淺談裝配式鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)螺栓的施工質(zhì)量控制

張延坡

摘 要：高強(qiáng)螺栓作為裝配式鋼結(jié)構(gòu)最主要的連接形式，其應(yīng)用越來越廣泛，本文從高強(qiáng)螺栓的定義、施工及質(zhì)量要求等方面進(jìn)行闡述，對提高高強(qiáng)螺栓的施工工具有一定指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：裝配式鋼結(jié)構(gòu)；高強(qiáng)螺栓；施工；控制

高強(qiáng)螺栓是一種新型連接方法 ， 具有施工簡單、受力性能好、可拆換、耐疲勞、以及在動力荷載作用下不致松動等優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代施工中應(yīng)用越來越廣泛。

二、什么是高強(qiáng)螺栓

高強(qiáng)螺栓，顧名思義就是高強(qiáng)度的螺栓，按其受力形式主要分為大六角高強(qiáng)度螺栓和扭剪型高強(qiáng)度螺栓，目前我國采用8.8級、10.9級兩種強(qiáng)度性能等級的高強(qiáng)螺栓，大六角高強(qiáng)度螺栓8.8級有45號鋼和35號鋼兩種材質(zhì)，10.9級有20MnTiB、40B和35VB剛，扭剪型高強(qiáng)度螺栓只有10.9級，鋼號主要是20MnTiB鋼，墊圈常用45號或35號鋼制造，并經(jīng)過熱處理。大六角高強(qiáng)度螺栓連接副是有一個螺栓、兩個墊片、一個螺母組成，扭剪型高強(qiáng)度螺栓是有一個螺栓、一個墊片和一個螺母組成，

在預(yù)壓力作用下，沿被連接件表面就會產(chǎn)生較大的摩擦力，顯然，只要軸力小于此摩擦力，構(gòu)件便不會滑移，連接就不會受到破壞，這就是高強(qiáng)度螺栓連接的原理。

三、高強(qiáng)螺栓的施工

3.1摩擦面的施工

根據(jù)高強(qiáng)度螺栓連接的原理，鋼結(jié)構(gòu)板層間的摩擦系數(shù)將大大影響節(jié)點(diǎn)的承載力，在相同的預(yù)拉力下，磨擦系數(shù)越大，板層間的摩擦力越大，鋼結(jié)構(gòu)的連接就更為安全可靠。要增大摩擦系數(shù)就必須對鋼板的接觸面進(jìn)行表面處理，以達(dá)到設(shè)計(jì)要求，通常施工中摩擦面的處理方式有以下三種：

3.1.1噴砂、噴丸、拋丸

噴丸、拋丸選用粒徑要求1.2～3.0mm，壓縮空氣壓力0.4～0.6MPa且不允許含有水分及任何油脂，噴距要求100～300mm，噴角要求900～450，噴砂、拋丸表面粗糙度達(dá)50～70μm，可不經(jīng)生銹期即可擰緊高強(qiáng)螺栓，但是施工必須嚴(yán)格遵守作業(yè)條件及注意事項(xiàng)。

3.1.2砂輪打磨

可采用風(fēng)動、電動砂輪機(jī)對摩擦面進(jìn)行打磨，打磨方向應(yīng)與構(gòu)件受力方向垂直，打磨范圍不能小于4倍螺栓孔直徑，打磨后表面呈光亮色澤，打磨后必須經(jīng)一定的自然生銹周期，方可施工擰緊。

3.2螺栓的驗(yàn)收、存放

3.2.1螺栓、螺母、墊片均應(yīng)附有質(zhì)量證明書，并且符合設(shè)計(jì)要求和國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，高強(qiáng)螺栓連接副出廠時必須隨箱帶有扭矩系數(shù)和緊固軸力（預(yù)拉力）的檢驗(yàn)報(bào)告。

3.2.2高強(qiáng)螺栓入庫應(yīng)按規(guī)格、批次分類存放，同批內(nèi)因要配套使用，不得混放、混用，并且保存要注意防潮、防雨，如螺栓、螺母、墊圈存放時間過長或有銹蝕，應(yīng)抽樣檢查緊固軸力，合格后方可使用，螺栓等不可被泥土、油污沾染，應(yīng)保持潔凈、干燥狀態(tài)。

3.2.3施工現(xiàn)場需安裝的高強(qiáng)螺栓必須進(jìn)行連接副預(yù)拉力復(fù)驗(yàn)，并出具復(fù)驗(yàn)報(bào)告，并且按照鋼結(jié)構(gòu)驗(yàn)收規(guī)范要求，進(jìn)行摩擦面抗滑移系數(shù)試驗(yàn)，并出具試驗(yàn)報(bào)告。

3.3螺栓的擰緊

3.3.1扭矩扳手的調(diào)整。

施工用扭矩扳手的扭矩值應(yīng)在允許偏差范圍之內(nèi)，其誤差應(yīng)控制在±5%以內(nèi)，校正用的扭矩扳手，其誤差應(yīng)控制在±3%以內(nèi)，當(dāng)施工采用電動扳手時，再調(diào)好檔位后應(yīng)用扭矩測量扳手反復(fù)校正電動扳手的扭矩值與設(shè)計(jì)要求是否一致。

3.3.2高強(qiáng)螺栓的預(yù)拉力。

高強(qiáng)螺栓的設(shè)計(jì)預(yù)拉力由螺栓的有效面積和鋼材的屈服強(qiáng)度決定。在實(shí)際安裝過程中，由于各種因素的影響，一般將螺栓設(shè)計(jì)預(yù)拉力提高10%作為實(shí)際施工預(yù)拉力，并且要求施工預(yù)拉力誤差不大于±10%，以保證緊固后螺栓實(shí)際預(yù)拉力滿足要求。

因此可見，施工扭矩值應(yīng)符合規(guī)范要求，如果扭矩值過高，造成螺栓超負(fù)載運(yùn)行，隨著時間過長，會使高強(qiáng)度螺栓產(chǎn)生裂紋等缺陷，如果扭矩值過低，會使螺栓達(dá)不到預(yù)定緊固值，從而造成鋼結(jié)構(gòu)連接面摩擦系數(shù)下降，承載能力下降，因此在施工中要每天用扭矩測量扳手檢測手動扳手的緊固位置是否正常，檢查電動扳手的顯示信號是否靈敏，防止超擰或緊固不到位。

3.3.3螺栓的緊固。

高強(qiáng)螺栓全部安裝就位后，可以開始緊固，緊固方法一般分兩次進(jìn)行，即初擰和終擰，應(yīng)將全部高強(qiáng)螺栓進(jìn)行初擰，初擰扭矩應(yīng)為標(biāo)準(zhǔn)扭矩的60%～80%，第二次緊固為終擰，終擰宜用電動扳手，大六角高強(qiáng)度螺栓要緊固到標(biāo)準(zhǔn)值，偏差不大于±10%，扭剪型高強(qiáng)度螺栓應(yīng)將梅花卡頭擰掉。

四、高強(qiáng)螺栓的質(zhì)量要求

4.1摩擦面的質(zhì)量要求

摩擦面應(yīng)平直，翹曲、變形必須進(jìn)行校正，確保摩擦面的緊貼，，緊貼面積要在70%以上，用0.3mm塞尺檢查，插入深度面積之和不得大于總面積的30%，邊緣最大間隙不得大于0.8mm，摩擦面板邊、螺栓孔邊應(yīng)無毛刺，摩擦面嚴(yán)禁有氧化鐵皮、毛刺、焊疤、油漆和油污等，表面應(yīng)呈鐵色，并且無明顯的不平，處理好的摩擦面必須進(jìn)行防護(hù)。

4.2摩擦面間隙的處理

因鋼板厚度公差或制作偏差等產(chǎn)生的接觸面間隙，當(dāng)間隙值小于1mm時，可不處理；當(dāng)間隙值為1.0～3.0mm時，應(yīng)將高出一側(cè)磨成1：10的斜面，打磨方向應(yīng)與受力方向垂直；當(dāng)間隙值大于3.0mm時，應(yīng)加墊板，墊板兩面的處理方法與摩擦面相同。

4.3制孔精度的控制

高強(qiáng)螺栓的施工，對連接件的制孔精度要求比較嚴(yán)格，實(shí)際施工中不允許進(jìn)行氣割擴(kuò)孔，并且不允許強(qiáng)行打入，高強(qiáng)度螺栓連接構(gòu)件的栓孔孔徑應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，孔徑允許偏差應(yīng)符合規(guī)定，連接件栓孔孔距的允許偏差應(yīng)符合規(guī)定。

高強(qiáng)螺栓安裝不上時，不得強(qiáng)行打入孔內(nèi)，以免螺紋損傷，影響預(yù)緊效果，而且是孔壁受擠壓，螺栓受剪，改變高強(qiáng)螺栓受力狀態(tài)，而起不到高強(qiáng)螺栓的作用，也不允許氣割割孔，要用絞刀絞孔，修孔時要使板層緊貼，以防鐵屑進(jìn)入板縫，絞孔后要用砂輪機(jī)清空孔邊毛刺，并清除鐵屑。

4.4螺栓的配套使用

螺栓、螺母和墊圈不能隨意互換使用。高強(qiáng)螺栓的螺母和墊圈，生產(chǎn)廠已經(jīng)試驗(yàn)互相配套，使扭矩系數(shù)為定值，互換使用會使扭矩系數(shù)發(fā)生變化，達(dá)不到要求的預(yù)緊力，使用時松扣，影響連接質(zhì)量。

4.5高強(qiáng)螺栓的擰緊

高強(qiáng)螺栓不允許采取一次終擰而成或不按要求次序緊固。這樣將使螺栓的部分緊固軸力消耗在克服鋼板的變形上，當(dāng)它周圍的螺栓緊固后，軸力被分?jǐn)偠档?；此外，為使螺栓群受力均勻，初擰和終擰都應(yīng)按從中間向外側(cè)緊固的順序進(jìn)行，以免造成中間起鼓，使部分軸力消耗在克服變形上，是預(yù)緊力不足，摩擦系數(shù)降低而影響連接強(qiáng)度。

4.6螺栓終擰的檢查

扭剪型高強(qiáng)螺栓終擰結(jié)束后，應(yīng)以目測全部擰掉尾部梅花卡頭為合格，大六角頭高強(qiáng)度螺栓終擰結(jié)束后，要求用0.3～0.5kg的錘逐個敲檢，同時要進(jìn)行扭矩檢查，要求是在終擰后1～24h內(nèi)將螺母退回300～500，再擰至原位測定扭矩，該扭矩與檢查扭矩的偏差應(yīng)在檢查扭矩的±10%以內(nèi)為合格，發(fā)現(xiàn)有欠擰、漏擰應(yīng)補(bǔ)擰，超擰者必須更換。

4.7成品保護(hù)

已經(jīng)終擰的節(jié)點(diǎn)和摩擦面應(yīng)保持清潔整齊，防止油、塵土污染，已經(jīng)終擰的節(jié)點(diǎn)應(yīng)避免過大的局部撞擊和氧-乙炔烘烤。

五、結(jié)束語

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，高強(qiáng)螺栓這種節(jié)點(diǎn)形式會在裝配式鋼結(jié)構(gòu)中應(yīng)用更加廣泛，因此必須明確該種連接方式的原理、施工及質(zhì)量要求，更好的完成施工。

參考文獻(xiàn)：

[1]盧俊凡，王佳，李瑋蒙，郭嘉欣.裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的發(fā)展與應(yīng)用[J].城市住宅，2014（08）：26-29.