高强度螺栓连接副施工扭矩检验作业指导书

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作 业 指 导 书

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主题：高强度螺栓连接副扭矩、紧固颁布日期：XXXXXXXXXX

轴力及抗滑移系数检测

1、适用范围

本指导书适用于钢结构制作安装中扭剪型高强度螺栓连接副，高强度大六角头螺栓连接副等紧固件的机械性能检测。检测过程中除按照本作业指导书进行操作外，尚应符合国家现行有关标准的规定。 2、执行标准

《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205—2001； 《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》GB/T3098.1—2010； 《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副》GB/T3632—2008； 《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》 GB/T1231—2006； 3、检测目的

测定高强度螺栓实物的抗拉、扭剪强度是否满足现行国家标准《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺栓》GB3098.1-2010的有关要求。

4、试验设备及器具

4.1、WES-1000B数显液压万能试验机

4.1.1、最大负荷-1000KN； 4.1.2、负荷示值相对误差±1%；

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轴力及抗滑移系数检测

4.1.3、负荷示值分档：0～200、0～500、0～1000KN； 4.1.4、活塞行程：150mm；

4.1.5、横梁移动速度：～345mm/min；

4.1.6、试验空间：拉伸空间最大450mm；压缩空间最大600mm； 4.1.7、立柱间有效距离：500mm；

4.1.8、夹持园试样直径：¢20、40、35～60； 4.1.9、主机外形尺寸：960*620*2370（最高）mm； 4.1.10、主机重量；～3000㎏； 4.2、RFP-09型智能测力仪

4.2.1、环境温度要求：-10～40℃；湿度要求：30～85%； 4.2.2、外形尺寸：360*215*145mm；

4.2.3、测力测量范围：50KN～3000KN任意设定； 4.2.4、精度:示值的±0.5%；

4.3、YJZ-500S高强螺栓轴力扭矩复合检测仪 4.3.1、轴力测量范围：50～500（KN）；

4.3.2、扭矩测量范围：100～1000（Nm）；200～2000（Nm）； 4.3.3、分辨率轴力：±0.1（KN）；扭矩±1（Nm）；

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轴力及抗滑移系数检测

4.3.4、示值误差轴力：±1%（Nm）；扭矩±1%（Nm）； 4.3.5、轴力和扭矩的峰值保持 4.4、YJM-500高强螺栓轴力智能检测仪 4.4.1、轴力检测范围：30 KN～500KN； 4.4.2、螺检规格：M16～M30； 4.4.3、轴力示值误差：±1%； 4.4.4、轴力重复性：±1%； 4.4.5、长期稳定性：±1%； 4.4.6、相对分辨率: ±0.1KN。

4.5、扭矩扳手、套筒等；

5、资料收集，在检测前，应该收集以下资料： 5.1、工程名称、结构及构件名称以及相应的设计图纸； 5.2、建设、设计、施工及监理单位名称；

5.3、检测部位钢结构用的螺栓品种、技术要求、机械性能、设计规格等； 5.4、施工安装记录等相关资料。

6、高强度螺栓连接副紧固轴力检测

6.1、技术要求：

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轴力及抗滑移系数检测

扭剪型高强度螺栓连接副紧固轴力及标准偏差应符合表-1的规定：

表-1

螺纹规格 每批紧固轴力的平均值（KN）

公称

M16 110 100 121 10.0

M20 171 155 188 15.5

M22 209 190 230 19.0

M24 248 225 272 22.5

M27 319 290 351 29.0

M30 391 355 430 35.5

min max

紧固轴力标准偏差≤（KN）

当L小于表-2中规定数值时，可不进行紧固轴力试验

表-2 单位：mm

螺纹规格

M16 50

M20 55

M22 60

M24 65

M27 70

M30 75

L

6.2、试验检测方法 6.2.1、试验环境温度

试验应在室温（10℃～35℃）下进行，但冲击试验应在-20℃±2℃下进行，连接副紧固轴力的仲裁试验应在20℃±2℃下进行。

6.2.2、连接副的紧固轴力试验在轴力计（或测力环）上进行，每一连接副（一个螺栓、一个螺母和一个垫圈）只能试验一次，不得重复使用。

6.2.3、连接副轴力用轴力计（或测力环）、扭矩扳手等应在试验前进行标定，

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其示值相对误差的绝对值不得大于测试轴力值的2%，轴力计的最小示值

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轴力及抗滑移系数检测

应在1KN以下。

6.2.4、组装连接副时，垫圈有倒角的一侧应朝向螺母支承面。试验时，垫圈 不得转动，否则该试验无效。

6.2.5、紧固螺栓分初拧、终拧两次进行，初拧应采用手动扭矩扳手或专用定扭电动扳手；初拧值应为预拉力标准值的50%左右。终拧应采用专用电动扳手，连接副的紧固轴力值以螺栓梅花头被拧断时轴力计（或测力环）所记录的峰值为测定值。

6.2.6、进行连接副紧固轴力试验时，应同时记录环境温度，试验所用的机具、仪表及连接副均应放置在该环境内至少2小时以上。 6.3、检测规则

6.3.1、出厂检测按批进行；同一材料、炉号、螺纹规格、长度（当螺栓长度≤100mm，长度相差≤15mm；螺栓长度＞100mm，长度相差≤20mm，可视为同一长度）、机械加工、热处理工艺及表面处理工艺的螺栓为同批；同一材料、炉号、螺纹规格、机械加工、热处理工艺及表面处理工艺的螺母为同批；同一材料、炉号、规格、机械加工、热处理工艺及表面处理工艺的垫圈为同批。分别由同批螺栓、螺母及垫圈组成的连接副为同批连接副。

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同批钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副的最大数量为3000套。

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轴力及抗滑移系数检测

6.3.2、复验用的螺栓应在施工现场待安装的螺栓批中随机抽取；连接副紧固轴力的检测按批抽取8套，8套连接副的紧固轴力平均值及标准差均应符合表-1的规定。 6.4、螺栓标记示例

由螺纹规格d=M20、公称长度L=100mm、性能等级为10.9S级、表面经防锈处理的钢结构用扭剪型高强度螺栓；螺纹规格D=M20、性能等级为10H级、表面经防锈处理的钢结构用高强度大六角螺母和规格为20mm、热处理硬度为 35HRC～45 HRC、表面经防锈处理的钢结构用高强度垫圈组成的钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副的标记：连接副 GB/T3632 M20*100。 7、高强度大六角头螺栓连接副的扭矩系数检测

7.1、检测用螺栓应在施工现场待安装的螺栓批中随机抽取，每批应抽取8套连接副进行检测。连接副扭矩系数检测用的计量器具应在试验前进行标定，误差不得超过2%。

7.2、连接副的扭矩系数试验在轴力计上进行，每一连接副只能试验一次，不得重复使用。在紧固中垫圈发生转动时，应更换连接副，重新试验。 7.3、连接副扭矩系数的检测应将螺栓穿入轴力计，在测出螺栓预拉力P值的

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同时，应测定施加于螺母上的施拧扭矩值T，并应按下式计算扭矩系数K。

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轴力及抗滑移系数检测

K=式中：K-扭矩系数；

t-施拧扭矩（峰值），单位为牛米（N.m）； p-螺栓预拉力（峰值），单位为千牛（kN）； d-螺栓的螺纹公称直径，单位为毫米（mm）；

7.4、施拧扭矩t是施加于螺母上的扭矩，其误差不得大于测试扭矩值的2%。 7.5、螺栓预拉力p用轴力计测定，其误差不得大于测定螺栓预拉力的2%。 7.6、进行连接副扭矩系数试验时，螺栓预拉力值p应控制在表-3所规定的范 围内，超出该范围者，所测得扭矩系数无效。

表-3 单位：KN

螺纹规格





P

max min max min

M12 66 54 55 45

M16 121 99 99 81

M20 （M22） M24 （M27） M30 187 153 154 126

231 189 182 149

275 225 215 176

352 288 281 230

429 351 341 279

t

（7.3-1） p*d

性能 10.9S 等级

8.8S

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7.7、组装连接副时，螺母下的垫圈有倒角的一侧应朝向螺母支承面。试验时，垫圈不得转动，否则该试验无效。

7.8、进行连接副扭矩系数试验时，应同时记录环境温度，试验所用的机具、

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轴力及抗滑移系数检测

仪表及连接副均应放置在该环境内至少2小时以上。 7.9、检测规则

7.9.1、出厂检测按批进行；同一性能等级、材料、炉号、螺纹规格、长度（当螺栓长度≤100mm，长度相差≤15mm；螺栓长度＞100mm，长度相差≤20mm，可 视为同一长度）、机械加工、热处理工艺、表面处理工艺的螺栓为同批；同一 性能等级、材料、炉号、螺纹规格、机械加工、热处理工艺、表面处理工艺的螺母为同批；同一性能等级、材料、炉号、规格、机械加工、热处理工艺、表面处理工艺的垫圈为同批。分别由同批螺栓、螺母及垫圈组成的连接副为同批连接副。

同批高强度螺栓连接副的最大数量为3000套。

7.9.2、连接副扭矩系数的检测按批抽取8套，8套连接副的扭矩系数平均值及标准差均应符合下列规定：

高强度大六角头螺栓连接副应按保证扭矩系数供货，同批连接副的扭矩系数平均值为0.110～0.150，扭矩系数标准差应小于或等于0.010。每一连接副

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包括1个螺栓、1个螺母、2个垫圈，并应分属同批制造。 8、高强度螺栓连接摩擦面抗滑移系数检测

8.1、技术要求：抗滑移系数是高强度螺栓连接的主要设计参数之一，直接影

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轴力及抗滑移系数检测

响构件的承载力，因此构件摩擦面无论由制造厂处理还是由现场处理，均应对抗滑移系数进行测试，测得的抗滑移系数最小值应符合设计要求。 8.2、基本要求：

8.2.1、制造厂和安装单位应分别以钢结构制造批为单位进行抗滑移系数检测。制造批可按分部（子分部）工程划分规定的工程量每2000t为一批，不 足2000t的可视为一批。选用两种及两种以上表面处理工艺时，每组处理工 艺应单独检测。每批三组试件。

8.2.2、抗滑移系数检测应采用双摩擦面的二栓拼接的拉力试件如下图:

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d0

L

Ldddddd0L



抗滑移系数拼接试件的形式和尺寸

ttt

bb



8.2.3、抗滑移系数检测用的试件应由制造厂加工，试件与所代表的钢结构构

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轴力及抗滑移系数检测

件应为同一材质，同批制作，采用同一磨擦面处理工艺和具有相同的表面状态，并应用同批同—性能等级的高强度螺栓连接副，在同一环境条件下存放。 8.2.4、试件钢板的厚度t1、t2应根据钢结构工程中有代表性的板材厚度来确定，同时应考虑在摩擦面滑移之前，试件钢板的净截面始终处于弹性状态；宽度b可参照表-4规定取值，L1应根据试验机夹具的要求确定：

表-4 试件板的宽度(mm)

螺栓直径d

16

20

22

24

27

30

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板宽b

100

100

105

110

120

120

试件板面应平整，无油污、孔和板的边缘无飞边、毛刺。即：每套试件由两块芯板和两块盖板组成。 8.2.5、试件的拼装

8.2.5.1、试板装配时应先用定位销定位，然后逐个穿入螺栓并稍作紧固。 8.2.5.2、紧固螺栓分初拧、终拧。初拧为设计值的50%左右。大六角螺栓终拧后的预拉力应控制在设计值的95%～105%范围，扭剪型螺栓按同批次检测时的平均预拉力计算。 8.3、检测方法

8.3.1、试验用的试验机误差应在l％以内。

8.3.2、试验用的贴有电阻片的高强度螺栓、压力传感器和电阻应变仪应在试

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验前用试验机进行标定，其误差应在2％以内。 8.3.3、试件的组装顺序符合下列规定：

8.3.3.1、先将冲钉打入试件孔定位，然后逐个换成装有压力传感器或贴有电阻片的高强度螺栓，或换成同批经预拉力复验的扭剪型高强度螺栓。 8.3.3.2、紧固高强度螺栓应分初拧、终拧。初拧应达到螺栓预拉力标准值的50％左右。终拧后，螺栓预拉力应符合下列规定：

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1)对装有压力传感器或贴有电阻片的高强度螺栓，采用电阻应变仪实测控制试件每个螺栓的预拉力值应在0.95P～1.05P(P为高强度螺栓设计预拉力值)之间；

2)不进行实测时，扭剪型高强度螺栓的预拉力(紧固轴力)可按同批复验预拉力 的平均值取用。

试件应在其侧面画出观察滑移的直线。

8.4、将组装好的试件置于拉力试验机上，试件的轴线应与试验机夹具中心严格对中。 加荷时，应先加10％的抗滑移设计荷载值，停1min后，再平稳加荷，加荷速度为3-5KN/S。直拉至滑动破坏，测得滑移荷载值nv。

8.5、在试验中发生以下情况之一时，所对应的荷载可定为试件的滑移荷载： 8.5.1、试验机发生回针现象；

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8.5.2、试件侧面画线发生滑动； 8.5.3、X-Y记录仪上变形曲线发生突变； 8.5.4、试件突然发生“嘣”的响声。

8.6、抗滑移系数，应根据试验所测得的滑移荷载nv和螺栓预拉力P的实测值，按下式计算，并取小数点二位有效数字。

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u=

nnp

vmfi1

（8.6-1）

i

式中，nv——由试验测得的滑移荷载(KN)；

n

m

f

——摩擦面面数，取nf＝2；

i

p——试件滑移一侧高强度螺栓预拉力实测值(或同批螺栓连接副的

i1

预拉力平均值)之和取三位有效数字(KN)；

m——试件中一侧螺栓数量，取m=2。 9、检测设备、仪器的维护及保养 9.1、数显液压万能试验机

9.1.1、本机设有限制工作活塞行程的限位开关（在机座上），当试台升到极限位置，超程时将被触动；使油泵停止工作，从而活塞停止上升，以保证安全。 9.1.2、如在试验过程中，由于某种意外原因，油泵突然停止工作，此时应将

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所加之负荷卸掉。但检查出原因后，再重新开动油泵进行试验；注意，不应带负荷启动，以免造成油泵损坏。

9.1.3、试验机各部位应经常搽拭干净，对没有喷漆的表面擦干净后用纱布粘少量机油再擦一遍，以防锈蚀；雨季时更应注意擦拭。不用时应罩上，防止尘土侵入。

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9.1.4、每一次试验后，试台下降，活塞可不落到底，保留适当高度，对试验机有利，下次试验也较方便。

9.1.5、试验机暂停时，应将油泵电机关停，不应使其长时间空转，以免浪费 电力及无故磨损油泵内的转动部件。 9.2、YJZ-500S高强螺栓轴力扭矩复合检测仪

9.2.1、该设备的轴力传感器和扭矩传感器应一年检定一次，如该设备使用频繁建议半年做一次期间核查；

9.2.2、经常检查轴力传感器与后丝杠连接的锁母是否松动，一旦锁母松动严禁继续试验；这时应先检查轴力传感器与后丝杠是否拧到位然后再将锁母拧紧；

9.2.3、严禁检测仪的前挡板和滑块紧贴，即：前挡板和滑块之间一定要有两毫米的缝隙，否则检测仪的轴力为零。

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轴力及抗滑移系数检测

10、检测报告

10.1、报告内容包括： 10.1.1、 委托单位 ； 10.1.2、 建筑工程概况；

10.1.3、 设计单位、施工单位及监理单位名称；

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10.1.4、 检测项目、检测方法及依据标准 ； 10.1.5、 抽样方案及数量； 10.1.6、 检测日期，报告日期；

10.1.7、 检测项目的主要分类；检测数据和汇总结果；检测结果、检测结论； 10.1.8、 主检、审核和授权签字人员的签名。

11、原始记录表格（详见附表）



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附表1 高强度螺栓连接副检验记录

XXXXXX

产品名称 规格尺寸 检验依据 检验条件



检验编号 等级 检验日期 设备型号 （编号）



高强度螺栓连接副预拉力、扭矩系数检验结果

试件编号

1 2 3 4 5 6 7 8

螺栓实际预拉力

（kN）



施拧扭矩 （N.m ）



实测扭矩系数



螺栓预拉力值范围

（kN）



扭矩系数平均值



扭矩系数标准偏差



高强度螺栓连接副抗滑移系数检验结果

摩擦件材质 试件编号

1 2 3



摩擦件处理方

式



抗滑移系数





预拉力设计

值 （kN）



滑动荷载（kN）



抗滑移系数最小值



NVnf



Pi

i1

m



Nv----滑移荷载（kN） f----摩擦面面数（取2） m

Pi------试件滑移一侧预拉力实测值（或同批i1螺

n

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栓连接副预拉力平均值） m----试件一侧螺栓数量（取2）

检测人： 记录人：

XXXXXXXXXX

附表2 高强度螺栓连接副检验记录

XXXXXXXX

产品名称 规格尺寸 检验依据 检验条件



检验编号 等级 检验日期 设备型号 （编号）



高强度螺栓连接副紧固轴力、扭矩系数检验结果

试件编号

1 2 3 4 5 6 7 8

连接副紧固轴力（kN）















高强度螺栓连接副抗滑移系数检验结果

摩擦件材质 试件编号

1



摩擦件处理方

式



抗滑移系数



预拉力设计

值 （kN）



紧固轴力标准偏差 紧固轴力平均值实测

（kN） 紧固轴力平均值规范要求（kN）

滑动荷载（kN）



抗滑移系数最小值



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2 3 备注





检测人： 记录人;

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