高强度螺栓技术

1、高强度螺栓施工技术高强度螺栓施工技术 2013年10月大六角头高强度螺栓连接副抗剪型高强度螺栓连接副一、术语1 1、高强度螺栓连接副：高强度螺栓和与之配、高强度螺栓连接副：高强度螺栓和与之配套的螺母、垫圈的总称套的螺母、垫圈的总称 。“大六角头高强度螺栓连接副大六角头高强度螺栓连接副”由一个螺栓、一个由一个螺栓、一个螺母和螺母和两两个垫圈组成。个垫圈组成。扭剪型高强度螺栓连接副扭剪型高强度螺栓连接副”由一个螺栓、一个螺母由一个螺栓、一个螺母和和一一个垫圈组成。个垫圈组成。 2、摩擦面摩擦面：高强度螺栓连接板层之间的接触面。 3、预拉力（紧固轴力）：预拉力（紧固轴力）：通过紧固高强度螺栓连接副而

2、在螺栓杆轴方向产生的，其符合连接设计所要求的拉力。 4、摩擦型连接摩擦型连接：依靠高强度螺栓的紧固，在被连接件间产生摩擦阻力以传递剪力而将构件、部件或板件连成整体的连接方式。 5、承压型连接承压型连接：依靠螺杆抗剪和螺杆与孔壁承压以传递剪力而将构件、部件或板件连成整体的连接方式。 6、抗滑移系数抗滑移系数：高强度螺栓连接摩擦面滑移时，滑动外力与垂直于摩擦面的高强度螺栓预拉力之和的比值。 7、扭矩系数扭矩系数：高强度螺栓连接中，施工与螺母上的紧固扭矩与其在螺栓导入的轴向预拉力（紧固轴力）之间的比例系数。 8、扭矩法扭矩法：通过控制施工扭矩值对高强度螺栓连接副进行紧固的方法。 9、转角法转角法：通

3、过控制螺栓与螺母相对转角值对高强度螺栓连接副进行紧固的方法。 10、栓焊并用连接栓焊并用连接：考虑摩擦性高强度螺栓连接和贴角焊缝同时承担同一剪力进行设计的连接接头形式。 11、栓焊混用连接栓焊混用连接：在梁、柱、支撑构件的拼接及相互间的连接节点中，翼缘采用熔透焊缝连接，腹板采用摩擦型高强度螺栓连接的连接接头形式。二、高强螺栓保管注意事项 1 1、高强度螺栓连接副应由制造厂、高强度螺栓连接副应由制造厂按批配套供应按批配套供应，每个包，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。包装箱内应带足储运的

4、要求，并具备防水、密封的功能。包装箱内应带有有产品合格证和质量保证书产品合格证和质量保证书；包装箱外表面应注明；包装箱外表面应注明批号、批号、规格及数量。规格及数量。 2 2、在运输、保管及使用过程中应、在运输、保管及使用过程中应轻装轻卸轻装轻卸，防止损，防止损伤螺纹，发现螺纹损伤严重或伤螺纹，发现螺纹损伤严重或雨淋过的螺栓不应使用雨淋过的螺栓不应使用。 3 3、螺栓连接副应成箱在室内仓库保管，地面应有防、螺栓连接副应成箱在室内仓库保管，地面应有防潮措施，潮措施，并按批号、规格分类堆放，保管并按批号、规格分类堆放，保管. .使用中不得混使用中不得混批。高强度螺栓连接副包装箱码放底层应架空，距地

5、面高批。高强度螺栓连接副包装箱码放底层应架空，距地面高度大于度大于300mm300mm，码高不超过三层。工地储存高强度螺栓时，码高不超过三层。工地储存高强度螺栓时，应放在干燥、通风、防雨、防潮的仓库内，并不得损伤丝应放在干燥、通风、防雨、防潮的仓库内，并不得损伤丝扣和沾染脏物。连接副入库应按包装箱上注明的规格、批扣和沾染脏物。连接副入库应按包装箱上注明的规格、批号分类存放。号分类存放。 4 4、使用前尽可能不要开箱，以免破坏包装的密封性。、使用前尽可能不要开箱，以免破坏包装的密封性。开箱取出部分螺栓后也应原封包装好，以免沾染灰尘和锈开箱取出部分螺栓后也应原封包装好，以免沾染灰尘和锈蚀。蚀。 5

6、 5、高强度螺栓连接副在安装使用时，工地应按当天、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，当天安装剩余的应必须装回计划使用的规格和数量领取，当天安装剩余的应必须装回干燥、洁净的容器内，妥善保管，不得乱放、乱扔干燥、洁净的容器内，妥善保管，不得乱放、乱扔 6 6、在安装过程中，应注意保护螺栓，不得沾染泥沙、在安装过程中，应注意保护螺栓，不得沾染泥沙等脏物和碰伤螺纹。使用过程中如发现异常情况，应立即等脏物和碰伤螺纹。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。停止施工，经检查确认无误后再行施工。 7 7、高强度螺栓连接副的保管时间、高强度螺栓连接

7、副的保管时间不应超过不应超过66 个月个月。保管周期超过保管周期超过6 6个月时，若再次使用须按要求进行个月时，若再次使用须按要求进行扭矩系扭矩系数试验或紧固轴力试验数试验或紧固轴力试验，检验合格后方可使用。，检验合格后方可使用。三、高强度螺栓长度的选择 1 1、在实际工程中选择螺栓长度时，一般规、在实际工程中选择螺栓长度时，一般规定以螺栓拧紧后外漏定以螺栓拧紧后外漏1 13 3扣螺纹为标准，扣螺纹为标准，螺纹不露出或陷入螺母对螺栓连接螺纹不露出或陷入螺母对螺栓连接性能有性能有不良影响不良影响，但外露过长则不美观，不安全，但外露过长则不美观，不安全，不经济，还可能影响到螺栓的紧固。一般不经济，

8、还可能影响到螺栓的紧固。一般标准螺栓长度标准螺栓长度L L可按下式计算。可按下式计算。 L=L+nS+M+3PL=L+nS+M+3P 式中式中 LL连接厚度（连接厚度（mmmm）；）； nn垫圈个数，扭剪型螺栓为垫圈个数，扭剪型螺栓为1 1，普通高，普通高强度螺栓为强度螺栓为2 2； SS垫圈厚度（垫圈厚度（mmmm） MM螺母厚度（螺母厚度（mmmm） PP螺距（螺距（mmmm），按下表），按下表1 1取值取值。表表1 1：高强度螺栓螺距：高强度螺栓螺距P P值值螺栓公螺栓公称直径称直径1616181820202222242427273030螺距螺距P P1.751.752 22.52.52

9、.52.53 33 33.53.5 上式计算所得螺栓长度值，当上式计算所得螺栓长度值，当L L100mm100mm时，时，按按2 2舍舍3 3入或入或7 7舍舍8 8入的原则取入的原则取5mm5mm的整数倍，的整数倍，当当L L 100mm100mm时，按时，按4 4舍舍5 5入的原则取入的原则取1010的整的整数倍。数倍。 2 2、其次螺栓长度的选择还可连接厚度再加上表、其次螺栓长度的选择还可连接厚度再加上表2 2所示增加长度的简便方法计算，其尾数舍入仍按所示增加长度的简便方法计算，其尾数舍入仍按上述原则取为上述原则取为5 5或或1010的整数倍的整数倍。 L=L+L=L+L L L =nS

10、+M+3PL =nS+M+3P 式中式中L L 附加长度（附加长度（mmmm）；）； LL连接板层总厚度（连接板层总厚度（mmmm）；）； nn垫圈个数，扭剪型螺栓为垫圈个数，扭剪型螺栓为1 1，普通高，普通高强度螺栓为强度螺栓为2 2； SS垫圈厚度（垫圈厚度（mmmm）; ; M M螺母厚度（螺母厚度（mmmm）; ; PP螺距（螺距（mmmm），按表），按表1 1取值取值。表表2 2：螺栓增加长度：螺栓增加长度螺栓螺栓公称公称增加长度（增加长度（mmmm）螺栓螺栓公称公称增加长度（增加长度（mmmm）普通高强度普通高强度螺栓螺栓扭剪型高强度扭剪型高强度螺栓螺栓普通高强普通高强度螺栓度螺栓

11、扭剪型高扭剪型高强度螺强度螺栓栓M12M122323M24M2443433838M16M1630302626M20M2035.535.531.531.5M27M2746464141M22M2239.539.534.534.5M30M3050.550.545.545.5摘自摘自钢结构工程施工规范钢结构工程施工规范GB50755-2012GB50755-2012也可以根据以下表3取值螺栓公称直径螺栓公称直径M12M12M16M16M20M20M22M22M24M24M27M27M30M30高强度螺母公称厚度高强度螺母公称厚度12.012.016.016.020.020.022.022.024.02

12、4.027.027.030.030.0高强度垫圈公称厚度高强度垫圈公称厚度3.003.004.004.004.004.005.005.005.005.005.05.05.005.00螺纹螺距螺纹螺距1.751.752.002.002.502.502.502.503.003.003.003.003.503.50表表3 3：高强螺栓附加长度：高强螺栓附加长度摘自钢结构高强度螺栓连接技术规程GBJ 82-2011 注意：按照上述两种方法计算所得螺栓长度注意：按照上述两种方法计算所得螺栓长度规格可能多，这将使螺栓的施工管理工作复规格可能多，这将使螺栓的施工管理工作复杂化。因此，要尽量减少螺栓的长度规格

13、，杂化。因此，要尽量减少螺栓的长度规格，保证螺栓拧紧后外露螺纹为保证螺栓拧紧后外露螺纹为1 13 3扣。扣。四、高强度螺栓的试验四、高强度螺栓的试验 1、钢板及焊接材料复验 2 2、高强螺栓预拉力、扭矩系数复验、高强螺栓预拉力、扭矩系数复验 3 3、摩擦面抗滑移系数复验、摩擦面抗滑移系数复验 4、网架节点承载力试验高强螺栓连接副扭矩系数复验高强螺栓连接副扭矩系数复验 复验用螺栓应在施工现场待安装的螺栓批中复验用螺栓应在施工现场待安装的螺栓批中随机抽取随机抽取, ,每批应抽取每批应抽取8 8套连接副进行复验。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。每套连接副只应做一次试验，不

14、得重复使用。在紧固中垫圈发生转动时，应更换连接副，在紧固中垫圈发生转动时，应更换连接副，重新试验重新试验 。 每组每组8 8套连接副扭矩系数的平均值应为套连接副扭矩系数的平均值应为0.110-0.110-0.1500.150，标准偏差小于或等于，标准偏差小于或等于0.0100.010。高强螺栓连接副同批的解释 高强度螺栓连接副进场验收属于高强度螺栓连接副进场验收属于复验复验，其产品标准中规定，其产品标准中规定出厂检验最大批量不超过出厂检验最大批量不超过30003000套，作为复验的最大批量不套，作为复验的最大批量不宜超过宜超过2 2个出厂检验批，其不宜超过个出厂检验批，其不宜超过6000600

15、0套。套。 同一材料（性能等级）、炉号、螺纹（直径规格）规格、同一材料（性能等级）、炉号、螺纹（直径规格）规格、长度（长度（当螺栓长度当螺栓长度100mm100mm时，长度相差时，长度相差 15mm 15mm；当螺栓；当螺栓长度长度100mm100mm时，长度相差时，长度相差 20mm 20mm，可视为同一长度，可视为同一长度）、）、机械加工、热处理工艺及表面处理工艺的机械加工、热处理工艺及表面处理工艺的螺栓为同批螺栓为同批；同；同一材料、炉号、螺纹规格、厚度、机械加工、热处理工艺一材料、炉号、螺纹规格、厚度、机械加工、热处理工艺及表面处理工艺的及表面处理工艺的螺母为同批螺母为同批；同一材料、

16、炉号、直径规；同一材料、炉号、直径规格、厚度、机械加工、热处理工艺及表面处理工艺的格、厚度、机械加工、热处理工艺及表面处理工艺的垫圈垫圈为同批为同批。分别由同批螺栓、螺母、及垫圈组成的。分别由同批螺栓、螺母、及垫圈组成的连接副为连接副为同批连接副。同批连接副。摩擦面抗滑移系数复验摩擦面抗滑移系数复验 制造厂和安装单位应分别以钢结构制造批为单位进行抗滑移系数检验。制造批可按分部（子分部）工程划分规定的工程量每2000t为一批，不足2000t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。 抗滑移系数检验应采用双摩擦面的二栓拼接的拉力试件 。双摩擦面的二栓拼接

17、接头双摩擦面的二栓拼接接头两栓抗滑移系数试件两栓抗滑移系数试件 抗滑移系数检验用的试件应由制造厂加工，抗滑移系数检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、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，在同一环境条等级的高强度螺栓连接副，在同一环境条件下存放。件下存放。 试件钢板的厚度试件钢板的厚度t1t1、t2t2应根据钢结构工程应根据钢结构工程中有代表性的板材厚度来确定中有代表性的板材厚度来确定, ,同时应考虑

18、同时应考虑在摩擦面滑移之前，试件钢板的净载面始在摩擦面滑移之前，试件钢板的净载面始终处于弹性状态终处于弹性状态; ;宽度宽度b b可参照表可参照表B.0.5B.0.5规定规定取值。取值。L1L1应根据试验机夹具的要求确定。应根据试验机夹具的要求确定。表B.0.5试件板的宽度（mm） 螺栓直径d162022242730板宽b100100105110120120五、规范强制性条文 一、一、钢结构工程施工质量验收规范钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001GB50205-2001 6 63 31 1钢结构制作和安装单位应按本规范钢结构制作和安装单位应按本规范附录附录B B的规定分别进行高强

19、度螺栓连接摩擦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，现场处理的面的抗滑移系数试验和复验，现场处理的构件磨擦应单独进行磨擦面抗滑移系数试构件磨擦应单独进行磨擦面抗滑移系数试验，其结果应符合设计要求。验，其结果应符合设计要求。 检查数量：见本规范附录检查数量：见本规范附录B B。 检验方法：检查检验方法：检查磨擦面抗滑移系数试验报磨擦面抗滑移系数试验报告和复验报告告和复验报告。 说明：说明：6.3.1 6.3.1 抗滑移系数是高强度螺栓连抗滑移系数是高强度螺栓连接的主要设计参数之一，直接影响构件的接的主要设计参数之一，直接影响构件的承载力，因此构件磨擦面无论由制造厂处承载力，因

20、此构件磨擦面无论由制造厂处理还是由现场处理，均应对抗滑系数进行理还是由现场处理，均应对抗滑系数进行测试，测得的抗滑移系数最小值应符合设测试，测得的抗滑移系数最小值应符合设计要求。计要求。本条是强制性条文。本条是强制性条文。6.3.16.3.1的措施的措施 1 1）抗滑移系数试件形式和数量）抗滑移系数试件形式和数量 抗滑移系数试件采用双摩擦面的二栓拼接接头；试抗滑移系数试件采用双摩擦面的二栓拼接接头；试件连接件与所代表的的钢结构构件应为同一材质、件连接件与所代表的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，有相同的表同批制作，采用同一摩擦面处理工艺，有相同的表面状态。面状态。 由

21、制造厂进行摩擦面处理的试件应为同时准备由制造厂进行摩擦面处理的试件应为同时准备2 2套套试件（每套三组），供制造厂试验和安装单位复验，试件（每套三组），供制造厂试验和安装单位复验，由现场进行摩擦面处理的试件可以准备由现场进行摩擦面处理的试件可以准备1 1套三组试套三组试件，由安装单位试验。件，由安装单位试验。 摩擦面处理的主要方法及抗滑移系数值。摩擦面处理的主要方法及抗滑移系数值。注意事项注意事项 1 1）采用有压力传感器或贴有电阻应变片对高强度）采用有压力传感器或贴有电阻应变片对高强度螺栓预拉力进行实测的试件，其每套三组试件的螺栓预拉力进行实测的试件，其每套三组试件的抗滑移系数试验值均应大于

22、或等于设计值。抗滑移系数试验值均应大于或等于设计值。 2 2）对高强度螺栓预拉力不进行实测，而取用同批）对高强度螺栓预拉力不进行实测，而取用同批高强度螺栓复验预拉力平均值进行计算时，其每高强度螺栓复验预拉力平均值进行计算时，其每套三组试件的抗滑移系数试验值的平均值应大于套三组试件的抗滑移系数试验值的平均值应大于或等于设计值，且最小值不得低于设计值的或等于设计值，且最小值不得低于设计值的95%95%。 3)3)检验报告应加盖必要的印章，如检验报告应加盖必要的印章，如“见证试验见证试验章章”、“CMA”CMA”章及证明检测单位资质的专用章。章及证明检测单位资质的专用章。6.3.1条的判定 1 1）

23、摩擦面抗滑移系数试验报告、复验报告合）摩擦面抗滑移系数试验报告、复验报告合法、有效，且试验结果符合设计要求，应予法、有效，且试验结果符合设计要求，应予以验收。以验收。 2 2）凡不符合上述）凡不符合上述1 1）项规定时，施工单位应）项规定时，施工单位应采取调整摩擦面处理工艺等措施进行重新试采取调整摩擦面处理工艺等措施进行重新试验直至达到设计要求，或经原设计单位核算验直至达到设计要求，或经原设计单位核算认可，否则不得验收。认可，否则不得验收。 二、二、钢结构高强度螺栓连接技术规程钢结构高强度螺栓连接技术规程GBJ82-2011GBJ82-2011中的强条中的强条 1 1、3.1.73.1.7条条

24、“在同一连接接头中，高强度在同一连接接头中，高强度螺栓连接不应与普通螺栓连接混用。承压螺栓连接不应与普通螺栓连接混用。承压型高强度螺栓连接不应与焊接连接并用。型高强度螺栓连接不应与焊接连接并用。” 条文说明：高强度螺栓连接条文说明：高强度螺栓连接 和普通螺栓连接的工作机理和普通螺栓连接的工作机理完全不同，两者刚度相差悬殊，同一接头中两者并用没有完全不同，两者刚度相差悬殊，同一接头中两者并用没有意义。承压型连接允许接头滑移，并有较大变形，而焊接意义。承压型连接允许接头滑移，并有较大变形，而焊接的变形有限，因此从设计概念上，承压型连接不能和焊接的变形有限，因此从设计概念上，承压型连接不能和焊接并用

25、。本条涉及结构连接的安全，为从设计源头上把关，并用。本条涉及结构连接的安全，为从设计源头上把关，定为强制性条文。定为强制性条文。 ” 2 2、4.3.14.3.1条条“每一杆件在高强度螺栓连接每一杆件在高强度螺栓连接接头及拼接接头的一端，其连接的高强度接头及拼接接头的一端，其连接的高强度螺栓数量不应少于螺栓数量不应少于2 2个。个。 条文解释：高强度大六角头螺栓扭矩系数和抗剪型高强度条文解释：高强度大六角头螺栓扭矩系数和抗剪型高强度螺栓紧固轴力及摩擦面抗滑移系数都是统计数据，再加上螺栓紧固轴力及摩擦面抗滑移系数都是统计数据，再加上施工的不确定性及螺栓延迟断裂问题，单独一个高强度螺施工的不确定性

26、及螺栓延迟断裂问题，单独一个高强度螺栓连接的不安全隐患概率要高，一旦出现螺栓断裂，会造栓连接的不安全隐患概率要高，一旦出现螺栓断裂，会造成结构的破坏。成结构的破坏。 3 3、6.1.26.1.2条条“高强度螺栓连接副应按批配套高强度螺栓连接副应按批配套进场，并附有出厂质量保证书。高强度螺栓进场，并附有出厂质量保证书。高强度螺栓连接副应在同批内配套使用。连接副应在同批内配套使用。” 条文解释：高强度螺栓连接副的质量是影响高强度条文解释：高强度螺栓连接副的质量是影响高强度螺栓连接安全性的重要因素，必须达到螺栓标准中螺栓连接安全性的重要因素，必须达到螺栓标准中技术条件的要求，不符合技术条件的产品，不

27、得使技术条件的要求，不符合技术条件的产品，不得使用。因此，每一制造批必须由制造厂出具质量保证用。因此，每一制造批必须由制造厂出具质量保证书。由于高强度螺栓连接副制造厂是按批保证扭矩书。由于高强度螺栓连接副制造厂是按批保证扭矩系数或紧固轴力，所以使用时应在同批内配套使用。系数或紧固轴力，所以使用时应在同批内配套使用。 4 4、6.2.66.2.6条条“高强度螺栓连接处的钢板表面处理高强度螺栓连接处的钢板表面处理方法及除锈等级应符合设计要求。连接处的钢板方法及除锈等级应符合设计要求。连接处的钢板表面应平整、无焊接飞溅、无毛刺、无油污。经表面应平整、无焊接飞溅、无毛刺、无油污。经处理后的摩擦型高强度

28、螺栓连接的摩擦面抗滑移处理后的摩擦型高强度螺栓连接的摩擦面抗滑移系数应符合设计要求系数应符合设计要求。” 条文解释：钢板表面不平整，有焊接飞溅、毛刺等将会使条文解释：钢板表面不平整，有焊接飞溅、毛刺等将会使钢板不密贴，影响高强度螺栓连接的受力性能，另外，板钢板不密贴，影响高强度螺栓连接的受力性能，另外，板面上的油污将大幅度降低摩擦面的抗滑移系数，因此表面面上的油污将大幅度降低摩擦面的抗滑移系数，因此表面不得有油污。表面处理方法的不同，直径影响摩擦面的康不得有油污。表面处理方法的不同，直径影响摩擦面的康滑移系数的取值，设计图中要求的处理方法决定了抗滑移滑移系数的取值，设计图中要求的处理方法决定了

29、抗滑移系数值的大小，故加工中必须与设计要求一致。系数值的大小，故加工中必须与设计要求一致。 5 5、6.4.56.4.5条条“在安装过程中，不得使用螺纹损伤在安装过程中，不得使用螺纹损伤及沾染脏物的高强度螺栓连接副，不得用高强度及沾染脏物的高强度螺栓连接副，不得用高强度螺栓兼作临时螺栓螺栓兼作临时螺栓。” 条文解释：螺纹损伤及沾染脏物的高强度螺栓连接副其扭条文解释：螺纹损伤及沾染脏物的高强度螺栓连接副其扭矩系数将会大幅度变大，在同样终拧扭矩下达不到螺栓设矩系数将会大幅度变大，在同样终拧扭矩下达不到螺栓设计预拉力，直径影响连接的安全性。用高强度螺栓兼做临计预拉力，直径影响连接的安全性。用高强度螺栓兼