鋼結(jié)構(gòu)工程中使用的螺栓種類繁多,根據(jù)其性能等級、連接原理和形式的不同,主要可以分為以下幾大類:
一、按性能等級和連接原理分類(這是最核心的分類方式)
1. 普通螺栓(C級螺栓)
· 等級標識: 通常為 4.8級。
· 特點:
· 制作精度較低,孔徑比桿徑大1.0~2.0mm,便于安裝。
· 抗剪性能較差,主要用于承受拉力的連接,或安裝時的臨時固定。
· 價格便宜,安裝方便。
· 常見形式: 六角頭螺栓、雙頭螺栓等。
· 應(yīng)用場景: 次要結(jié)構(gòu)、臨時支撐、安裝定位(預裝配)等。
2. 高強度螺栓(核心承力連接件)
高強度螺栓是鋼結(jié)構(gòu)工程中最重要的連接方式,通過施加巨大的預拉力,使被連接件之間產(chǎn)生強大的摩擦力來傳遞力。其性能等級較高。
· 大六角頭高強度螺栓(Hexagon Head High-Strength Bolt)
· 等級標識: 常用 8.8級 和 10.9級。
· 特點:
· 由一個螺栓、一個螺母和兩個墊圈組成。
· 施工時,通過扭矩扳手擰緊螺母來施加預拉力。
· 擰緊時,需要控制扭矩和扭矩系數(shù)。
· 扭剪型高強度螺栓(Torshear Type High-Strength Bolt)
· 等級標識: 均為 10.9級。
· 特點:
· 螺栓尾部有一個“梅花頭”,作為擰緊過程的控制部分。
· 使用專用電動扳手(扭剪扳手)擰緊,當預拉力達到規(guī)定值時,梅花頭會被擰斷,施工非常直觀可靠,易于檢查。
· 是目前應(yīng)用最廣泛的高強度螺栓形式。
· 其他形式高強度螺栓:
· 法蘭面高強度螺栓: 螺栓頭下帶有鋸齒狀法蘭面,可替代墊圈,防松性能更好。
· 承壓型高強度螺栓: 設(shè)計上允許接觸面滑移后由螺栓桿身承壓和抗剪來受力,對施工要求極高,應(yīng)用不如摩擦型廣泛。
3. 錨栓(Anchor Bolt)
· 等級標識: 通常為 Q235、Q345 或更高強度的材料。
· 特點:
· 一端埋入混凝土基礎(chǔ)中,另一端伸出,用于固定鋼柱等構(gòu)件。
· 形式多樣,常見的有L型、J型、直桿式(帶錨板或彎鉤)等。
· 不屬于構(gòu)件間的連接,而是結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)的連接。
· 應(yīng)用場景: 鋼柱柱腳與混凝土基礎(chǔ)的連接。
4. 化學螺栓/后擴底錨栓(Chemical Anchor / Post-Installed Anchor)
· 特點:
· 屬于后錨固技術(shù),并非在澆筑混凝土時預埋,而是在已成型的混凝土上鉆孔,然后安裝。
· 化學螺栓: 通過注射化學膠管(藥劑)將螺栓與混凝土孔壁粘接。
· 后擴底錨栓(機械錨栓): 通過錨栓末端的擴開機構(gòu)與孔壁形成機械鎖鍵。
· 應(yīng)用場景: 既有建筑改造、設(shè)備安裝、幕墻龍骨安裝等。注意: 在主要承重結(jié)構(gòu)的新建工程中,應(yīng)優(yōu)先使用預埋錨栓,后錨固技術(shù)通常作為補充或加固手段。
二、按外形和構(gòu)造分類
· 六角頭螺栓: 最常見的形式。
· 方頭螺栓: 頭部為方形,便于用扳手卡住防止轉(zhuǎn)動,常用于需要預埋的情況。
· 沉頭螺栓: 安裝后螺栓頭部不露出構(gòu)件表面,用于需要平滑表面的場合。
· 半圓頭螺栓: 頭部呈半圓形,不易鉤掛物體。
· 地腳錨栓: 專用于柱腳與基礎(chǔ)連接的錨栓統(tǒng)稱。
三、按螺紋類型分類
· 粗牙螺栓: 標準螺紋,最為常用。
· 細牙螺栓: 螺距更小,自鎖性能更好,多用于精密機械或薄壁構(gòu)件的連接。
總結(jié)與對比
螺栓類型 性能等級 連接原理 特點 主要應(yīng)用
普通螺栓(C級) 4.8級 承壓、抗剪 安裝方便,價格低,抗剪差 臨時固定、次要結(jié)構(gòu)
高強度螺栓(大六角) 8.8級,10.9級 摩擦型(主要) 通過預拉力產(chǎn)生摩擦力傳力 主結(jié)構(gòu)的重要受力連接
高強度螺栓(扭剪型) 10.9級 摩擦型(主要) 施工直觀,質(zhì)量控制方便 主結(jié)構(gòu)的重要受力連接(最常用)
錨栓 Q235, Q345 埋入承壓、抗拔 結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)的連接 柱腳與混凝土基礎(chǔ)連接
化學/機械錨栓 根據(jù)設(shè)計 膠粘或機械鎖鍵 后錨固技術(shù) 改造、加固、設(shè)備安裝
如何選擇? 具體使用哪種螺栓,完全由結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙決定。設(shè)計人員會根據(jù)連接處的受力狀態(tài)(受拉、受壓、受剪)、重要性、施工條件等因素,在圖紙上明確標注螺栓的類型、性能等級、規(guī)格(直徑×長度)和數(shù)量。施工時必須嚴格按照設(shè)計要求選用。