钢结构建筑高强度螺栓连接施工质量控制研究

引言

高强度螺栓连接在钢结构建筑中的关键作用高强度螺栓连接在钢结构建筑中作用重大。从承载能力看，其能高效传递荷载，使钢结构各部件紧密连接，共同承受外力，提升整体承载性能。在稳定性方面，通过高强度螺栓的可靠连接，可确保钢结构在各种荷载作用下保持稳定形态，防止因局部失稳引发整体结构问题。而抗震性能上，高强度螺栓连接具有良好的延性和韧性，能有效耗散地震能量，减少地震对结构的破坏。在施工便捷性、适应性强等方面也具有显著优势，是钢结构建筑中不可或缺的连接方式。

1. 当前高强度螺栓连接施工中存在的质量问题及原因

1.1 螺栓预紧力不足问题高强度螺栓预紧力不足，可能源于拧紧力矩不足、拧紧操作不当、螺栓与连接件摩擦系数不符等因素。这会导致连接件之间夹紧力不够，使结构在荷载作用下易发生松动与变形，降低连接刚度与强度。还会使连接节点的承载力无法达到设计要求，在冲击荷载或振动环境下，连接可能提前失效，威胁钢结构建筑的安全性与使用寿命。

1.2 连接面处理不当问题连接面处理不当常表现为表面不平整、有油污、锈蚀等。其原因可能是加工精度不够、施工清理不彻底、防护措施不到位等。这会带来诸多质量隐患，如连接面接触不良，导致抗滑移系数降低，影响连接的整体承载能力；还会使螺栓受力不均，易产生附加应力，加速螺栓和连接件的疲劳损坏，甚至引发连接节点的破坏。

1.3 施工误差问题高强度螺栓连接施工误差类型多样，包括螺栓孔位置偏差、螺栓长度误差、拧紧顺序错误等。产生原因有施工测量不准确、加工设备精度不足、施工操作不规范等。这些误差会使连接节点的受力状态发生改变，造成局部应力集中，降低结构的承载能力和稳定性。在长期荷载作用下，还可能引发连接部位的疲劳破坏，影响钢结构建筑的整体安全性能和使用寿命。

2. 高强度螺栓连接施工质量控制要点

2.1 材料选择

高强度螺栓材料需具备高强度、高韧性、良好的抗疲劳性能和抗腐蚀性能等，常用合金钢等材料。连接件材料要与螺栓性能匹配，保证连接的整体性。材料质量直接影响施工质量，若材料强度不足，易导致连接松动、承载能力下降；若韧性差，在冲击荷载下可能断裂；若抗腐蚀性能不佳，会加速螺栓锈蚀，降低使用寿命，所以材料选择是施工质量控制的基础。

2.2 螺栓加工

高强度螺栓加工先经材料选择、球化退火软化，再剥壳除鳞、冷拨、冷锻成形，然后进行螺纹加工，最后热处理。其质量控制标准严格，如螺栓的尺寸精度要符合规定，螺纹的牙型、螺距等需准确，表面不得有裂纹、折叠等缺陷。硬度也要在合理范围内，过硬易脆断，过软则强度不足，只有严格控制加工质量，才能保证高强度螺栓在连接中的可靠性能。

2.2 连接设计

高强度螺栓连接设计要遵循安全可靠、经济合理等原则。根据结构受力情况，合理选择螺栓的规格、数量和布置方式，确保连接节点的承载力满足要求。设计时还需考虑施工的可行性，方便螺栓的安装和拧紧。设计对施工质量影响深远，设计不合理，如螺栓间距过小，会影响施工操作，导致拧紧力矩难以达到要求；螺栓规格选择不当，会使连接强度不足或造成材料浪费。

2.3 施工工艺

高强度螺栓连接施工，先确定螺栓长度，再投入螺栓进行安装，安装时要保证螺栓方向一致，垫圈位置正确。安装后依次进行初拧、复拧和终拧，初拧、复拧扭矩为终拧扭矩的 50% - 80‰ 。操作要点在于控制好拧紧

顺序，一般从节点中心向边缘扩展，拧紧要在24 小时内完成，以防止螺栓松动。摩擦面要保持清洁、平整，确保抗滑移系数满足要求。

2.4 现场检测和验收

高强度螺栓连接现场检测方法多样，外观检查可观察螺栓有无裂纹、锈蚀等缺陷。扭矩检测通过扭矩扳手测量终拧扭矩，确保其在规定范围内。超声波检测能探测螺栓内部是否存在裂纹、孔洞等缺陷。验收标准依据相关规范，如《钢结构工程施工质量验收规范》等，要求螺栓的规格、数量、位置等符合设计要求，终拧扭矩、抗滑移系数等检测项目合格，摩擦面处理满足规定，螺栓连接节点无异常，确保高强度螺栓连接的质量安全。

3. 提高高强度螺栓连接施工质量控制的有效措施

3.1 完善施工规范

高强度螺栓连接施工规范内容丰富，涵盖材料选用、加工制作、安装施工及检测验收等环节。在材料选用方面，明确了高强度螺栓及连接件的材质、性能要求；在加工制作上，对尺寸精度、表面质量、硬度等指标做出规定；安装施工则对安装流程、拧紧力矩等有详细要求；检测验收规定了外观检查、扭矩检测、超声波检测等方法及标准。依据施工规范进行质量控制，要严格遵循规范流程，对每一环节进行严格把关，确保材料合格、加工精细、安装精准、检测可靠，使高强度螺栓连接施工有章可循，提升整体质量。

4.2 加强人员培训

高强度螺栓连接施工人员应具备扎实的专业知识和技能。要掌握高强度螺栓的材料性能、加工工艺等知识，了解连接设计原理及规范标准，熟练操作各种施工工具和检测设备。施工企业应建立有效培训体系，定期组织专业培训，邀请专家讲解理论知识，开展实操演练，对施工人员进行考核评价，持证上岗。通过培训，提高施工人员专业水平，增强质量意识，确保其在施工中严格执行规范，精准操作，为高强度螺栓连接施工质量控制提供人才保障。

4.3 采用先进检测技术

超声波检测高强度螺栓连接质量时，通过发射超声波，利用其遇到缺陷时的反射、折射等特性来判断螺栓内部是否存在裂纹、孔洞等缺陷，操作时需注意探头耦合、扫描速度等。扭矩检测仪使用前要校准，安装传感器时要保证位置准确，使用过程中要避免冲击和过载，按规定周期进行维护保养。检测时要严格按照操作规程，确保数据准确可靠，为高强度螺栓连接施工质量控制提供科学依据，及时发现潜在问题，保障连接质量。

4.4 引入信息化管理手段

BIM 技术可在高强度螺栓连接施工中建立三维模型，模拟施工过程，提前发现设计及施工问题，优化方案。大数据分析能收集整理施工过程中的各项数据，如材料性能、施工参数、检测数据等，通过分析挖掘，找出质量控制的薄弱环节和潜在风险，实现质量预测和预控。物联网技术则可实时监测螺栓的受力、温度等状态，及时发现异常情况。信息化管理手段的应用，能实现高强度螺栓连接施工质量的智能化、精细化管理，提高质量控制水平。

5.结束语：

本研究从现存问题、质量控制要点及解决措施等方面展开，揭示了其重要性，总结出完善规范、加强培训、采用先进技术等提升施工质量的有效途径，为钢结构建筑高强度螺栓连接施工质量控制提供了理论与实践参考。

参考文献：

[1]刘亚峰.浅谈高强度螺栓连接的施工质量控制[J].科技信息，2024，（23）： 315+241 .