一級結構輔導：高強度螺栓的知識
發布時間：2010-01-14 共1頁
高強度螺栓在生產上全稱叫高強度螺栓連接副，一般不簡稱為高強螺栓。
根據安裝特點分為：六角頭螺栓和扭剪型螺栓。其中扭剪型只在10.9級中使用。
根據高強度螺栓的性能等級分為：8.8級和10.9級。其中8.8級僅有六角型高強度螺栓，在標示方法上，小數點前數字表示熱處理后的抗拉強度；小數點后的數字表示屈強比即屈服強度實測值與極限抗拉強度實測值之比。8.8級的意思就是螺栓桿的抗拉強度不小于800MPa，屈強比為0.8；10.9級的意思就是螺栓桿的抗拉強度不小于1000MPa，屈強比為0.9.
結構設計中高強度螺栓直徑一般有M16/M20/M22/M24/M27/M30，不過M22/M27為第二選擇系列，正常情況下選用M16/M20 /M24/M30為主。
高強度螺栓在抗剪設計上根據設計要求分為：高強度度螺栓承壓型和高強度螺栓摩擦型。摩擦型的承載能力取決于傳力摩擦面的抗滑移系數和摩擦面數量，噴砂（丸）后生赤銹的摩擦系數最高，但從實際操作來看受施工水平影響很，很多監理單位都提出能否降低標準來確保工程質量。承壓型的承載能力取決于螺栓抗剪能力和栓桿承壓能力能力的最小值。在只有一個連接面的情況下，M16摩擦型抗剪承載力為21.6~45.0kN，而M16承壓型抗剪承載力為39.2~48.6 kN，性能要優于摩擦型。在安裝上，承壓型工藝要簡單一些，連接面僅需清除油污及浮銹。
沿軸桿方向抗拉承載力，在鋼結構規范中寫的很有意思，摩擦型設計值等于0.8倍預拉力，承壓型設計值等于螺桿有效面積乘以材料抗拉強度設計值，看起來似乎有很區別，實際上兩個值基本一致，我一直不太明白規范為什么要這么寫，采用的都是同一種材料為何要用兩種表達方式計算同一個數值？
在同時承受剪力和桿軸方向拉力時，摩擦型要求是螺栓承受的剪力與受剪承載力之比加上螺桿承受軸力與受拉承載力應力比之和小于1.0，承壓型要求是螺栓承受的剪力與受剪承載力之比的平方加上螺桿承受軸力與受拉承載力應力比的平方之和小于1.0，也就是說在同種荷載組合情況下，相同直徑的承壓型高強度螺栓在設計上的安全儲備要高于摩擦型高強度螺栓的。
考慮到在強震反復作用下，連接摩擦面可能會失效，這時候的抗剪承載力還是要取決于螺栓抗剪能力和板件承壓能力，因此抗震規范規定了高強度螺栓極限受剪的承載力計算公式。
盡管承壓型在設計數值上占有優勢，但由于其屬于剪壓破壞型式，螺栓孔為類似普通螺栓的孔隙型螺栓孔，在承受荷載作用時的變形遠于摩擦型，所以高強度螺栓承壓型主要用于非抗震構件連接、非承受動荷載構件連接、非反復作用構件連接。
這兩種型式的正常使用極限狀態也是有區別的：
摩擦型連接是指在荷載基本組合作用下連接摩擦面發生相對滑移；
承壓型連接是指在荷載標準組合作用下連接件之間發生相對滑移；
根據安裝特點分為：六角頭螺栓和扭剪型螺栓。其中扭剪型只在10.9級中使用。
根據高強度螺栓的性能等級分為：8.8級和10.9級。其中8.8級僅有六角型高強度螺栓，在標示方法上，小數點前數字表示熱處理后的抗拉強度；小數點后的數字表示屈強比即屈服強度實測值與極限抗拉強度實測值之比。8.8級的意思就是螺栓桿的抗拉強度不小于800MPa，屈強比為0.8；10.9級的意思就是螺栓桿的抗拉強度不小于1000MPa，屈強比為0.9.
結構設計中高強度螺栓直徑一般有M16/M20/M22/M24/M27/M30，不過M22/M27為第二選擇系列，正常情況下選用M16/M20 /M24/M30為主。
高強度螺栓在抗剪設計上根據設計要求分為：高強度度螺栓承壓型和高強度螺栓摩擦型。摩擦型的承載能力取決于傳力摩擦面的抗滑移系數和摩擦面數量，噴砂（丸）后生赤銹的摩擦系數最高，但從實際操作來看受施工水平影響很，很多監理單位都提出能否降低標準來確保工程質量。承壓型的承載能力取決于螺栓抗剪能力和栓桿承壓能力能力的最小值。在只有一個連接面的情況下，M16摩擦型抗剪承載力為21.6~45.0kN，而M16承壓型抗剪承載力為39.2~48.6 kN，性能要優于摩擦型。在安裝上，承壓型工藝要簡單一些，連接面僅需清除油污及浮銹。
沿軸桿方向抗拉承載力，在鋼結構規范中寫的很有意思，摩擦型設計值等于0.8倍預拉力，承壓型設計值等于螺桿有效面積乘以材料抗拉強度設計值，看起來似乎有很區別，實際上兩個值基本一致，我一直不太明白規范為什么要這么寫，采用的都是同一種材料為何要用兩種表達方式計算同一個數值？
在同時承受剪力和桿軸方向拉力時，摩擦型要求是螺栓承受的剪力與受剪承載力之比加上螺桿承受軸力與受拉承載力應力比之和小于1.0，承壓型要求是螺栓承受的剪力與受剪承載力之比的平方加上螺桿承受軸力與受拉承載力應力比的平方之和小于1.0，也就是說在同種荷載組合情況下，相同直徑的承壓型高強度螺栓在設計上的安全儲備要高于摩擦型高強度螺栓的。
考慮到在強震反復作用下，連接摩擦面可能會失效，這時候的抗剪承載力還是要取決于螺栓抗剪能力和板件承壓能力，因此抗震規范規定了高強度螺栓極限受剪的承載力計算公式。
盡管承壓型在設計數值上占有優勢，但由于其屬于剪壓破壞型式，螺栓孔為類似普通螺栓的孔隙型螺栓孔，在承受荷載作用時的變形遠于摩擦型，所以高強度螺栓承壓型主要用于非抗震構件連接、非承受動荷載構件連接、非反復作用構件連接。
這兩種型式的正常使用極限狀態也是有區別的：
摩擦型連接是指在荷載基本組合作用下連接摩擦面發生相對滑移；
承壓型連接是指在荷載標準組合作用下連接件之間發生相對滑移；
