螺栓在钢结构设计中应注意的事项

探究

    摘 要: 螺栓在钢结构设计中是一个重要的角色，占据重要的位置，不同的螺栓的用途不
用，比较普遍的主要有地脚螺栓，普通螺栓和高强螺栓。本文对这三种不同的螺栓进行全面
剖析，分别阐述其用途与施工要点，以及相关的参数。

 

　　关键词

: 螺栓，钢结构设计，注意事项 

　　

1 高强螺栓 

　　钢结构因其制造简便

,制作与施工分离,施工周期短;钢结构材料的强度高、塑性和韧性好;

钢材的强度与密度之比要比砼大得多

;材质均匀和力学计算的假定比较符合,所以在现代工程

中被广泛应用。而高强度螺栓连接具有施工简单

,拆装方便;连接紧密,受力良好,耐疲劳，可拆

换，安装简单，便于养护以及动力荷载作用下不易松动等优点。因而在钢结构设计、施工中
有不可替代作用。也正因为高强螺栓在结构承载力中责任重大，故在其施工及质量验收过程
不容忽视。

 

　　高强度螺栓按现行国家标准，大六角头高强螺栓的规格为

M12 ～ M30，其性能等级分

为

 8.8 级和 10.9 级，剪扭型高强螺栓规格为 M16 ～ M24，其性能等级只有 10.9 级( 钢结构

规范条文说明

3.3.8.3) 。高强螺栓的连接方式主要有两种类型: 一种是只是通过摩擦接触面

上的摩擦阻力来传力，它以所受到的剪力不超过摩擦力作为设计值来进行计算，称这种连
接方法为摩擦型连接方法

; 第二种是受剪时允许接触面发生一定的相对滑移，以达到破坏时

的极限承载力作为设计值来进行计算，称这种连接方法为承压型连接方法。摩擦型连接方法
的剪切变形相对较小，处于弹性工作阶段，施工相对简单，可以拆卸并重新安装，耐疲劳
性能比较好，所以比较适合用于承受动力荷载的结构类型。承压型连接方法由于其承载力大
大高于摩擦型，连接比较紧促，然而剪切变形较大，所以不能直接用于承受动力荷载的结
构当中，所以在工业设计中高强螺栓的连接主要采用摩擦型连接。采用摩擦型连接方式连接
的抗剪构件中，每个高强螺栓所承受的承载力设计值应按下列公式进行计算

: 

　　其中，

nf 为传力摩擦面数目; μ 为摩擦面抗滑移系数; p 为高强螺栓的预拉力。 

　　在螺栓杆轴方向受拉时的连接中，其中每个高强螺栓的承载力设计值取

 Nbv= 0.8p。 

　　当高强度螺栓摩擦型连接同时承受摩擦面间的剪力和螺栓

 

　　杆轴方向的外拉力时，其承载力计算公式为

: 

　　

 

　　摩擦型连接螺栓的抗剪承载力设计值与摩擦面的抗滑移系数

 μ 及高强螺栓的预拉力 p 

成正比，摩擦抗滑移系数与构件的钢号以及连接处构件接触面的处理方法有关。喷砂及喷砂
后生赤锈抗滑移系数大，但有可能接触面被腐蚀，喷砂后涂无机富锌漆防腐蚀性能好但抗
滑移系数小，螺栓承载力低，常用到的表面处理方法是喷砂，或喷砂后生赤锈。抗滑移系数
与连接件的钢号有关，当连接件的钢号不是同一种时，按低钢号考虑。高强螺栓的螺孔应该
采用钻孔的成孔方式。摩擦型螺栓连接的高强螺栓孔径应比其公称直径

 d  大 1.5 mm  ～

 

2.0mm，承压型螺栓连接的高强螺栓孔径应比其公称直径 d 大 1.0 mm ～1.5mm。所以在进
行结构设计时，在图纸中应该写明高强螺栓的性能等级、螺栓的连接形式、构件表面的处理
方法以及抗滑移系数等的具体内容。

 

　　

2 普通螺栓 

　　普通螺栓大致上可以分为

 A，B，C 三级。A 级和 B 级均为精制螺栓，加工精度相对比

较高，

C 级为粗制螺栓。其螺栓表面粗糙，所以抗拉强度较低，并且由于螺栓杆和螺栓孔之

间存在着较大的间隙，当螺栓受到剪力作用时，会产生比较大的剪切滑移，所以连接变形