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1、第三章 钢结构焊接与 连接施工工艺标准 第六节 高强度螺栓连接施工工艺标准 6.1 总则 6.1.1 适用范围 施工本工艺标准适用与工业与民用建筑钢结构工程中的高强度螺栓连接的 施工 与验收。 6.1.2 编制参考标准及规范 本工艺标准的编制参考了以下标准和规范： 钢结构工程施工施工质量验收规范 GB50205-2001 钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规范 JGJ8291 钢结构用大六角螺栓 GB1228 钢结构用高强度垫圈型式与尺寸 GB1229 钢结构用大六角螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件 GB1231 钢结构用扭剪型高强螺栓连接付形式尺寸 GB3632 钢结构用扭剪型高强螺栓连接
2、付技术条件 GB3633 6.2 符号 T c 施工扭矩（ N ? m ）； K 高强度螺栓连接副的扭矩系数平均值，该值由复验测得的合格的平均扭矩系数代入。 P c 高强度螺栓施工预拉力（ KN ）； d 高强度螺栓螺杆直径（ mm ）。 6.3 基本规定 6.3.1 高强度螺栓应在钢结构吊装完毕、按照设计和施工规范的要求矫正到位、检查合格之后才可以开始施工。 6.3.2 高强度螺栓的制孔按表5.1的要求选配，高强度螺栓连接构件制孔允许偏差见表5.2： 表 5.1 高强螺栓孔径选配表 螺栓公称直径（ mm ） 12 16 20 22 24 27 30 螺栓孔直径（ mm ） 13.5 17.5
3、 21.5 23.5 25.5 30 33 注：承压型连接（如柱或抗剪桁架的压杆连接）中的高强螺栓孔径可按表中值减少 0.51.0mm 。 表 5.2 高强度螺栓连接构件制孔允许偏差 名 称 直径及允许偏差 （ mm ） 螺栓 直径 12 16 20 22 24 27 30 允许偏差 0.43 0.52 0.84 螺栓孔 直径 13.5 17.5 21.5 （ 23.5 ） 25.5 （ 30 ） 33 允许偏差 +0.43 0 0.52 0 0.84 0 圆度（最大和最小直径差） 1.00 1.50 中心线倾斜度 应不大于板厚的 3% 且单层板不得大于 2.0 mm 多层板迭组合不得大于 3
4、.0 mm 6.3.3 高强度螺栓的孔距和边距值，见表 5.3 表 5.3 高强度螺栓的孔距和边距值 名称 位置和方向 最大值（取两者的较小值） 最小值 中心间距 外排 8d 0 或 12t 中间排 构件受压力 12d 0 或 18t 3d 0 构件受拉力 16d 0 或 24T 中心至构件 边缘的距离 顺内力方向 4d 0 或 8t 2d 0 垂直内力方向 切割边 1.5d 0 轧制边 1.5d 0 设计有规定时按设计要求采用。 6.3.4 高强螺栓的连接构件的孔距允许偏差见表 5.4 表 5.4 高强螺栓的连接构件的孔距允许偏差 项次 项 目 螺栓孔距（ mm ） 500 5001200
5、12003000 3000 1 同一组内任意两孔间 允许 1.0 1.2 2 相邻两组的端孔间 偏差 1.2 1.5 2.0 3.0 6.4 施工准备 6.4.1 技术准备 1高强螺栓长度的选用 高强螺栓紧固后，以丝扣露出 23 扣为宜，一个工程的高强螺栓，首先按直径分类，统计出钢板束厚度，根据钢板束厚度，按下列公式选择所需长度： 螺栓长度 = 板束厚度 + 附加长度 螺栓长度取整为 5?的倍数，余数2舍3进，对于长度特别长的可以取为10?的整倍数进行归类 。 国产高强螺栓的附加长度可参考表 5.5 ： 表 5.5 国产高强螺栓的附加长度 螺栓直径（ mm ） 12 16 20 22 24 2
6、7 30 大六角高强度螺栓（ mm ） 25 30 35 40 45 50 55 扭剪型高强度螺栓（ mm ） 25 30 35 40 2 施 工轴力与终拧力矩的换算 表 5.6 和表 5.7 列出了一般国产和进口（日本产）高强度螺栓允许的施工轴力。设计给出了轴力时按设计要求施工，如果设计没有给出高强度螺栓的轴力要求，我们可按该表选用， 施工轴力比设计轴力一般要增加 5% 。 表 5.6 国产大六角头高强螺栓施工轴力（单位： KN ） 螺栓的性能等级螺栓轴力螺栓直径（mm）8.8 级 10.9 级 设计轴力 施工轴力 设计轴力 施工轴力 M12 45 45 55 60 M16 70 75 10
7、0 110 M20 110 120 155 170 M22 135 150 190 210 M24 155 170 225 250 M27 205 225 290 320 M30 250 275 355 390 表 5.7 进口高强度螺栓的轴力（单位： KN ） 螺栓等级螺栓直径F8 T F10 T F11 T 设计轴力 施工轴力 设计轴力 施工轴力 设计轴力 施工轴力 M16 85.2 93.7 10.6 11.7 11.2 12.3 M20 13.3 14.6 16.5 18.2 17.4 19.1 M22 16.5 18.2 20.5 22.6 21.6 23.8 M24 19.2 21
8、.1 23.8 26.2 25.1 27.6 对于大六角高强度螺栓，施工时必须把施工轴力换算为施工扭矩作为施工控制参数。大六角头高强度螺栓施工扭矩可由下式确定： T c =K ? P c ? d 式中 T c 施工扭矩（ N ? m ）； K 高强度螺栓连接副的扭矩系数平均值，该值由复验测得的合格的平均扭矩系数代入。 P c 高强度螺栓施工预拉力（ KN ）； d 高强度螺栓螺杆直径（ mm ）。 3.高强度螺栓安装前的试验 高强度螺栓使用前，应按钢结构工程施工质量验收规范（ GB50205 ）的有关规定对高强度螺栓及连接件至少进行以下几项检验： 1 ） 高强度螺栓连接付扭矩系数试验； 大六角
9、头高强度螺栓，施工前按每 3000套螺栓为一批，不足3000套的按一批计， 复验扭矩系数，每批复验 8套。 2 ） 紧固轴力试验； 扭剪型高强度螺栓施工前，按每 3000套螺栓为一批，不足3000套的按一批计， 每批复验 8套高强螺栓的紧固轴力，其平均值和变异系数应符合表5 . 8的规定。 表 5.8 扭剪型高强度螺栓紧固轴力及变异系数 螺栓直径（ mm ） 16 20 （ 22 ） 24 每批紧固轴力平均值 公称 109 170 211 245 最大 120 186 231 270 最小 99 154 191 222 紧固轴力变异系数 10% 3 ） 连接件的磨擦系数（又称抗滑移系数）试验及
10、复验： 采用与钢构件同材质，同样磨擦面处理方法，同批生产，同等条件堆放的试件，每批三组，由钢构件制作厂及安装现场分别作磨擦系数试验。试件数量，以单项工程每 2000t为一批，不足2000t者视作一批。试件的具体要求和检验方法按照GB502052001的有关要求。 4.作业指导书的编制和技术交底 施工前应当根据本工艺标准的质量技术要求结合工程实际编制专项作业指导书，用书面的形式、根据工作范围、作业要求交底到每一个施工人员。针对不同的施工和施工管理人员，技术交底书应明确其施工安全、技术责任，使之清楚地知道他的上道工序应达到什麽质量要求，使用什麽特别的施工方法，施工中发现问题按照什麽途径寻求技术指导
11、和援助，达到什麽施工质量标准，如何交接给下一施工工序等，使整个施工进程良性有序。 6.4.2 施工机具 高强螺栓施工最主要的施工机具就是力矩扳子，根据施工对象分别有： 1） 扭剪型高强螺栓用扳子 目前我们在市场上常见的日本产扭剪型高强螺栓扳子的性能参数见表 5 .9 ： 表 5 .9 日本产扭剪型高强螺栓用扳子的性能 型号 适用螺栓 M 扭矩范围 （ N ? m ） 电源电压 （ V ） 电流 （ A ） 消耗功率 （ W ） 空载 转数 （ r/min ） 重量 （ kg ） 扳子 总长 （ mm ） 套管个数 规格 数量 LSR-22HD 16 20 22 900 200 7.5 1400
12、 16 8 .4 350 M16 M20 M22 1 1 1 LSR-24HD 22 24 1150 200 10 1850 16 12 .4 375 M22 M24 1 1 2） 扭矩型高强螺栓扳子（大六角螺栓适用） 电动扭矩扳子一般由机体，扭矩控制盒，套筒，反力承管器，漏电保护器组成，常用的电动扭矩扳子性能参见表 5.10 。 表 5.10 电动扭矩扳子性能 产地 型号 电流电压 （ V ） 电流频率 （ Hz ） 电流 （ A ） 消耗功率 （ W ） 空载转数 （ r/min ） 扭矩范围 （ N ? m ） 重量 （ kg ） 日本 NR-12 T 1 200 50/60 6.8 1300 17 4001200 9.5 国产 PIBD-150 220 50 4 880 8 4001500 12 PIBD-160 220 50 4.3 950 8 4001600 10 3） 通用机具、手动工具 为提高施工效率，我们一般还可以选用风动扳手进行初拧，根据风动扳手的标称扭矩调节空气压力即可初步设定扳手的输出扭矩，用于螺栓的初拧，可大大提高施工效率。 其他必备的工具有：检测合格的力矩扳手（其中至少一把应送有关部门进行校准，在施工中一般不用于直接施工，专用于其他施工工具的校准和施工检测）、手动棘轮扳手、橄榄冲子（俗称过眼冲钉，形似橄榄）、力矩倍增
