得重复使用。连接副扭矩系数的复验应将螺栓穿入轴力计,在测出螺栓预拉力P的同时，应测定施加于螺田上的施拧扭矩值T,并应 按下式计算扭矩系数Ko pd 式中T一一施拧扭矩（N.m）;一一高强度螺栓的公称直径（mm）;P-螺栓预拉力（kN）。每组8套连接副扭矩系数的平均值应为0.110-
19、0.150,标准偏差应小于 或等于0.010o扭剪型高强度螺栓连接副当采用扭矩法施工时，其扭矩系 数亦按此规定确定。2、进场的扭剪型高强度螺栓连接副应进行紧固轴力（预拉力）复验。在施工现场待安装的螺栓批中每批随机抽取8套连接副进行复验。每套连 接副只应做一次试验，不得重复使用。紧固轴力复验一般采用轴力计进行,紧固螺栓分初拧和终拧进行，初拧采用扭矩扳手，初拧值应控制在预拉力（轴力）标准值的50%左右，终拧采用专用电动扳手，施拧至端部梅花头 拧掉，读出轴力值。复验螺栓连接副（8套）的紧固轴力平均值应符合下 表的要求，其变异系数应不大于10%o 扭剪型高强度螺栓连接副紧固预拉力和标准偏差（kN）螺栓
20、规格 M16 M20 M22 M25 每批紧固轴力的平均值P 99-120 154186 191-231 222270 标准偏差oP 10.1 15.7 19.5 22.7 变异系数按下式计算：5二空 xlOO%P 式中 -紧固轴力的变异系数；叭-紧固轴力的标准；P-紧固轴力的平均值。3、高强度螺栓连接处的摩擦面应进行进场后的抗滑移系数检验。施 工工地应按进场钢结构制造批为单位进行抗滑移系数试验。（制造批可按 分部（子分部）工程划分规定的工程量每2000吨为一批，不足2000吨的 可视为一批。）选用两种及两种以上表面处理工艺时，每种处理工艺应单 独检验。每批三组试件，其试件应采用双摩擦面二栓拼
21、接的拉力试件。如 图:I:l II r L i；L Z 1,3d：.1 2 de 7(lc L 抗滑移系数拼接试件 抗滑移系数试验用的试件应由制造厂加工，试件与所代表的钢结构 构件应为同一材质，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，并应用同批同一性能等级的高强度螺栓连接副，在同一环境条件 下存放。（二）、紧固质量控制 1、在高强度螺栓紧固前，高强度螺栓连接摩擦面应保持干燥、整洁,不应有飞边、刼、焊接飞溅物、焊疤、氧化铁皮、污垢和不应有的涂料等。2、在高强度螺栓紧固过程中，高强度螺栓连接副应自由穿入螺栓孔、不应气割扩孔，遇到必须扩孔时，最大扩孔量不应超过1.2倍螺栓公称直径。扣
22、，对同一个节点，螺栓丝扣外露应力求一致，便于检查。其次还应对高 强度螺栓终拧质量进行检查。终拧质量检查对于不同的螺栓型式可按照不 同的检验方法进行检验。a、大六角高强度螺栓连接副终拧检查。检查人员先用0.3kg小锤敲击螺 田的一侧，同肘用手指按住相对的号一侧，以检查高强度螺栓有无漏拧。终 拧扭矩3、高强度螺栓紧固完毕后，质检人员首先应检查螺栓丝扣外 长度,要求螺栓丝扣外 23扣为宜，其中允许有10%的螺栓丝扣外 1扣或4 值的检查应根据不同的施工方法采用不同的检查方法。对扭矩法施工 的螺栓应采用扭矩法检查，对转角法施工的螺栓应采用转角法检查。扭矩法检查：在螺尾端头和螺田相对位置划线，将螺母退回
23、 60左右，用扭矩扳手测定拧回至原来位置时的扭矩值，如测定的扭矩值 与施工扭矩值的偏差在10%以内即为合格。转角法检查：用扭矩扳手继续拧被检查的螺栓，测定螺田开始转动 时的扭矩值，如测定的扭矩值与施工扭矩值的偏差在10%以内即为合格。b、扭剪型高强度螺栓连接副终拧检查可用肉眼全数检查其梅花头有否 拧掉即可。注意事项 1、在高强度螺栓施工中，对每一个连接接头，应选用临时螺栓或 冲钉定位，为防止操作螺纹引起扭矩系数的变化，严禁把高强度螺栓 作为临时螺栓用；2、在构件连接接头上安装高强度螺栓时，要按设计规定选用同 一批量的高强度螺栓.螺田和垫圈的连接副，一种批量的螺栓.螺毋 和垫圈不能同其他批量的螺
24、栓混同使用；3、在高强度螺栓孔绞孔修整时，为防止修整时铁屑落入板叠缝 中，绞孔修整前应对其周围的螺栓全部拧紧；表1 幅位为冼米 农高强度螺栓连接副终拧扭矩检查应在终拧完成1后48内完成;5、扭剪型高强度螺栓紧固过程中拧掉的梅花头应及时收集在专 用容器内，禁止随便丢弃，特别是高空坠落伤人；6、扭剪切型高强度螺栓连接副当采用扭矩法施工时，其扭矩系 数按本作业指导书中规定的大六角头高强度螺栓连接副扭矩系数复 验的有关规定执行。煤纹规格 D M12 M16 M20(M22)-M24(M27)M30 1.75 2 2.5 2.5 3 3 3.5 d.max 13 17.3 21.6 23.8 25.9
25、29.1 32.4 min 12 15 20 22 24 27 30 d.min 19.2 24.9 31.4 33.3 3&0 42.8 46.5 e min 22.78 29.56 37.29 39.55 45.20 50.85 55.37 m IB41X 12.3 17.1 20,7 23.6 24,2 27.6 30,7 niin 11.87 16.4 19.4 22.3 22.9 26.3 29 1 rn min&3 11.5 13.6 15.6 16.0 18.4 20.4 c max 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 min 0.4 0.4 0.4 0.4
26、0.4 0.4 0.4$max 21 27 34 36 41 46 50 min 20.16 26.16 33 35 40 45 4 OK/S-J i 表1 幅位为冼米 规播（姐纹大径 12 16 20(22)24(27)30 min 13 17 21 23 25 28 31 max 13.43 17.43 21.52 23.52 25.52 2&$2 31.62*min 23.7 31.4 38,4 40.4 45.4 50.1 54.1 max 25 33 40 42 47 52 56 h 公称 3.0 4.0 4.0 5.0 5.0 5.0 5.0 min 2.5 3 5 3.5 4.5
27、 4.5 4.5 4.5 max 3.8 4.8 4.8 5.8 5.8 5.8 5.8 min 15.23 19.23 24.32 26.32 2&32 32.84 35.84 max 16.03 20.03 25.12 27.12 29.12 33.64 35.64 每1 000个钢处西的理论质fi/kg 10.47 23.40 33.55 43.34 55.76 1 66.52 75.42 注*括号内的規格为第二选择系列.本标准是国家标准钢结构用螺栓连接副产品系列标准之一,该系列包括：-GB/T1228-2006钢结构用高强度大六角头螺栓：-GB/T1229-2006钢结构用高强度大六角螺田；GB/T1230-2006钢结构用高强度垫圈；-GB/T1231-2006钢结构用髙强度大六角头螺栓、大六角螺田、垫圈技术条件;GB/T3632-2008钢结构用扭剪型直强度螺栓连接副。