鋼結構工程高強螺栓連線副

高強度螺栓在生產上全稱叫高強度螺栓連線副，一般簡稱為高強螺栓。每一個連線副包括一個螺栓，一個螺母，兩個墊圈，均是同一批生產，並且是在同一熱處理工藝加工過的產品。根據安裝特點分為大六角頭螺栓和扭剪型螺栓。

基本介紹

• 中文名：鋼結構工程高強螺栓連線副
• 級別：8.8級和10.9級
• 強度：400MPa級

螺栓性能

根據高強度螺栓的性能等級分為8.8級和10.9級，其中扭剪型只在10.9級中使用。在標示方法上，小數點前數字表示熱處理後的抗拉強度，小數點後的數字表示屈強比即屈服強度實測值與極限抗拉強度實測值之比。8.8級表示螺栓桿的抗拉強度不小於800MPa，屈強比為0.8；10.9級表示螺栓桿的抗拉強度不小於1000MPa，屈強比為0.9。 結構設計中高強螺栓直徑一般有M16/M20/M22/M24/M27/M30，不過M22/M27為第二選擇系列，正常情況下選用M16/M20 /M24/M30為主。

高強度螺栓連線副組裝時，螺母帶圓台面的一側應朝向墊圈有倒角的一側。對於大六角頭高強度螺栓連線副組裝時，螺栓頭下墊圈有倒角的一側應朝向螺栓頭。大六角高強度螺栓是承壓型的。

等級強度

鋼結構連線用螺栓性能等級分3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9等10餘個等級，其中8.8級及以上螺栓材質為低碳合金鋼或中碳鋼並經熱處理（淬火、回火），通稱為高強度螺栓，其餘通稱為普通螺栓。螺栓性能等級標號有兩部分數字組成，分別表示螺栓材料的公稱抗拉強度值和屈強比值。例如，性能等級4.6級的螺栓，其含義是：

1、螺栓材質公稱抗拉強度達400MPa級；

2、螺栓材質的屈強比值為0.6；螺栓材質的公稱屈服強度達400×0.6=240MPa級。

性能等級10.9級高強度螺栓，其材料經過熱處理後，能達到：

1、螺栓材質公稱抗拉強度達1000MPa級；

2、螺栓材質的屈強比值為0.9；螺栓材質的公稱屈服強度達1000×0.9=900MPa級。

螺栓性能等級的含義是國際通用的標準，相同性能等級的螺栓，不管其材料和產地的區別，其性能是相同的，設計上只選用性能等級即可。

抗滑係數檢驗

鋼結構驗收規範GB50205明確規定：製作和安裝單位應分別進行抗滑移試驗和復驗（強條6.3.1條）。抗滑移係數必須大於等於設計值。

現場製作試件時，試件與所代表的鋼結構構件應同一材質，同批製作，採用同一摩擦面處理工藝和具有相同的表面狀態，並應採用同一批同一性能等級的高強螺栓連線副，在同一環境下存放以供抗滑移試驗。如構件系成品出廠，則除了廠內要抗滑移係數試驗報告外，製造廠還應同時提供每批三組試件以便構件進場後現場檢驗抗滑移係數是否符合要求。

工程資料的檢查中，很多工地僅有製造廠在廠內的抗滑移係數試驗報告，缺乏提供給工地現場的試件的抗滑移係數的複試報告。

抗滑移係數檢驗應以鋼結構製造批為單位，以單項工程每2000t為一製造批，不足2000t者視作一批。單項工程的構件摩擦面選用兩種及兩種以上表面處理工藝時，則每種表面處理工藝均需檢驗。每批三組試件。

GB50017-2003中提到摩擦面常規的處理方法包括：噴砂（丸）、噴砂（丸）後塗無機富鋅漆、噴砂（丸）後生赤銹等。

需要特別指出的是：很多工程送檢的抗滑移係數很高，實際構件摩擦面處理很差，完全不能滿足設計要求的抗滑移係數；或者設計要求的摩擦面為噴砂（丸）後塗無機富鋅漆，而送檢的為未塗漆處理的（塗漆後摩擦係數降低）。對於抗滑移係數設計取值較大的工程，現場監督如發現此類情況，必須責令整改並對處理後的摩擦面重新進行檢測，否則可能留下嚴重質量隱患。

基本要求不清

驗收規範GB50205要求：大六角高強度螺栓連線副使用前需複試扭矩係數，而扭剪型高強度螺栓連線副需複試預拉力，合格後方可使用。複試批量為每3000套抽檢8副（筆者註：對於同一強度等級、同一直徑但螺栓長度不同的高強螺栓連線副，如不能證明為同一批次，視為不同規格，應分別取樣檢測。GB/T3632-2008扭剪型高強螺栓及GB/T1231-2006大六角高強螺栓規範規定:在同一批的前提下,但螺栓長度≤100mm時，長度相差≤15mm；或者螺栓長度≥100mm時，長度相差≤20mm，可視為同一長度。）。高強度螺栓的擰緊應分為初擰、終擰。對於大型節點應分為初擰、復擰、終擰。初擰扭矩為施工扭矩的50%左右，復擰扭矩等於初擰扭矩。為防止遺漏，對初擰或復擰後的高強度螺栓，應使用顏色在螺母上塗上標記。對終擰後的高強度螺栓，再用另一種顏色在螺母上塗上標記。高強螺栓現場安裝中嚴禁氣割擴孔。高強螺栓外露一般要求不少於2－3扣，允許有10%的外露1扣或4扣。

高強度螺栓在初擰、復擰和終擰時，連線處的螺栓應按一定順序施擰，一般應由螺栓群中央順序向外擰緊。高強度螺栓的初擰、復擰、終擰應在同一天完成，不可在第二天以後才完成終擰。

施工扭矩計算

查GB50205-2001規範可知，初擰扭矩的計算公式：

扭剪型T0=0.065Pc*d

大六角型 T0=0.05Tc

終擰時，扭剪型高強度螺栓以梅花頭擰掉為擰緊標誌。對於除因構造原因無法使用工具擰掉梅花頭的，其在終擰中不掉的梅花頭不能超過該節點螺栓總數的5%，且要按照規範要求用扭矩法等進行標記，並進行終擰扭矩檢查。

大六角頭高強度螺栓的施工扭矩按下式計算確定：

Tc=k·Pc·d

Tc—施工扭矩(N·m)；

k—高強度螺栓連線副的扭矩係數的平均值（筆者註：應以檢測機構實際檢測值為準）；

Pc—高強度螺栓施工預拉力標準值(kN) （筆者註：GB50205驗收規範中明確此處是高強度螺栓連線副施工預拉力標準值，約比GB50017設計規範中螺栓設計預拉力值提高10%，主要是考慮預拉力損失。）

d—高強度螺栓螺桿直徑(mm)；

根據上述公式列舉常用高強螺栓施工扭矩值參考表，提供每種規格螺栓大致施工扭矩供參考，其中“實際扭矩係數”一欄在具體工程中需根據該工程實際選用高強螺栓扭矩係數複試結果調整確定。

序號	螺栓; 規格	螺栓性能等級	施工預拉力標準值（KN）	扭矩係數(標準偏差小於或等於0.010)	初擰扭矩(N*m)	終擰扭矩(N*m)	實測扭矩係數	施工終擰扭矩(N*m)
1	M	16	8.8s	75	0.110	~	0.150	78	132.0	~	180.0	0.121	145
10.9s	110	114	193.6	~	264.0	0.122	215
2	M	20	8.8s	120	0.110	~	0.150	156	264.0	~	360.0	0.123	295
10.9s	170	221	374.0	~	510.0	0.12	408
3	M	22	8.8s	150	0.110	~	0.150	215	363.0	~	495.0	0.125	413
10.9s	210	300	508.2	~	693.0	0.126	582

4	M	24	8.8s	170	0.110	~	0.150	265	448.8	~	612.0	0.125	510
10.9s	250	390	660.0	~	900.0	0.125	750
5	M	27	8.8s	225	0.110	~	0.150	395	668.3	~	911.3	0.125	759
10.9s	320	562	950.4	~	1296.0	0.125	1080
6	M	30	8.8s	275	0.110	~	0.150	536	907.5	~	1237.5	0.125	1031
10.9s	390	761	1287.0	~	1755.0	0.125	1463

扳手配置要求

相當多工程不能正確配置施工用扭矩扳手（包括手動及電動型）。有的工程根本就沒有配置，工地隨便用普通扳手施工高強度螺栓；有的工程雖然配置但未按規定定期標定導致失效；有的工程雖然配置扭矩扳手但量程和工程需求不吻合（從上述的“施工扭矩值參考表”可以看出，每種高強螺栓施工扭矩是不同的，現場配置的手工或電動扭矩扳手應能確保覆蓋該工程設計所選用的各種規格高強螺栓）。

一般來說，高強度螺栓施工中所用的扭矩扳手，在使用前必須校正，其扭矩誤差不得大於±5% ，合格後方準使用。扭矩數值偏差過大的力矩扳手不可繼續使用。不允許使用普通扳手或電動普通扳手施工。

工藝標準本工藝標準適用於鋼結構安裝用扭剪型高強螺栓施工工藝。
2 施工準備
2.1 材料及主要機具：
2.1.1 螺栓、螺母、墊圈均應附有質量證明書，並應符合設計要求和國家標準的規定。
2.1.2 高強螺栓入庫應按規格分類存放，並防雨、防潮。遇有螺栓、螺母不配套，螺紋損傷時，不得使用。螺栓、螺母、墊圈有鏽蝕，應抽樣檢查緊固軸力，滿足要求後方可使用。
螺栓等不得被泥土、油污粘染，保持潔淨、乾燥狀態。必須按批號，同批內配套使用，不得混放、混用。
2.1.3 主要機具：電動扭矩扳手及控制儀、手動扭矩扳手、手工扳手、鋼絲刷、工具袋等。
2.2 作業條件：
2.2.1 摩擦面處理：摩擦面採用噴砂、砂輪打磨等方法進行處理，摩擦係數應符合設計要求（一要求Q235 鋼為0.45 以上，16 錳鋼為0.55 以上）。摩擦面不允許有殘留氧化鐵皮，處理後的摩擦面可生成赤銹面後安裝螺栓（一般露天存10d 左右），用噴砂處理的摩擦面不必生鏽即可安裝螺栓。採用砂輪打磨時，打磨範圍不小於螺栓直徑的4 倍，打磨方向與受力方向垂直，打磨後的摩擦面應無明顯不平。摩擦面防止被油或油漆等污染，如污染應徹底清理乾淨。
2.2.2 檢查螺栓孔的孔徑尺寸，孔邊有毛刺必須清除掉。
2.2.3 同一批號、規格的螺栓、螺母、墊圈，應配套裝箱待用。
2.2.4 電動扳手及手動扳手應經過標定。