高強(qiáng)度螺栓的性能

根據(jù)高強(qiáng)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(biāo)示方法上，小數(shù)點(diǎn)前數(shù)字表示熱處理后的抗拉強(qiáng)度，小數(shù)點(diǎn)后的數(shù)字表示屈強(qiáng)比即屈服強(qiáng)度實(shí)測值與極限抗拉強(qiáng)度實(shí)測值之比。8.8級表示螺栓桿的抗拉強(qiáng)度不小于800MPa，屈強(qiáng)比為0.8；10.9級表示螺栓桿的抗拉強(qiáng)度不小于1000MPa，屈強(qiáng)比為0.9。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中高強(qiáng)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(qiáng)度螺栓連接副組裝時(shí)，螺母帶圓臺面的一側(cè)應(yīng)朝向墊圈有倒角的一側(cè)。對于大六角頭高強(qiáng)度螺栓連接副組裝時(shí)，螺栓頭下墊圈有倒角的一側(cè)應(yīng)朝向螺栓頭。大六角高強(qiáng)度螺栓是承壓型的。

性能等級強(qiáng)度

鋼結(jié)構(gòu)連接用螺栓性能等級分3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9等10余個(gè)等級，其中8.8級及以上螺栓材質(zhì)為低碳合金鋼或中碳鋼并經(jīng)熱處理（淬火、回火），通稱為高強(qiáng)度螺栓，其余通稱為普通螺栓。螺栓性能等級標(biāo)號有兩部分?jǐn)?shù)字組成，分別表示螺栓材料的公稱抗拉強(qiáng)度值和屈強(qiáng)比值。例如，性能等級4.6級的螺栓，其含義是：

1、螺栓材質(zhì)公稱抗拉強(qiáng)度達(dá)400MPa級；

2、螺栓材質(zhì)的屈強(qiáng)比值為0.6；螺栓材質(zhì)的公稱屈服強(qiáng)度達(dá)400×0.6=240MPa級。

性能等級10.9級高強(qiáng)度螺栓，其材料經(jīng)過熱處理后，能達(dá)到：

1、螺栓材質(zhì)公稱抗拉強(qiáng)度達(dá)1000MPa級；

2、螺栓材質(zhì)的屈強(qiáng)比值為0.9；螺栓材質(zhì)的公稱屈服強(qiáng)度達(dá)1000×0.9=900MPa級。

螺栓性能等級的含義是通用的標(biāo)準(zhǔn)，相同性能等級的螺栓，不管其材料和產(chǎn)地的區(qū)別，其性能是相同的，設(shè)計(jì)上只選用性能等級即可。

抗滑移系數(shù)檢驗(yàn)

鋼結(jié)構(gòu)驗(yàn)收規(guī)范GB50205明確規(guī)定：制作和安裝單位應(yīng)分別進(jìn)行抗滑移試驗(yàn)和復(fù)驗(yàn)（強(qiáng)條6.3.1條）。抗滑移系數(shù)必須大于等于設(shè)計(jì)值。

現(xiàn)場制作試件時(shí)，試件與所代表的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)同一材質(zhì)，同批制作，采用同一摩擦面處理工藝和具有相同的表面狀態(tài)，并應(yīng)采用同一批同一性能等級的高強(qiáng)螺栓連接副，在同一環(huán)境下存放以供抗滑移試驗(yàn)。如構(gòu)件系成品出廠，則除了廠內(nèi)要抗滑移系數(shù)試驗(yàn)報(bào)告外，制造廠還應(yīng)同時(shí)提供每批三組試件以便構(gòu)件進(jìn)場后現(xiàn)場檢驗(yàn)抗滑移系數(shù)是否符合要求。

工程資料的檢查中，很多工地僅有制造廠在廠內(nèi)的抗滑移系數(shù)試驗(yàn)報(bào)告，缺乏提供給工地現(xiàn)場的試件的抗滑移系數(shù)的復(fù)試報(bào)告。

抗滑移系數(shù)檢驗(yàn)應(yīng)以鋼結(jié)構(gòu)制造批為單位，以單項(xiàng)工程每2000t為一制造批，不足2000t者視作一批。單項(xiàng)工程的構(gòu)件摩擦面選用兩種及兩種以上表面處理工藝時(shí)，則每種表面處理工藝均需檢驗(yàn)。每批三組試件。

GB50017-2003中提到摩擦面常規(guī)的處理方法包括：噴砂（丸）、噴砂（丸）后涂無機(jī)富鋅漆、噴砂（丸）后生赤銹等。

需要特別指出的是：很多工程送檢的抗滑移系數(shù)很高，實(shí)際構(gòu)件摩擦面處理很差，*不能滿足設(shè)計(jì)要求的抗滑移系數(shù)；或者設(shè)計(jì)要求的摩擦面為噴砂（丸）后涂無機(jī)富鋅漆，而送檢的為未涂漆處理的（涂漆后摩擦系數(shù)降低）。對于抗滑移系數(shù)設(shè)計(jì)取值較大的工程，現(xiàn)場監(jiān)督如發(fā)現(xiàn)此類情況，必須責(zé)令整改并對處理后的摩擦面重新進(jìn)行檢測，否則可能留下嚴(yán)重質(zhì)量隱患。

1）基本要求不清

驗(yàn)收規(guī)范GB50205要求：大六角高強(qiáng)度螺栓連接副使用前需復(fù)試扭矩系數(shù)，而扭剪型高強(qiáng)度螺栓連接副需復(fù)試預(yù)拉力，合格后方可使用。復(fù)試批量為每3000套抽檢8副（筆者注：對于同一強(qiáng)度等級、同一直徑但螺栓長度不同的高強(qiáng)螺栓連接副，如不能證明為同一批次，視為不同規(guī)格，應(yīng)分別取樣檢測。GB/T3632-2008扭剪型高強(qiáng)螺栓及GB/T1231-2006大六角高強(qiáng)螺栓規(guī)范規(guī)定:在同一批的前提下,但螺栓長度≤100mm時(shí)，長度相差≤15mm；或者螺栓長度≥100mm時(shí)，長度相差≤20mm，可視為同一長度。）。高強(qiáng)度螺栓的擰緊應(yīng)分為初擰、終擰。對于大型節(jié)點(diǎn)應(yīng)分為初擰、復(fù)擰、終擰。初擰扭矩為施工扭矩的50%左右，復(fù)擰扭矩等于初擰扭矩。為防止遺漏，對初擰或復(fù)擰后的高強(qiáng)度螺栓，應(yīng)使用顏色在螺母上涂上標(biāo)記。對終擰后的高強(qiáng)度螺栓，再用另一種顏色在螺母上涂上標(biāo)記。高強(qiáng)螺栓現(xiàn)場安裝中嚴(yán)禁氣割擴(kuò)孔。高強(qiáng)螺栓外露一般要求不少于2－3扣，允許有10%的外露1扣或4扣。

高強(qiáng)度螺栓在初擰、復(fù)擰和終擰時(shí)，連接處的螺栓應(yīng)按一定順序施擰，一般應(yīng)由螺栓群中央順序向外擰緊。高強(qiáng)度螺栓的初擰、復(fù)擰、終擰應(yīng)在同一天完成，不可在第二天以后才完成終擰。

2）施工扭矩計(jì)算

查GB50205-2001規(guī)范可知，初擰扭矩的計(jì)算公式：

扭剪型T0=0.065Pc*d

大六角型 T0=0.05Tc

終擰時(shí)，扭剪型高強(qiáng)度螺栓以梅花頭擰掉為擰緊標(biāo)志。對于除因構(gòu)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(jié)點(diǎn)螺栓總數(shù)的5%，且要按照規(guī)范要求用扭矩法等進(jìn)行標(biāo)記，并進(jìn)行終擰扭矩檢查。

大六角頭高強(qiáng)度螺栓的施工扭矩按下式計(jì)算確定：

Tc=k·Pc·d

Tc—施工扭矩(N·m)；

k—高強(qiáng)度螺栓連接副的扭矩系數(shù)的平均值（筆者注：應(yīng)以檢測機(jī)構(gòu)實(shí)際檢測值為準(zhǔn)）；

Pc—高強(qiáng)度螺栓施工預(yù)拉力標(biāo)準(zhǔn)值(kN) （筆者注：GB50205驗(yàn)收規(guī)范中明確此處是高強(qiáng)度螺栓連接副施工預(yù)拉力標(biāo)準(zhǔn)值，約比GB50017設(shè)計(jì)規(guī)范中螺栓設(shè)計(jì)預(yù)拉力值提高10%，主要是考慮預(yù)拉力損失。）

d—高強(qiáng)度螺栓螺桿直徑(mm)；

根據(jù)上述公式列舉常用高強(qiáng)螺栓施工扭矩值參考表，提供每種規(guī)格螺栓大致施工扭矩供參考，其中“實(shí)際扭矩系數(shù)"一欄在具體工程中需根據(jù)該工程實(shí)際選用高強(qiáng)螺栓扭矩系數(shù)復(fù)試結(jié)果調(diào)整確定。

3）扭矩扳手配置要求

相當(dāng)多工程不能正確配置施工用扭矩扳手（包括手動(dòng)及電動(dòng)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(qiáng)度螺栓；有的工程雖然配置但未按規(guī)定定期標(biāo)定導(dǎo)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(qiáng)螺栓施工扭矩是不同的，現(xiàn)場配置的手工或電動(dòng)扭矩扳手應(yīng)能確保覆蓋該工程設(shè)計(jì)所選用的各種規(guī)格高強(qiáng)螺栓）。

一般來說，高強(qiáng)度螺栓施工中所用的扭矩扳手，在使用前必須校正，其扭矩誤差不得大于±5% ，合格后方準(zhǔn)使用。扭矩?cái)?shù)值偏差過大的力矩扳手不可繼續(xù)使用。不允許使用普通扳手或電動(dòng)普通扳手施工。

工藝標(biāo)準(zhǔn)本工藝標(biāo)準(zhǔn)適用于鋼結(jié)構(gòu)安裝用扭剪型高強(qiáng)螺栓施工工藝。
　　2 施工準(zhǔn)備
　　2.1 材料及主要機(jī)具：
　　2.1.1 螺栓、螺母、墊圈均應(yīng)附有質(zhì)量證明書，并應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求和國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
　　2.1.2 高強(qiáng)螺栓入庫應(yīng)按規(guī)格分類存放，并防雨、防潮。遇有螺栓、螺母不配套，螺紋損傷時(shí)，不得使用。螺栓、螺母、墊圈有銹蝕，應(yīng)抽樣檢查緊固軸力，滿足要求后方可使用。
　　螺栓等不得被泥土、油污粘染，保持潔凈、干燥狀態(tài)。必須按批號，同批內(nèi)配套使用，不得混放、混用。
　　2.1.3 主要機(jī)具：電動(dòng)扭矩扳手及控制儀、手動(dòng)扭矩扳手、手工扳手、鋼絲刷、工具袋等。
　　2.2 作業(yè)條件：
　　2.2.1 摩擦面處理：摩擦面采用噴砂、砂輪打磨等方法進(jìn)行處理，摩擦系數(shù)應(yīng)符合設(shè)計(jì)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，處理后的摩擦面可生成赤銹面后安裝螺栓（一般露天存10d 左右），用噴砂處理的摩擦面不必生銹即可安裝螺栓。采用砂輪打磨時(shí)，打磨范圍不小于螺栓直徑的4 倍，打磨方向與受力方向垂直，打磨后的摩擦面應(yīng)無明顯不平。摩擦面防止被油或油漆等污染，如污染應(yīng)*清理干凈。
　　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(guī)格的螺栓、螺母、墊圈，應(yīng)配套裝箱待用。
　　2.2.4 電動(dòng)扳手及手動(dòng)扳手應(yīng)經(jīng)過標(biāo)定。