钢结构高强螺栓终拧扭矩怎么定：扭矩系数复验与施拧顺序

钢结构高强螺栓终拧扭矩怎么定：扭矩系数复验与施拧顺序

同一批大六角螺栓，扭矩系数从 0.110 到 0.150 都属常见区间；按 0.110 算出来的终拧扭矩套到 0.150 的螺栓上，预紧力直接少掉四分之一。终拧扭矩不是查表抄数，而是要用本批实测的扭矩系数反算。

写在前面 高强螺栓连接的失效很少是螺栓断了，绝大多数是”预紧力不够”。而预紧力是否够，取决于扭矩系数有没有同批复验、初拧终拧有没有分级、施拧顺序对不对这三件事。山东瑞智金属材料有限公司常年给钢构厂供应 10.9S 大六角与扭剪型连接副，也配合做过多次节点滑移的现场复测，这里把扭矩的算法与工序讲清楚（rzsteel.cn）。

一、基础身份信息

1.1 标准体系与连接类型

1.2 摩擦型与承压型的区别

1.3 连接副的组成与配套要求

二、母材与紧固件的化学成分

连接副的可靠性首先取决于材料。10.9S 螺栓常用 20MnTiB、35VB 等钢种，螺母与垫圈的材料硬度必须与螺栓匹配，否则会出现”螺栓没松、螺母先滑扣”。

被连接板的材质与表面状态同样关键：Q235B 与 Q355B 都可用于摩擦面，但表面处理方式（喷砂、喷丸、涂无机富锌）直接决定抗滑移系数，常见要求不小于 0.45，处理后需按批做抗滑移系数试验。

三、力学性能与预拉力

预拉力是设计给定的目标值，终拧扭矩只是达到这个目标的手段。这一点必须分清：施工时校验的是预紧力，直接测扭矩只是间接控制，所以扭矩系数不准，一切都会偏。

四、金相组织与螺纹质量

扭矩系数的离散程度本质上是摩擦系数的离散。同一批螺栓若表面处理工艺不稳定（磷化膜厚不一、涂油量不均），扭矩系数可以从 0.110 漂到 0.150，这就是必须复验的原因。

五、加工工艺性能

5.1 终拧扭矩的计算

终拧扭矩的经验式为：扭矩等于扭矩系数乘预拉力乘螺栓公称直径，其中预拉力以千牛计、直径以米计、扭矩得到牛米。

这张表最能说明问题：同一规格，扭矩系数从 0.110 到 0.150，扭矩差四成。用固定扭矩施拧，螺栓得到的预紧力就会差出四成，节点要么滑移要么超拧。

5.2 施拧工序

5.3 缺陷提示

超拧是最隐蔽的问题。超拧后螺栓已进入塑性区，预紧力反而下降，而且外观完全看不出来，只有卸下重装才能发现。扭剪型螺栓的梅花头拧断是终拧到位的判据，凡是梅花头没断就”再补一把”的做法都是错的，应当整副更换。另一个常见错误是雨天或板面有水的条件下施拧，水膜会显著降低摩擦系数，扭矩达到了但预紧力不足。

六、特殊功能特性

抗滑移系数是摩擦型连接的核心指标，它与扭矩的关系常被误解：

摩擦面还有一个隐蔽的破坏者：工厂预涂装。构件出厂时为了防锈在摩擦面上涂了漆，到现场没有彻底清除就直接装，抗滑移系数掉到 0.15 以下，节点在动载下必然滑移。规范要求摩擦面在安装前必须是处理后的裸露金属面，这一点在验收时用手摸就能判断。

七、应用场景与不适用工况

不适用与禁止的做法要明确：一是用普通扳手或冲击扳手凭手感代替定扭矩扳手；二是螺栓重复使用（大六角螺栓拆卸后一般不得重复使用，扭剪型必须换新）；三是雨天、雾天或板面结露条件下施拧；四是先装后焊的节点在焊接完成后不复检扭矩。

八、供货验收规范

扭矩系数复验的取样应是同批、同规格、同表面处理，且要在安装前完成。复验报告要写明平均值、标准偏差与所采用的终拧扭矩，这份报告是现场施拧的唯一依据，没有它现场只能沿用旧值，风险全在施工方。

九、市场采购指南

鉴别连接副是否合格，看三个地方：螺栓头部的性能等级标记（10.9S）与制造商标识是否清晰、螺母与垫圈是否与螺栓同批、以及随货质保书上的批号是否与实物一致。市场上常见的问题是”螺栓是 10.9S，螺母却是 8 级的”，这种混配在预紧力达到设计值时螺母先滑扣，事后检查只能看到滑扣痕迹，很难追溯责任。

十、材料缺陷与失效分析

十一、附录

11.1 终拧扭矩速查（按 K 等于 0.130）

表中数值为按 K 等于 0.130 的估算参考，实际必须用本批复验的扭矩系数重算。

11.2 规格与板厚配合速查

十二、常见问题（FAQ）

问：施工现场能不能直接查表用经验扭矩，非要复验扭矩系数吗？ 答：不建议，规范也要求复验。扭矩系数本质上是螺纹与支承面摩擦的综合体现，同一批螺栓因表面处理波动，系数从 0.110 到 0.150 都在常见范围内，两者对应的扭矩差四成；按低值施拧高系数的螺栓，预紧力会少掉四分之一，节点在动载下容易滑移。复验成本很低，每批取 8 套在轴力计上实测即可，几十套的量半天能做完。正规做法是把平均值作为施拧依据、把标准偏差作为离散性判据，标准偏差过大的批次直接判退。如果没有复验报告，宁可按较大的扭矩施拧并提高抽检比例，也不要无依据地查表。

问：终拧之后发现有几个螺栓忘了打标记，怎么判断它们拧没拧？ 答：最稳妥的做法是全部复测，别凭手感猜。用已标定的定扭矩扳手，把扭矩设定到终拧值的 1.0 倍左右再试拧 —— 已经终拧到位的螺栓在设定扭矩下基本不会转动，未终拧的会明显转动一个角度。这不是规范定义的正式检验方法，但现场用于排查可行；正式检验仍要按抽检比例用扭矩法复测读数。排查完成后对所有螺栓重新做标记，并规定之后每道工序交接时都检查标记完整性。漏拧是高强螺栓连接最典型的失效原因，成因几乎都是工序交接不清、多人分段施工没有统一记账，改进办法是按节点分区编号，谁施拧谁签字。

问：摩擦面上出厂时涂了防锈漆，安装前要不要磨掉？ 答：必须清除，涂漆摩擦面不能用于摩擦型连接。抗滑移系数靠的是金属面之间的摩擦，漆膜的存在会让系数掉到 0.15 以下，设计按 0.45 计算的节点承载能力直接只剩三分之一，动载下很快滑移。清除方式是用砂轮或喷砂打磨到露出金属光泽，打磨范围覆盖整个摩擦面并向外延伸 20 至 30 毫米，打磨后 24 小时内完成施拧以防二次锈蚀。清除后应按批做抗滑移系数试验，不能用经验值代替。如果构件在厂内必须防锈，正确做法是摩擦面粘贴可剥离保护膜或用临时保护涂层，并在安装前撕除，而不是全表面喷漆后现场再磨。

问：扭剪型螺栓的梅花头没拧断，是不是再补一把拧断就行？ 答：不行，应当整副更换。梅花头未断说明终拧未到位，补拧的过程又给螺栓叠加了一次加载，螺纹与支承面的摩擦状态已经改变，此时再算出的扭矩值与原始状态不对应；如果补拧后勉强拧断，也无法确认预紧力是否落在设计区间。规范的做法是：一次拧断为合格，未拧断的卸下换新，并检查扳手是否标定、套筒是否磨损、螺栓是否因锈蚀或润滑不良导致扭矩异常。整批出现大量未拧断时要停下来查原因，常见是扳手扭矩设定偏低、螺栓表面处理异常或垫圈方向装反。

问：同一个节点上，螺栓和焊接都要做，先拧螺栓还是先焊接？ 答：主流做法是先焊后栓，但具体要求要按设计与工艺文件执行。焊接是高温过程，热影响区的膨胀与收缩会让已紧固的螺栓预紧力松弛，实测松弛量可达 10% 至 30%；同时焊接飞溅会污染螺纹与摩擦面。所以顺序是：先完成焊接并等接头冷却到常温，再清理飞溅与氧化渣、检查摩擦面、然后按初拧复拧终拧的工序施拧。若设计明确要求先栓后焊，则必须在焊接完成后对全部螺栓做扭矩复检并补拧到位，同时记录复检数据。两种顺序都不允许”焊完既不复检也不补拧”。