7.4 高强度螺栓连接
7.4.1 高强度大六角头螺栓连接副应由一个螺栓、一个螺母和两个垫圈组成，扭剪型高强度螺栓连接副应由一个螺栓、一个螺母和一个垫圈组成，使用组合应符合表7.4.1的规定。
表7.4.1 高强度螺栓连接副的使用组合
7.4.2 高强度螺栓长度应以螺栓连接副终拧后外露2扣～3扣丝为标准计算，可按下列公式计算。选用的高强度螺栓公称长度应取修约后的长度，应根据计算出的螺栓长度l按修约间隔5mm进行修约。
式中：l′——连接板层总厚度；
△l——附加长度，或按表7.4.2选取；
m——高强度螺母公称厚度；
n——垫圈个数，扭剪型高强度螺栓为1，高强度大六角头螺栓为2；
s——高强度垫圈公称厚度，当采用大圆孔或槽孔时，高强度垫圈公称厚度按实际厚度取值；
p——螺纹的螺距。
表7.4.2 高强度螺栓附加长度△l(mm)
注：本表附加长度△l由标准圆孔垫圈公称厚度计算确定。
7.4.3 高强度螺栓安装时应先使用安装螺栓和冲钉。在每个节点上穿入的安装螺栓和冲钉数量，应根据安装过程所承受的荷载计算确定，并应符合下列规定：
1 不应少于安装孔总数的1/3；
2 安装螺栓不应少于2个；
3 冲钉穿入数量不宜多于安装螺栓数量的30％；
4 不得用高强度螺栓兼做安装螺栓。
7.4.4 高强度螺栓应在构件安装精度调整后进行拧紧。高强度螺栓安装应符合下列规定：
1 扭剪型高强度螺栓安装时，螺母带圆台面的一侧应朝向垫圈有倒角的一侧；
2 大六角头高强度螺栓安装时，螺栓头下垫圈有倒角的一侧应朝向螺栓头，螺母带圆台面的一侧应朝向垫圈有倒角的一侧。
7.4.5 高强度螺栓现场安装时应能自由穿入螺栓孔，不得强行穿入。螺栓不能自由穿入时，可采用铰刀或锉刀修整螺栓孔，不得采用气割扩孔，扩孔数量应征得设计单位同意，修整后或扩孔后的孔径不应超过螺栓直径的1.2倍。
7.4.6 高强度大六角头螺栓连接副施拧可采用扭矩法或转角法，施工时应符合下列规定：
1 施工用的扭矩扳手使用前应进行校正，其扭矩相对误差不得大于±5％；校正用的扭矩扳手，其扭矩相对误差不得大于±3％；
2 施拧时，应在螺母上施加扭矩；
3 施拧应分为初拧和终拧，大型节点应在初拧和终拧间增加复拧。初拧扭矩可取施工终拧扭矩的50％，复拧扭矩应等于初拧扭矩。终拧扭矩应按下式计算：
式中：Tc——施工终拧扭矩(N·m)；
k——高强度螺栓连接副的扭矩系数平均值，取0.110～0.150；
Pc——高强度大六角头螺栓施工预拉力，可按表7.4.6-1选用(kN)；
d——高强度螺栓公称直径(mm)；
表7.4.6-1 高强度大六角头螺栓施工预拉力(kN)
4 采用转角法施工时，初拧(复拧)后连接副的终拧转角度应符合表7.4.6-2的要求；
表7.4.6-2 初拧(复拧)后连接副的终拧转角度
注：1 d为螺栓公称直径；
2 螺母的转角为螺母与螺栓杆间的相对转角；
3 当螺栓长度l超过螺栓公称直径d的12倍时，螺母的终拧角度应由试验确定。
5 初拧或复拧后应对螺母涂画颜色标记。
7.4.7 扭剪型高强度螺栓连接副应采用专用电动扳手施拧，施工时应符合下列规定：
1 施拧应分为初拧和终拧，大型节点宜在初拧和终拧间增加复拧；
2 初拧扭矩值应取本规范公式(7.4.6)中Tc计算值的50％，其中k应取0.13，也可按表7.4.7选用；复拧扭矩应等于初拧扭矩；
表7.4.7 扭剪型高强度螺栓初拧(复拧)扭矩值(N·m)
3 终拧应以拧掉螺栓尾部梅花头为准，少数不能用专用扳手进行终拧的螺栓，可按本规范第7.4.6条规定的方法进行终拧，扭矩系数k应取0.13；
4 初拧或复拧后应对螺母涂画颜色标记。
7.4.8 高强度螺栓连接节点螺栓群初拧、复拧和终拧，应采用合理的施拧顺序。
7.4.9 高强度螺栓和焊接混用的连接节点，当设计文件无规定时，宜按先螺栓紧固后焊接的施工顺序。
7.4.10 高强度螺栓连接副的初拧、复拧、终拧，宜在24h内完成。
7.4.11 高强度大六角头螺栓连接用扭矩法施工紧固时，应进行下列质量检查：
1 应检查终拧颜色标记，并应用0.3kg重小锤敲击螺母对高强度螺栓进行逐个检查；
2 终拧扭矩应按节点数10％抽查，且不应少于10个节点；对每个被抽查节点应按螺栓数10％抽查，且不应少于2个螺栓；
3 检查时应先在螺杆端面和螺母上画一直线，然后将螺母拧松约60°；再用扭矩扳手重新拧紧，使两线重合，测得此时的扭矩应为0.9Tch～1.1Tch。Tch可按下式计算：
式中：Tch——检查扭矩(N·m)；
P——高强度螺栓设计预拉力(kN)；
k——扭矩系数。
4 发现有不符合规定时，应再扩大1倍检查；仍有不合格者时，则整个节点的高强度螺栓应重新施拧；
5 扭矩检查宜在螺栓终拧1h以后、24h之前完成，检查用的扭矩扳手，其相对误差不得大于±3％。
7.4.12 高强度大六角头螺栓连接转角法施工紧固，应进行下列质量检查：
1 应检查终拧颜色标记，同时应用约0.3kg重小锤敲击螺母对高强度螺栓进行逐个检查；
2 终拧转角应按节点数抽查10％，且不应少于10个节点；对每个被抽查节点应按螺栓数抽查10％，且不应少于2个螺栓；
3 应在螺杆端面和螺母相对位置画线，然后全部卸松螺母，应再按规定的初拧扭矩和终拧角度重新拧紧螺栓，测量终止线与原终止线画线间的角度，应符合表7.4.6-2的要求，误差在±30°者应为合格；
4 发现有不符合规定时，应再扩大1倍检查；仍有不合格者时，则整个节点的高强度螺栓应重新施拧；
5 转角检查宜在螺栓终拧1h以后、24h之前完成。
7.4.13 扭剪型高强度螺栓终拧检查，应以目测尾部梅花头拧断为合格。不能用专用扳手拧紧的扭剪型高强度螺栓，应按本规范第7.4.11条的规定进行质量检查。
7.4.14 螺栓球节点网架总拼完成后，高强度螺栓与球节点应紧固连接，螺栓拧入螺栓球内的螺纹长度不应小于螺栓直径的1.1倍，连接处不应出现有间隙、松动等未拧紧腈况。
7.4.2 本条规定了高强度螺栓长度计算和选用原则，螺栓长度是按外露(2～3)扣螺纹的标准确定，螺栓露出太少或陷入螺母都有可能对螺栓螺纹与螺母螺纹连接的强度有不利的影响，外露过长，除不经济外，还给高强度螺栓施拧时带来困难。
按公式(7.4.2)方法计算所得的螺栓长度规格可能很多，本条规定了采取修约的方法得出高强度螺栓的公称长度，即选用的螺栓采购长度，修约按2舍3入、或7舍8入的原则取5mm的整倍数，并尽量减少螺栓的规格数量。螺纹的螺距可参考下表选用。
表1 螺距取值(mm)
7.4.3 本条对高强度螺栓安装采用安装螺栓和冲钉的规定，冲钉主要取定位作用，安装螺栓主要取紧固作用，尽量消除间隙。安装螺栓和冲钉的数量要保证能承受构件的自重和连接校正时外力的作用，规定每个节点安装的最少个数是为了防止连接后构件位置偏移，同时限制冲钉用量。冲钉加工成锥形，中部直径与孔直径相同。
高强度螺栓不得兼做安装螺栓是为了防止螺纹的损伤和连接副表面状态的改变引起扭矩系数的变化。
7.4.4 对于大六角头高强度螺栓连接副，垫圈设置内倒角是为了与螺栓头下的过渡圆弧相配合，因此在安装时垫圈带倒角的一侧必须朝向螺栓头，否则螺栓头就不能很好与垫圈密贴，影响螺栓的受力性能。对于螺母一侧的垫圈，因倒角侧的表面较为平整、光滑，拧紧时扭矩系数较小，且离散率也较小，所以垫圈有倒角一侧朝向螺母。
7.4.5 气割扩孔很不规则，既削弱了构件的有效截面，减少了传力面积，还会给扩孔处钢材造成缺陷，故规定不得气割扩孔。最大扩孔量的限制也是基于构件有效截面和摩擦传力面积的考虑。
7.4.6 用于大六角头高强度螺栓施工终拧值检测，以及校核施工扭矩扳手的标准扳手须经过计量单位的标定，并在有效期内使用，检测与校核用的扳手应为同一把扳手。
7.4.7 扭剪型高强度螺栓以扭断螺栓尾部梅花部分为终拧完成，无终拧扭矩规定，因而初拧的扭矩是参照大六角头高强度螺栓，取扭矩系数的中值0.13，按公式(7.4.6)中Tc的50％确定的。
7.4.8 高强度螺栓连接副初拧、复拧和终拧原则上应以接头刚度较大的部位向约束较小的方向、螺栓群中央向四周的顺序，是为了使高强度螺栓连接处板层能更好密贴。下面是典型节点的施拧顺利：
1 一般节点从中心向两端，如图1所示；
2 箱形节点按图2中A、C、B、D顺序；
3 工字梁节点螺栓群按图3中①～⑥顺序；
4 H型截面柱对接节点按先翼缘后腹板；
5 两个节点组成的螺栓群按先主要构件节点，后次要构件节点的顺序。
图1 一般节点施拧顺序
图2 箱形节点施拧顺序
图3 工字梁节点施拧顺序
7.4.14 对于螺栓球节点网架，其刚度(挠度)往往比设计值要弱。主要原因是因为螺栓球与钢管连接的高强度螺栓紧固不到位，出现间隙、松动等情况，当下部支撑系统拆除后，由于连接间隙、松动等原因，挠度明显加大，超过规范规定的限值，本条规定的目的是避免上述情况的发生。
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