螺栓連接是一種常見的鋼結構連接方式，它通過螺栓和螺母的配合實現鋼構件之間的緊固。在實際應用中，這種連接方式具有安裝簡便、拆卸方便、承載能力強等優點。由于螺栓連接具有一定的抗拉性能，因此可以有效地傳遞載荷，保證結構的穩定性和安全性。螺栓連接還具有良好的抗震性能，能夠有效地吸收地震能量，降低地震對建筑的影響。螺栓連接也存在一些不足之處，如需要使用專用工具進行施工，施工過程繁瑣，且對施工人員的技能要求較高。在實際工程中，應根據具體情況選擇合適的連接方式，以確保鋼結構的安全和穩定。

一、鋼結構中螺栓連接概述

鋼結構中的螺栓連接是將鋼構件通過螺栓和螺母緊固在一起的連接方式，是保證結構整體性和安全性的關鍵環節，它直接影響到結構的承載能力、剛度、穩定性和耐久性。這種連接方式具有裝拆方便、受力性能好、適應性強等優點，適用于需要經常拆卸和檢修的結構，以及承受動力荷載的結構，在地震區和高烈度地區，螺栓連接也具有良好的抗震性能。

二、螺栓的種類

（一）普通螺栓

1. 粗制螺栓
   • 普通螺栓按形式可分為六角頭螺栓、雙頭螺栓、沉頭螺栓等，鋼結構用連接螺栓，除特殊說明外，一般即為普通粗制C級螺栓。粗制螺栓還普遍用于廠房鋼結構的預拼裝、鉚接構件鉚接前的預緊固以及高強度螺栓連接前的組裝和安裝節點焊接前的臨時緊固等。
2. 精制螺栓
   • 連接時，其孔徑應與螺桿直徑相同，螺栓穿入螺孔時應用錘擊打入，制孔質量和螺桿的加工精度要有嚴格要求。精制螺栓連接用于一些經常拆裝和無法鉚接的結構連接，但在建筑鋼結構中極少使用，一般用于機械產品。

（二）高強度螺栓

1. 摩擦型高強螺栓
   • 靠螺栓緊固壓力使連接板層貼緊后在鋼板接觸表面產生的摩擦力來傳遞外力。對構件表面進行噴砂處理后生成赤銹面，可獲得較大的摩擦系數，減少連接螺栓的數量。
2. 承壓型高強度螺栓
   • 使構件間產生的摩擦力和螺栓中心軸剪切力與構件的承壓力同時作用來傳遞應力，其孔徑應比螺栓公稱直徑$d$大$1.0 - 1.5mm$。制孔采用數控鉆床鉆孔和鉆模鉆孔等方法。實際上摩擦型高強螺栓和承壓型高強螺栓是同一種螺栓，只不過是設計是否考慮滑移。
3. 大六角高強螺栓
   • 由一個高強度螺栓、一個螺母和兩個墊圈可組成高強度螺栓連接副。施工時，先用粗制螺栓將結構臨時固定，待結構安裝找正后，再從螺栓群中部開始逐個將粗制螺栓換上高強度螺栓并進行初擰，初擰后再順次進行復擰和終擰。初擰扭矩值為終擰扭矩值的$50\%$，復擰扭矩值等于終擰扭矩值，終擰扭矩值計算公式為$T_{c}=K*P_{c}*d$（$T_{c}$為終擰扭矩值，$N·m$；$P_{c}$為施工預拉力，$kN$；$d$為高強度螺栓螺紋直徑，$mm$），施擰采用扭矩扳手，每次使用前應進行扭矩校正。
4. 扭剪型高強螺栓
   • 由一個高強度螺栓、一個螺母和一個墊圈組成扭剪型高強螺栓連接副。進行扭剪型高強度螺栓連接副安裝時，應僅在螺母一側加一個墊圈。初擰扭矩值計算公式為$T_{c}=0.065*P_{c}*d$（式中$T_{c}$為初擰扭矩值，$N·m$；$P_{c}$為施工預拉力，$kN$；$d$為高強度螺栓螺紋直徑，$mm$），終擰采用專用扳手將尾部梅花頭擰斷為止。質量檢查的重點應放在施工過程的監督檢查。

三、螺栓連接的施工

（一）施工準備

1. 檢查螺栓規格、數量和質量，準備相應的施工工具和緊固設備，如扭矩扳手等。

（二）安裝過程

1. 對于大六角高強度螺栓連接副安裝時，螺栓兩邊應各加一個墊圈，初擰扭矩值為終擰扭矩值的$50\%$，復擰扭矩值等于終擰扭矩值，按照一定順序（從螺栓群中央向外施擰，即從中央向受約束的邊緣施擰）進行初擰、復擰和終擰操作，終擰扭矩值計算公式為$T_{c}=K*P_{c}*d$。扭剪型高強螺栓連接副安裝時，應僅在螺母一側加一個墊圈，初擰扭矩值按$T_{c}=0.065*P_{c}*d$計算，終擰采用專用扳手將尾部梅花頭擰斷為止。
2. 在鋼構件組裝時應先安裝臨時螺栓，臨時安裝螺栓不能用高強度螺栓，結構安裝找正后再替換為高強度螺栓。

（三）質量檢查驗收

1. 對安裝完成的螺栓連接進行質量檢查，包括外觀檢查、緊固力矩檢查和連接件間隙檢查等，符合設計要求和施工規范，無松動、脫落和明顯變形等現象，緊固力矩和連接件間隙滿足規定要求。

四、螺栓連接的設計要點

1. 根據被連接構件的受力特點和安裝要求選擇合適的螺栓類型，如普通螺栓、高強度螺栓等。
2. 根據被連接構件的厚度和受力要求確定螺栓直徑和長度。
3. 根據螺栓直徑和安裝要求設計螺栓孔的大小和位置。
4. 根據螺栓類型和直徑確定緊固力矩，確保連接的緊固程度符合設計要求。

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