到底是啥子螺栓吗?
钢结构设计和施工中,经常会遇到各种各样的螺栓名称,例如:永久螺栓、安装螺栓、普遍螺栓、高强度螺栓、大六角螺栓、扭剪型高强螺栓、高强螺栓摩擦型连接、高强螺栓承压型连接等等,到底这些螺栓是啥子意思,有啥子区别,很多工程人员经常傻傻分不清。
今天小编就班门弄斧一次,对螺栓做个简单介绍,以期对您有所帮助。
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永久螺栓和安装螺栓
永久螺栓和安装螺栓,两者“道不同,不相为谋。”
永久螺栓一般是施工安装完成后长期使用的螺栓,是一种不可再拆连接的螺栓,普通螺栓和高强螺栓均可作为永久螺栓,这主要看设计要求。
而安装螺栓服务于施工安装过程,一般采用普通螺栓,待施工完成后可拆除或重复利用,有时候安装螺栓也叫施工螺栓。
设计中经常用以下两种图例来表示永久螺栓和安装螺栓。

永久螺栓图例

安装螺栓图例
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普通螺栓和高强螺栓
普通螺栓和高强螺栓有点社会、有点江湖,普通螺栓是小弟,高强螺栓是大哥。大哥可承受的荷载比小弟要大。
(1)从原材料看
普通螺栓采用Q235级钢制造,高强螺栓采用45号钢、40硼钢、20锰钛硼钢等高强度材料制造。
(2)从强度等级看
普通螺栓强度等级较低,一般为4.4级、4.8级、5.6级和8.8级。高强螺栓常用8.8和10.9两个等级,其中10.9级居多。
(3)从受力特点看
普通螺栓靠栓杆抗剪和孔壁承压来传递剪力,拧紧螺帽时产生预拉力很小,其影响可忽略不计。而高强螺栓除材料强度高外,还给螺栓施加很大的预拉力,使连接构件间产生挤压力,从而使垂直于螺杆方向有很大摩擦力,以此来抵抗外力,而且预拉力、抗滑移系数和钢材种类都直接影响高强螺栓的承载力。
(4)从重复利用看
高强螺栓的一个非常重要特点就是限单次使用,严禁重复使用,使用过程中对松动的高强螺栓二次紧固是错误的做法,起不到应有的效果;普通螺栓若螺杆和螺栓状况良好,可重复使用。
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高强螺栓承压型连接和摩擦型连接
高强度螺栓摩擦型连接和承压型连接,说明了高强螺栓作为螺栓是有底线的、有自尊的。

摩擦型连接承受剪力的底线是设计荷载引起的剪力不超过摩擦力,也即保证连接在整个使用期间内外剪力不超过最大摩擦力,板件不会发生相对滑移变形,被连接板件按弹性整体受力;承压型连接的底线则是以杆身不被剪坏或板件不被压坏为设计准则,也即是允许外剪力超过最大摩擦力,这时被连接板件之间发生相对滑移变形,直到螺栓杆与孔壁接触,此后连接就靠螺栓杆身剪切和孔壁承压以及板件接触面间的摩擦力共同受力。这两种连接其实是一种螺栓的两种不同连接方式,两者的本质区别是极限状态不同。很显然,承压型连接的底线要比摩擦型连接的要低。
为了增大高强螺栓连接中接触面的摩擦系数,施工时常采用喷砂、用钢丝刷清理等方法对连接范围内构件接触面进行处理。
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大六角头高强螺栓和扭剪型高强螺栓
高强螺栓按施工工艺可分为大六角头高强螺栓和扭剪型高强螺栓两种,其连接性能和本身的力学性能都是相同的,且都是以扭矩大小确定螺栓轴向力的大小。但两者还有很大不同,一起来看它们的区别。
(1)从外观上看
大六角头高强螺栓和扭剪型高强螺栓外形不一样,大六角头部是六角型的,扭剪型头部是半圆形的,而且螺栓尾部还有一个梅花头。

大六角头高强螺栓

扭剪型高强螺栓
(2)从安装方式上看
大六角头高强螺栓用扭力扳手安装;扭剪型高强螺栓在安装过程中通过尾部的梅花头控制,利用扭矩的反力将螺栓逆向旋紧,直到螺栓的直齿状尾端破断为止。
(3)从配套方式上看
大六角头高强螺栓和扭剪型高强螺栓配套不一样。大六角头每套是配一个螺栓、一个螺母、二个平垫;而扭剪型是一个螺栓、一个螺母和一个平垫。
(4)从扭矩的控制上看
大六角头高强螺栓的扭矩是由施工工具来控制,而扭剪型高强螺栓属于自标量型螺栓,其施工紧固扭矩是由螺杆与螺栓尾部梅花头之间的切口直径决定,即靠其扭断力矩来控制,施工时要采用专用电动扳手。
大六角高强螺栓属于普通螺栓的高强度级,而扭剪型高强螺栓则是大六角高强螺栓的改进型,虽然是同一种螺栓,但是在一些细微方面还有很大不同。两者相比,扭剪型高强螺栓更具有施工方便、检查直观、受力良好、保证质量等优点,应用较广泛。
总之,作为一个有良知的“螺栓”必须做到“知行合一、承上启下”,在构件间起承转合,发挥其自身价值。若想与结构一样天长地久,就必须以天地为念,做到清心寡欲、不自生,做到刚柔并济。毕竟“金玉满堂,莫之能守”!
撰稿|辛 雷
编辑|于英俊
校对|王 玲
