高强螺栓连接

Q：施工图说明中只提到用高强螺栓，而不指明是摩擦型还是承压型，而在摩擦型高强螺栓和承压型高强螺栓在材料采购上也是没有区别的，摩擦型和承压型高强螺栓究竟有何区别和联系呢？（补充阐述了其它一些螺栓的性质和运用）

1、概念的澄清

大家应注意规范表达方法：没有摩擦型螺栓或承压型螺栓这种说法。应该都称为高强度螺栓，只是分为摩擦型连接和承压型连接 2 种连接形式。其实高强螺栓的产品类型中只有大六角和扭剪型之分。

2、受力机理的不同

高强螺栓按传力机理分摩擦型高强螺栓和承压型高强螺栓。这两种螺栓构造、安装基本相同。高强度螺栓安装时将螺帽拧紧，使螺杆产生预拉力而压紧构件接触面，靠接触面的摩擦来阻止连接板相互滑移，以达到传递外力的目的。但是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。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。

在抗剪设计时，高强螺栓摩擦型连接是以外剪力达到板件接触面间由螺栓拧紧力所提供的可能最大摩擦力作为极限状态，也即是保证

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（螺杆和孔壁之间始终保持原有的空隙量），被连接板件按弹性整体受

力。

在抗剪设计时，高强螺栓承压型连接中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传力，最后以杆身剪切或孔壁承压破坏作为连接受剪的极限状态。承压型高强螺栓可以滑动，螺栓也承受剪力，最终破坏相当于普通螺栓破坏（螺栓剪坏或钢板压坏）。

《钢结构设计规范》（ GB50017-2003 ）规定，承压型连接不再需要摩擦面抗滑移系数值来进行连接设计，因此从施工角度上，承压型连接可以不对摩擦面处理有特殊要求（与表面除锈同处理即可），不再进行摩擦面抗滑移系数试验，从施工质量验收角度上，承压型连接只比摩擦型连接减少了摩擦面抗滑移系数检验一项内容，其余验收项目完全一致。

3、两者在极限状态上的不同

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。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。

摩阵高强卿栓和承压高强蟆栓破坏示意图

钢板压坏;

4、计算方法上的不同高强螺栓摩擦型连接和高强螺栓承压型连接的区别是在设计时的极限状态不同，所以承受剪力和拉力时的计算公式也不同，另外高强螺栓承压型连接的计算和连接板有关，具体见下图。

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5、连接特点及使用范围的不同

1) 高强度螺栓承压型连接特点：

1、承载力及强度级别高，为 8.8 及 10.9 级，要求高强度材料，并需热处理加工，价格较高。

2、连接紧密，组装时需施加预拉力并用特殊施拧工具，但接触面要求干净无浮锈或干净的轧制表面。

3、达最大承载力时，连接可能产生微量滑移。

4、抗剪计算需考虑母材削弱。高强度螺栓承压型连接适用范围：

1、要求承载力很高，并受静载的现场连接。

2、对变形控制不严格的，大型拆装结构的连接。

3、实际建筑工程中很少应用。

2)高强度螺栓摩擦型连接特点：

1、承载力及强度级别高，为 8.8 及 10.9 级，要求高强度材料，并需热处理加工，价格较高。

2、连接紧密，组装时需施加预拉力并用特殊施拧工具，但接触面要求干净无浮锈或干净的轧制表面。

3、同样强度级别条件下，承载力较承压型连接低，但抗疲劳性能良好。

4、抗剪计算需考虑母材削弱。

5、轴心受力时因有孔前传力作用，母材削弱影响较小。

高强度螺栓摩擦型连接适用范围： 1、承受直接动荷载或需作疲劳验算的结构连接。

2、高层、大跨或高烈度地震区等重要结构的连接或大型拼接。

5、高强螺栓连接是通过螺栓杆内很大的拧紧预拉力把连接板的板件夹紧，

足以产生很大的摩擦力，从而提高连接的整体性和刚度，当受剪力时，按照设计和受力要求的不同，可分为高强螺栓摩擦型连接和高强螺栓承压型连接两种，两者的本质区别是极限状态不同，在计算方法、要求、适用范围等方面都有很大的不同。《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》 JGJ 82-91 中规定高强度螺栓承压型连接不得用于下列各种构件连接中：

1、直接承受动力荷载的构件连接；

2、承受反复荷载作用的构件连接；

3、冷弯薄壁型钢构件连接；

6 、点评

1、高强度螺栓摩擦型连接和高强度螺栓承压型连接不是两个连接接头形式，而是同一个连接的两个不同阶段。对同一个高强度螺栓连接，承压型连接的承载力应该高于摩擦型连接的承载力，但在设计时，需要考虑连接板厚度与螺栓直径的匹配。

2、摩擦型连接和承压型连接在施工方面所使用的高强度螺栓连接副是相同的，而且高强度螺栓连接副紧固的方法和预拉力值的要求也相同。也就是说，设计时只确定高强度螺栓连接副的性能等级，如 8.8 级、 10.9 级等，施工单位应根据工程（特别是节点构造）情况，施工经验以及市场价格等因素。目前国内市场有两种类型可选择，即扭剪型高强度螺栓连接副和高强度大六角头螺栓连接副。

3、高强度螺栓承压型连接其连接钢板的孔径要比摩擦型更小些，主要是考虑控制承压型连接在接头滑移后的变形，而摩擦型连接不存在接头滑移问