高强度螺栓

高强度螺栓

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2023年3月1日发(作者：云课堂智慧)

高强度螺栓级别分类

长度=连接板层总厚+紧固长度加长值+螺母公称厚度+垫圈个数*垫圈

厚度+3*螺纹螺距

高强螺栓就是高强度的螺栓,属于一种标准件.

高强螺栓主要应用在钢结构工程上,用来连接钢结构钢板的连接点.

高强螺栓分为扭剪型高强螺栓和大六角高强螺栓,大六角高强螺栓属

于普通螺丝的高强度级,而扭剪型高强螺栓则是大六角高强螺栓的改

进型,为了更好施工.

高强螺栓的施工必须先初紧后终紧,初紧高强螺栓需用冲击型电动扳

手或扭矩可调电动扳手;而终紧高强螺栓有严格的要求,终紧扭剪型高

强螺栓必须用扭剪型电动扳手,终紧扭矩型高强螺栓必须用扭矩型电

动扳手.

大六角强螺栓由一个螺栓，一个螺母，两个垫圈组成。

扭剪型高强螺栓由一个螺栓，一个螺母，一个垫圈组成

等级。碳钢：公制螺栓机械性能等级可分为：3.6、4.6、4.8、5.6、

5.8、6.8、8.8、9.8、

10.9、12.9共10个性能等级。不锈钢分为60,70,80(奥氏体)；

50,70,80,110(马氏体)；45,60（铁氏体）三类。

高强度螺栓连接具有安装简便、迅速、能装能拆和承压高、受力性能

好、安全可靠等优点。它的特点是：

（1）改善结构受力情况。采用摩擦型高强度螺栓连接所受的力靠钢

板表面的磨擦力传递，传递力的面积大、应力集中现象得到改善，提

高了构件的疲劳强度。

（2）螺栓用量少。高强度螺栓承载能力大、一个直径d＝22mm的

40硼钢高强度螺栓的承载能力为：

而一个23mm直径的普通铆钉的抗剪强度为：

可见高强度螺栓的承载能力比铆钉高约18％、在受力相同的

情况下，高强度螺栓的数量相对比铆钉数量少。因此节点拼接板的几

何尺寸就小，可以节省钢材。

（3）加快施工进度。高强度螺栓施工简便，对于一个不熟悉高强度

螺栓施工的工人，只要经过简单的培训，就可以上岗操作。

（4）在钢结构运输过程中不易松动，且在使用中减少维护工作量。

如果发生松动即可个别更换，不影响其周围螺栓的连接。

（5）施工劳动条件好，而且栓孔可在工厂一次成型，省去二次扩孔

的工序。

分类：

（1）摩擦型高强度螺栓：适用于钢框架结构梁、柱连接，实腹梁连

接，工业厂房的重型吊车梁连接，制动系统和承受动荷载的重要结构

的连接。

（2）承压型高强度螺栓：可用于允许产生少量滑动的静载结构或间

接承受动荷载的构件中的抗剪连接。

（3）抗拉型高强度螺栓：螺栓受拉时，疲劳强度较低，在动载作用

下，其承载能力不易超过0.6P(P为螺栓的允许轴力)，因此，仅适用

于静载作用下使用，如受压杆件的法蓝对接、T型接头等。

1、高强度螺栓连接副的概念理解

不少工程人员错误认为扭剪型高强度螺栓是摩擦型的，而大六角高强

度螺栓是承压型的。高强度螺栓在生产上全称叫高强度螺栓连接副，

一般不简称为高强螺栓。每一个连接副包括一个螺栓，一个螺母，两

个垫圈，均是同一批生产，并且是在同一热处理工艺加工过的产品。

根据安装特点分为大六角头螺栓和扭剪型螺栓。根据高强度螺栓的性

能等级分为8.8级和10.9级，其中扭剪型只在10.9级中使用。在标

示方法上，小数点前数字表示热处理后的抗拉强度，小数点后的数字

表示屈强比即屈服强度实测值与极限抗拉强度实测值之比。8.8级表

示螺栓杆的抗拉强度不小于800MPa，屈强比为0.8；10.9级表示螺

栓杆的抗拉强度不小于1000MPa，屈强比为0.9。结构设计中高强螺

栓直径一般有M16/M20/M22/M24/M27/M30，不过M22/M27为第二

选择系列，正常情况下选用M16/M20/M24/M30为主。

高强度螺栓连接副组装时，螺母带圆台面的一侧应朝向垫圈有倒角的

一侧。对于大六角头高强度螺栓连接副组装时，螺栓头下垫圈有倒角

的一侧应朝向螺栓头。

2、高强度螺栓连接摩擦面的抗滑移系数检验

钢结构验收规范GB50205明确规定：制作和安装单位应分别进行抗

滑移试验和复验（强条6.3.1条）。抗滑移系数必须大于等于设计值。

现场制作试件时，试件与所代表的钢结构构件应同一材质，同批制作，

采用同一摩擦面处理工艺和具有相同的表面状态，并应采用同一批同

一性能等级的高强螺栓连接副，在同一环境下存放以供抗滑移试验。

如构件系成品出厂，则除了厂内要抗滑移系数试验报告外，制造厂还

应同时提供每批三组试件以便构件进场后现场检验抗滑移系数是否符

合要求。

工程资料的检查中，很多工地仅有制造厂在厂内的抗滑移系数试验报

告，缺乏提供给工地现场的试件的抗滑移系数的复试报告。

抗滑移系数检验应以钢结构制造批为单位，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。每批三组

试件。

GB50017-2003中提到摩擦面常规的处理方法包括：喷砂（丸）、喷

砂（丸）后涂无机富锌漆、喷砂（丸）后生赤锈等。

需要特别指出的是：很多工程送检的抗滑移系数很高，实际构件摩擦

面处理很差，完全不能满足设计要求的抗滑移系数；或者设计要求的

摩擦面为喷砂（丸）后涂无机富锌漆，而送检的为未涂漆处理的（涂

漆后摩擦系数降低）。对于抗滑移系数设计取值较大的工程，现场监

督如发现此类情况，必须责令整改并对处理后的摩擦面重新进行检测，

否则可能留下严重质量隐患

螺栓：由头部和螺杆（带有外螺纹的圆柱体）两部分组成的一类紧固

件，需与螺母配合，用于紧固连接两个带有通孔的零件。这种连接形

式称螺栓连接。如把螺母从螺栓上旋下，又可以使这两个零件分开，

故螺栓连接是属于可拆卸连接。

螺栓的分类：

1、按连接的受力方式,有普通的和有铰制孔用的.铰制孔用的螺栓

要和孔的尺寸配合,用在受横向力时.

2、按头部形状有六角头的,圆头的,方形头的,沉头的,等等一般沉

头用在要求连接后表面光滑没突起的地方,因为沉头可以拧到零件里.

圆头也可以拧进零件里.方头的拧紧力可以大些,但是尺寸很大.六角头

是最常用的.

另外为了满足安装后锁紧的需要,有头部有孔的,杆部有孔的,这些

孔可以使螺栓受振动时不至松脱.

有的螺栓没螺纹的光杆要做细,叫细腰螺栓.这种螺栓有利于受变

力的联结.

钢结构上有专用的高强度螺栓.头部会做大些.尺寸也有变化.

另外有特殊用处的:T形槽螺栓用,机床夹具上用的最多,形状特殊,

头部两侧要切掉.地脚螺栓,用于机器和地面连接固定的,有很多种形

状.U形螺栓,如前述.等等.

还有焊接用的专用螺柱,一头有螺纹一头没,可以焊在零件上,另一

边直接拧螺母.

具体来说：

普通螺栓与高强螺栓的受力性能与计算方法均有所区别的。高强螺栓

的受力首先是通过在其内部施加预拉力P，然后在被连接件之间的接

触面上产生摩擦阻力来承受外荷载的，而普通螺栓则是直接承受外荷

载的。

更具体的来说：

高强度螺栓连接具有施工简单、受力性能好、可拆换、耐疲劳、以及

在动力荷载作用下不致松动等优点，是很有发展前途的连接方法。

高强度螺栓是用特制的扳手上紧螺帽，使螺栓产生巨大而又受控制的

预拉力，通过螺帽和垫板，对被连接件也产生了同样大小的预压力。

在预压力作用下，沿被连接件表面就会产生较大的摩擦力，显然，只

要轴力小于此摩擦力，构件便不会滑移，连接就不会受到破坏，这就

是高强度螺栓连接的原理。

高强度螺栓连接是靠连接件接触面间的摩擦力来阻止其相互滑移的，

为使接触面有足够的摩擦力，就必须提高构件的夹紧力和增大构件接

触面的摩擦系数。构件间的夹紧力是靠对螺栓施加预拉力来实现的，

所以螺栓必须采用高强度钢制造，这也就是称为高强度螺栓连接的原

因。

高强度螺栓连接中，摩擦系数的大小对承载力的影响很大。试验表明，

摩擦系数主要受接触面的形式和构件的材质影响。为了增大接触面的

摩擦系数，施工时常采用应喷砂、用钢丝刷清理等方法对连接范围内

构件接触面进行处理。

高强度螺栓实际上有摩擦型和承压型两种。

摩擦型高强度螺栓承受剪力的准则是设计荷载引起的剪力不超过摩擦

力。

承压型高强度螺栓则是以杆身不被剪坏或板件不被压坏为设计准则。

焊缝等级

1.焊缝等级是施工验收等级，有三级。三级最低，只要求外观检查和

尺寸检查。二级要求部分作超声波探伤检查。一级最高，要求全部做

探伤检查。

2.对焊缝等级来说，原则是受拉等级高于受压，受动力的高于受静力

的。

3.对接焊缝一般需要做无损探伤（或部分需要）。故一般对接焊缝的

焊接等级为二级或一级，不小于二级。

4.角焊缝没必要作无损探伤，故角焊缝为一级的话，就没有多少意义。

一般角焊缝为二级或三级。

5.焊缝等级见钢规7.1.1条，注意条文解释。

普通螺栓

1.普通螺栓分A、B、C三种。前两种是精制螺栓，较少用。一般说

的普通螺栓，均指C级普通螺栓。

2.在一些临时连接及需拆卸的连接中，常用到C级普通螺栓。建筑

结构常用的普通螺栓有M16、M20、M24。某些机械工业粗制螺栓直

径可能比较大，用途特殊。

高强螺栓

3.高强螺栓的材料与普通螺栓不同。高强螺栓一般用于永久连接。常

用的有M16~M30。超大规格的高强螺栓性能不稳定，应慎重使用。

4.建筑结构的主构件的螺栓连接，一般均采用高强螺栓连接。

5.工厂出厂的高强螺栓并不分承压型还是摩擦型。

6.究竟是摩擦型高强螺栓与承压型高强螺栓？实际上是设计计算方

法上有区别：

（1）摩擦型高强螺栓以板层间出现滑动作为承载能力极限状态。

（2）承压型高强螺栓以板层间出现滑动作为正常使用极限状态，而

以连接破坏作为承载能力极限状态。

7.摩擦型高强螺栓并不能充分发挥螺栓的潜能。在实际应用中，对十

分重要的结构或承受动力荷载的结构，尤其是荷载引起反向应力时，

应该用摩擦型高强螺拴，此时可把未发挥的螺栓潜能作为安全储备。

除此以外的地方应采用承压型高强螺栓连接以降低造价。

普通螺栓与高强螺栓区别

8.普通螺栓可重复使用，高强螺栓不可重复使用。

9.高强螺栓一般由高强钢材制成（45号钢(8.8s),20MmTiB(10.9S)，

是预应力螺栓,摩擦型用扭矩扳手施加规定预应力,承压型拧掉梅花

头。普通螺栓一般由普通钢材(Q235)制成，只需拧紧即可。

10.普通螺栓一般为4.4级、4.8级、5.6级和8.8级。高强螺栓一般为

8.8级和10.9级，其中10.9级居多。

11.普通螺栓的螺孔不一定比高强螺栓大。实际上，普通螺栓螺孔比较

小。

12.普通螺栓A、B级螺孔一般只比螺栓大0.3~0.5mm。C级螺孔一般

比螺栓大1.0~1.5mm。

13.摩擦型高强螺栓靠摩擦力传递荷载，所以螺杆与螺孔之差可达

1.5～2.0mm。

14.承压型高强螺栓传力特性是保证在正常使用情况下，剪力不超过摩

擦力，与摩擦型高强螺栓相同。当荷载再增大时，连接板间将发生相

对滑移，连接依靠螺杆抗剪和孔壁承压来传力，与普通螺栓相同，所

以螺杆与螺孔之差略小些，为1.0～1.5mm。

柱脚锚栓

19.锚栓没有等级，只有材料之分：Q235和Q345。建筑结构上用锚

栓最多的就是柱脚锚栓。

20.柱脚锚栓既不属于普通螺栓也不属于高强螺栓。严格来说，它不属

于螺栓。柱脚锚栓一般采用M20或M24。

21.柱脚锚栓的制造标准应该同普通螺栓的制造标准。柱脚锚栓买入

的长度应该与其与混凝土之间的摩擦力，还有就是锚栓的形式有关。

膨胀螺栓和化学螺栓

22.不管是膨胀锚栓还是化学锚栓，均非国标规范中的连接形式，应避

免使用这类连接，尤其是重要的连接中。均应采用事先预埋件。

23.膨胀锚栓主要靠膨胀管的张开与砼产生摩擦力来抗拔的。抗拔力的

大小与施工工艺关系较大，人为因素较大，抽检做抗拉实验也没用。

24.化学锚栓是采用打孔机打孔成型，将栓杆放入，然后灌入化学浆料

以成锚固作用。常见的如慧鱼、喜力得等品牌。

25.膨胀螺栓和化学螺栓，其实都属于锚栓性质。在某些情况下，因为

没有事先预埋，就需要用到膨胀螺栓或化学锚栓了。但这种情形应该

在设计中努力避免。因为锚栓都应该预埋。例如柱脚锚栓。因为只有

这样，才能保证最佳的粘接和受力。而且事后打孔，常常会对砼中的

受力钢筋以及砼本身造成损伤。

26.砼规中，对于预埋在混凝土中的构件，都称之为预埋件。根据建设

部文件，膨胀螺栓不得用于幕墙。一般新建工程，严禁采用膨胀锚栓，

都应该采用预埋。