高层框架钢结构节点连接施工工法编制单位：中冶京唐建设有限公司日期：2007年5月1 前言 (1)2 工法特点 (3)3 适用范围 (3)4 工艺原理 (3)5 工艺流程及操作要点 (3)5.1 节点的施工工艺流程 (3)5.2 节点高强螺栓施工 (4)5.3 节点焊接 (8)6 材料及设备 (12)6.1 高强螺栓连接副 (12)6.2 焊接材料 (12)6.3 设备 (13)7 质量控制 (13)7.1 执行标准 (13)7.2 扭剪型高强螺栓施工质量检查和验收 (13)7.3 焊接检验 (13)7.4 质量保证技术措施和管理措施 (14)8 安全措施 (15)9 环保措施 (18)10 效益分析 (18)10.1 经济效益 (18)10.2 社会效益 (19)11 应用实例 (20)11.1 本工法应用的工程项目 (20)11.2 应用效果 (20)随着钢结构市场领域的不断拓宽，高层框架钢结构不论是在工业建筑还是在民用建筑领域都已蓬勃兴起，钢框架结构以其环保、快捷的建设过程逐渐代替钢筋混凝土框架结构，成为钢结构施工企业的主要竞争市场。

目前，在我国不论是民用高层还是工业用高层钢结构框架，其框架连接节点形式基本相同，从设计角度均为刚性连接，主要形式为：柱—柱连接为全焊接接点；柱—梁连接为栓焊混合接点（部分为全焊接点）。

图--1 箱型截面柱全熔透对接图图-3 主、次梁不等高刚性连接图图-4 主、次梁等高刚性连接图在安装施工过程中的主要控制环节都是框架柱的垂直度、框架柱的位移、框架梁的标高、框架安装节点的连接施工。

通过各类钢框架结构工程的施工，我们就影响其整体安装质量的环节----框架节点连接施工，进行了总结，并编制了本工法。

2 工法特点结合框架节点的连接形式，本工法从框架的垂直方向、水平方向、各节点间、单个节点间，对焊接顺序均进行了规定，强调了节点的焊接方法为CO2气保焊，详细明确了节点的高强螺栓连接施工工艺和焊接施工工艺，并通过实例说明了本工法是适用、可靠、过程安全、工艺合理并为各施工企业所用。

3 适用范围本工法适用于各类民用及工业建筑中的高层钢框架结构节点连接施工。

4 工艺原理本工法工艺核心部位的原理在于是钢框架节点的连接施工顺序和工艺。

因高层钢框架结构节点多为刚接，安装过程中，在节点的施工顺序和工艺上，不论是垂直方向还是水平方向；不论是相邻节点间还是每个节点的各个部位，都应本着减少焊接应力、控制变形、提高焊接速度、保证连接精度的原则进行合理规定，方可保证整个框架结构的施工质量。

5 工艺流程及操作要点5.1 节点的施工工艺流程5.1.1 垂直方向节点的施工顺序: 安装多层柱节时,应先固定顶层梁,再焊接柱与柱接口，然后固定下层梁,最后固定中层梁，在焊下层梁的同时安装上节柱。

5.1.2 当钢框架梁与柱接头为腹板栓接、翼缘焊接时,按先栓接后焊接的顺序进行施工。

5.1.3水平方向节点的施工顺序: 对于有基准间的柱网，应从基准间开始向四周扩展;无基准间的柱网应从角部开始向内延伸。

5.2 节点高强螺栓施工5.2.1 高强螺栓的试验和检验1资料检验高强螺栓连接副（螺栓、螺母、垫圈）应配套成箱供货，并附出厂合格证，质量证明书及质量检验报告。

应按所附资料内容逐项与设计要求、现行国家标准进行对照，不符合要求的连接副不得使用。

2高强螺栓副检验（指扭剪型高强螺栓）施工前要对高强螺栓副进行紧固轴力试验,在施工现场待安装的螺栓批中随机抽取，每批抽取8套高强螺栓副进行复验。

3 抗滑移系数试验1) 高强螺栓安装施工前应对连接面抗滑移系数进行检验。

2) 抗滑移系数检验应以钢结构制造批为单位，由钢构件制造厂和安装单位分别进行，每批三组。

以单项工程每2000t为一制造批，不足2000t者视作一批，单项工程的构件摩擦面选用两种及两种以上表面处理工艺时，则每种表面处理工艺均需检验。

3) 抗滑移系数用的试件由制造厂加工,试件与所代表的构件应为同一材质、同一摩擦面处理工艺、同批制作、使用同一性能等级、同一直径的高强螺栓连接副，并在相同条件下同时发运。

抗滑移系数检验用的试件宜采用如下图所示型式。

表5.2.1 抗滑移试件规格（单位mm）5.2.2高强螺栓仓库保管高强螺栓连接副按包装箱注明的规格、批号、编号、供货日期进行清理，分类保管，存放在室内仓库中，堆放时要用木板或货架与地面隔开，其高度不小于300mm。

堆积不要高于3层以上。

室内防潮，长期保持干燥，防止生锈和被脏物沾污染。

防止扭矩发生变化。

其底层应距地面高度不小于300mm以上。

工地安装时，应按当天需要高强螺栓的数量发放，剩余的要妥善保管，不得乱放，以免损伤螺纹，或被脏物沾污。

5.2.3高强螺栓施工管理1 施工管理者在进行高强螺栓施工时，先确定高强螺栓的管理者，使其担当施工工程管理、质量管理及指导施工人员。

2 天气管理（气候条件）原则上降雨、降雪时不进行作业；若在作业中突然发生降雨或降雪时，首先应采取防雨水、雪措施，尽快将就位的螺栓按程序终拧。

应加快速度把没有拧完的锁紧完。

3 摩擦面管理在拧紧作业前，首先进行摩擦面的检查，如有生锈、油、涂料、残渣等降低摩擦面承载能力的附着物时，采取金属刷、砂纸、氧气—乙炔火焰进行去除。

5.2.4作业条件1 高强螺栓连接摩擦面处理经检验符合设计及标准要求。

2 高强螺栓连接副紧固轴力复检符合标准要求。

3 高强螺栓连接处摩擦面如采用生锈处理方法时，安装前应以钢丝刷除去摩擦面上的浮锈。

4 对因板厚公差、制造偏差或安装偏差等产生的接触面间隙，应按表5.2.4处理,合格后方可进行高强螺栓的安装。

表5.2.4 接触面间隙处理5.2.5操作工艺1高强螺栓的穿入,应在结构中心位置调整后进行,其穿入方向应以施工方便为准,力求一致。

安装时应注意垫圈的正反面，螺母有圆台面的一面应朝向垫圈有倒角的面。

2 高强度螺栓穿入时应能自由地穿入,如连接板的螺栓孔不同心，不能自由地穿入时，严禁强行穿入。

应该用铰刀进行修整，修整后的孔最大直径应小于1.2倍螺栓直径。

3在修整孔前，应将四周螺栓全部拧紧，确保连接板紧贴，防止铁屑进入板缝内，然后再进行铰孔。

严禁使用气割法扩孔。

4 扭剪型高强螺栓的拧紧分为初拧、终拧。

对于大型节点应分为初拧、复拧、终拧。

初拧扭矩值为0.13*Pc*d的50%左右,可参照表5.2.5-1选用。

复拧扭矩值等于初拧扭矩值。

初拧或复拧后的高强螺栓应用颜色在螺母上涂上标记,然后用专用扳手进行终拧,直至拧掉螺栓尾部梅花头。

对于个别不能用专用扳手进行终拧的扭剪型高强螺栓,可按下式规定的方法进行终拧(扭矩系数取0.13)。

Tc=k·Ｐc·dTc----终拧扭矩值（N·m）；Pc----施工预拉力值标准值（kN）见表5.2.5-1d----螺栓公称直径（mm）K----扭矩系数，(按下列公式计算).（5.2.5-1）公式式中 T---施拧扭矩(N.m)D---高强螺栓的公程直径(mm)P---螺栓预拉力(kN)表5.2.5-1 初拧扭矩值表5.2.5-2 高强螺栓施工预拉力(kn)5高强度螺栓终拧后,螺栓螺纹外露应为2至3扣,其中允许有10%的螺栓螺纹可外露1～4扣。

6一个接头上的高强螺栓，应从螺栓群中部开始安装，逐个拧紧。

初拧、复拧、终拧都应从螺栓中部开始向四周扩展逐个拧紧，每拧一遍均应用不同颜色的油漆做上标记，防止漏拧。

7扭剪型高强螺栓的紧固,一般初拧紧固轴力可以控制在50%～80%终拧紧固轴力值的范围。

对常用规格的高强螺栓（M20、M22、M24），初拧扭矩可控制在400～600N.m。

若采用转角法,初拧的转角控制在45°～75°之间,一般以60°为宜。

5.2.6扭剪型高强螺栓的施工过程1先将扳手内的套筒套在螺栓梅花头上，然后，轻轻扳动扳手，将外套筒套在螺母上。

待完成本项操作后，最后晃动一下扳手，确认内、外套筒是否套好，调整套筒与连接板垂直。

2 打开扳手开关，外套筒旋转至螺栓在断裂切口处断开。

3 切口断裂后，关闭扳手开关，将外套筒从螺母上卸下。

此时注意拿稳扳手，特别是高空作业。

4 起动扳手的顶杆开关，将套筒内拧断的螺栓梅花头顶出。

梅花头应收集在专用容器内，禁止随便丢弃，特别要防止高空坠落伤人事故发生。

5.2.7连接节点高强螺栓紧固顺序在一个独立单元柱间所有梁连接后,经水平仪、经纬仪复测柱子的水平标高和垂直度，确认符合设计要求后，按先上层柱梁节点，后下层柱梁节点的顺序对螺栓进行终拧，每个节点由中间向两侧依次对称紧固。

在完成一个独立单元柱间所有梁的连接并经测量仪器复测符合设计和规范要求后，用上述同样的方法，向左右或前后再各扩展一个单元，形成三个稳定的节间体后，进行一次总体的校正复验，确认符合设计规范要求后，即可向两侧扩展，随吊装随校正。

彻底完成三个节间的校正和高强螺栓的终拧后，从中间节间开始进行焊接工作。

5.3 节点焊接5.3.1 焊接方法的确定因框架节点多、焊缝多、焊接量大，要加快焊接速度、提高焊接质量，必须采取焊接热影响区小、焊接变形小、焊接速度快、焊接效率高的CO2气保焊。

5.3.2焊接程序焊前准备加热除锈安装焊接垫板及引弧板焊接检查填写作业记录5.3.3 焊前准备焊接材料检验与保管1 检查焊接材料的合格证、检验报告等材质证明齐全。

焊接材料的品种、规格、性能等应符合设计及现行国家产品标准。

2 不得使用生锈的焊丝,焊丝保管要妥当，应存放在仓库内保持干燥。

5.3.4 焊前检查1 检查柱、梁接头截面几何尺寸及长度2 检查焊口清理情况3 检查焊口尺寸和对口精度是否符合要求4 检查焊接部位防风措施是否到位5 检查垫板和引弧板的安装情况6 焊工操作平台、脚手架、等都要安装到位，保证必要的条件。

7 焊接设备检查，焊机型号正确，焊机要完好，必要的工具应配备齐全，电源线路要合理、安全可靠。

8 检查焊接参数是否调整适当，符合焊接工艺评定及相关规范的要求。

9 检查焊工合格证是否满足本工程的要求。

5.3.5 焊接工艺试验和工艺评定1 焊接工艺评定要根据所承担工程的设计节点形式、钢材类别、规格、采用的焊接方法、焊接位置等，制定焊接工艺评定方案，拟定相应的焊接工艺评定指导书。

由技能熟练的焊工焊接试件，切取试样并送有国家技术质量监督部门认证资质的检测单位进行检测试验。

2 焊接工艺评定报告即作为工程施工中编制焊接工艺的重要依据。

5.3.6柱与梁的焊接施工顺序及焊接工艺1 高层钢结构框架的焊接施工顺序总的原则是：结构对称、节点对称、全方位对称。

2单节柱焊接应先焊上层梁,后焊下层梁,以便框架稳固和便于施工。

3柱—梁上对称的两根梁一般情况下应同时施焊,而一根梁的两端不得同时焊接，要先焊梁的一端，待焊缝冷却至常温后，再焊另一端。