紧固件连接

第 4 / 11 课

对应图集 / 规范:GB 50205-2020、GB 55006-2021、JGJ 82、GB/T 3098.1、GB/T 3632、GB/T 1231

依据 GB 50205-2020《钢结构工程施工质量验收标准》(2020 年 8 月 1 日起实施,替代 GB 50205-2001)整理。GB 55006-2021《钢结构通用规范》自 2022 年 1 月 1 日起实施,本标准原有 12 条强制性条文(第 4.2.1、4.3.1、4.4.1、4.5.1、4.6.1、4.7.1、5.2.4、6.3.1、8.2.1、11.4.1、13.2.3、13.4.3 条)同时废止,相关强制要求以通用规范对应条文为准,对应关系见「验收怎么划分、怎么判合格」一课的汇总表。课文用自己的话转述,条号与数值保留;实际验收以现行标准原文、设计文件和合同约定为准。

GB 50205-2020 第 6 章管的是紧固件连接的质量验收,对象包括普通螺栓、扭剪型和大六角头高强度螺栓、螺栓球节点用高强度螺栓,以及射钉、自攻钉、拉铆钉。具体试验方法放在附录 B。对加工厂和详图人员来说,这一章决定了两件事:出厂前要留哪些复验和试验记录,现场终拧后别人会怎么查。

要点本课有两条原强制性条文:第 4.7.1 条(高强度螺栓连接副的性能、随箱检验报告与进场检验)现对应 GB 55006 第 7.1.2 条;第 6.3.1 条(摩擦面抗滑移系数试验与复验)现对应 GB 55006 第 7.1.3 条。差别:GB 55006 第 7.1.2 条只写出厂随箱带扭矩系数或紧固轴力检验报告、附质量保证书,按批配套进场并在同批内配套使用,没有再写进场抽取试件检验;第 7.1.3 条只针对摩擦型连接,写「摩擦面处理后分别进行抗滑移系数试验和复验,结果达到设计指标」,没有再写制作、安装单位各做一次、现场处理的摩擦面单独试验。两者以 GB 55006 为准;本标准更细的做法(附录 B)作为验收细则照做。

普通紧固件连接(第 6.2 节)

  • 永久性普通螺栓:设计有要求或质量有疑义时,要做螺栓实物最小拉力载荷复验,每一规格抽 8 个,结果按 GB/T 3098.1 判定(第 6.2.1 条)。
  • 薄钢板用的自攻钉、拉铆钉、射钉:规格要和被连接钢板匹配,间距、边距满足设计;按连接节点数抽 1%,且不少于 3 个,观察和尺量(第 6.2.2 条)。
  • 永久性普通螺栓紧固要牢固可靠,外露丝扣不应少于 2 扣;按连接节点数抽 10%,且不少于 3 个,用小锤敲击检查(第 6.2.3 条)。

高强度螺栓:出厂前后各验什么

高强度螺栓连接的核心是摩擦面和终拧。制作单位和安装单位要分别做摩擦面(含涂层摩擦面)的抗滑移系数试验和复验,现场处理的构件摩擦面要单独做试验,结果满足设计要求(第 6.3.1 条,原强条,现对应 GB 55006 第 7.1.3 条)。涂层摩擦面的钢材表面处理要达到 Sa2½,涂层最小厚度满足设计(第 6.3.2 条)。

高强度螺栓连接的主要验收项(第 6.3 节)
项目要求抽查
终拧质量检查时间(6.3.3)终拧完成 1 h 后、48 h 内检查按节点数抽 10%,且不少于 10 个节点;每个被抽节点按螺栓数抽 10%,且不少于 2 个
扭剪型梅花头(6.3.4)梅花头拧断即终拧结束;未拧掉的数量不应大于该节点螺栓数的 5%按节点数抽 10%,且不少于 10 个节点;被抽节点中梅花头未拧掉的全数检查终拧扭矩
施拧顺序与初拧、终拧扭矩(6.3.5)满足设计并符合 JGJ 82全数;查扭矩扳手标定记录和施工记录
终拧后外露丝扣(6.3.6)外露 2~3 扣,其中允许 10% 的螺栓外露 1 扣或 4 扣按节点数抽 5%,且不少于 10 个
摩擦面状态(6.3.7)干燥、整洁,无飞边、毛刺、焊接飞溅物、焊疤、氧化铁皮、污垢;除设计要求外不涂漆全数观察
穿孔与扩孔(6.3.8)螺栓应能自由穿入;不能时用铰刀修孔,修孔数量不超过该节点螺栓数的 25%,扩孔后孔径不超过 1.2d被扩孔全数,用卡尺
易错梅花头没拧掉不等于不合格,但有数量红线:不得超过该节点螺栓数的 5%,其余因构造原因无法用专用扳手的除外;这些螺栓要改用扭矩法或转角法终拧并做标记,且全数检查终拧扭矩。详图时留足专用扳手的操作空间,能避免这类返工。

附录 B:几项试验怎么做

  • 螺栓实物最小拉力载荷(B.0.1):卡具把螺栓装在拉力试验机上,夹具能自动对中,夹头移动速度不超过 25 mm/min;承受拉力的未旋合螺纹长度要在 6 倍螺距以上;到最小拉力载荷时不得断裂,超过后拉断,断口应在杆部或螺纹部分,不能在头杆交接处。
  • 扭剪型紧固轴力复验(B.0.2):从现场待安装的螺栓批中随机抽 8 套连接副,紧固轴力平均值和标准偏差符合表 B.0.2;每套只做一次,垫圈转动则试验无效。
  • 大六角头扭矩系数复验(B.0.4):同样每批随机抽 8 套;扭矩系数平均值 0.11~0.15,标准偏差不大于 0.0100。
扭剪型高强度螺栓紧固轴力(表 B.0.2,单位 kN)
螺栓公称直径紧固轴力平均值标准偏差
M16100~121不大于 10.0
M20155~187不大于 15.4
M22190~231不大于 19.0
M24225~270不大于 22.5
M27290~351不大于 29.0
M30355~430不大于 35.4

大六角头螺栓:扭矩法与转角法的终拧检查

  • 扭矩法(B.0.5):先用约 0.3 kg 的小锤敲击螺母普查有无漏拧;再按节点数抽 10%(不少于 10 个节点)、每节点抽 10% 且不少于 2 个螺栓检查扭矩。检查时在螺杆端面和螺母上划一条直线,把螺母拧松 60° 后再用扭矩扳手拧回、使两线重合,此时扭矩应在 0.9Tch~1.1Tch 之间,Tch = K·P·d(K 为扭矩系数,P 为预拉力设计值,d 为螺栓直径)。
  • 转角法(B.0.6):普查初拧后所画起止线之间的角度应达规定值;抽查比例同上;抽查时全部卸松螺母,再按规定初拧扭矩和终拧角度重新拧紧,终止线与原终止线的夹角误差在 ±30° 以内为合格。
  • 不合格怎么办:发现不合格就扩大一倍检查,仍有不合格,则整个节点的高强度螺栓重新施拧。扭矩检查宜在终拧 1 h 后、48 h 内完成,检查用扭矩扳手的相对误差应为 ±3%。

抗滑移系数试验(B.0.7)

  • 分批:每 5 万个高强度螺栓用量的钢结构为一批,不足 5 万个也算一批;用两种及以上表面处理工艺(含涂层摩擦面)时,每种工艺都要检验,每批 3 组试件。
  • 试件:双摩擦面的二栓拼接拉力试件,与所代表的构件同材质、同批制作、同一摩擦面处理工艺和表面状态、同一环境存放,并用同批同性能等级的连接副。
  • 紧固与加载:分初拧、终拧,初拧约为预拉力标准值的 50%,终拧后每个螺栓预拉力在 0.95P~1.05P 之间;先加抗滑移设计荷载值的 10%,停 1 min 后平稳加荷,速度 3~5 kN/s,直拉到滑动破坏,得滑移荷载 Nv。
  • 计算:μ = Nv / (nf · ΣPi),nf = 2 是摩擦面数,ΣPi 为滑移一侧两个螺栓预拉力实测值之和。
抗滑移系数试件板宽(表 B.0.7,单位 mm)
螺栓直径 d162022242730
板宽 b100100105110120120
端板高强度螺栓节点:孔、摩擦面和终拧都在第 6 章的验收范围里 · 3.2梁柱刚接节点2打开节点 →
要点容易错在哪:摩擦面刷了防锈漆或带着氧化皮、飞溅物就出厂;扭矩检查拖过 48 h;一个节点扩孔太多;抗滑移试件和构件不是同一批、同一处理工艺。这几条现场都是一抽查就露。

自测

  1. 1.
    高强度螺栓连接副终拧质量检查应在什么时间窗口内进行?
  2. 2.
    高强度螺栓孔不能自由穿入而要扩孔时,下列哪些说法符合规定?多选
  3. 3.
    扭剪型高强度螺栓终拧后,未拧掉梅花头的螺栓数不应大于该节点螺栓数的多少?
  4. 4.
    抗滑移系数检验批怎么划分、每批做几组试件?

参考行业标准图集与现行规范整理,尺寸与做法为示意,施工以设计图纸和现行规范为准。