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高强螺栓摩擦型和承压型对比

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摩擦型高强螺栓和承压型高强螺栓的对比与比较
我公司自2004年制造电站钢结构以来，承接了各类型的电厂和空冷项目，
由于工程设计分别为西北电力设计院、华北电力设计院、东北电力设计院、西南
电力设计院、广东电力设计院、SPX和GEA公司等，各公司的设计理念不尽相
同，其结构形式上有较大差异。但是，从整体的结构而言，也具有共性和特点。
几年来，在图纸深化，工厂制造和工地安装过程中，我公司做了一些经验总结，
更好地为电力事业服务，故在2006年11月召开“电站空冷平台钢结构”会议，
取得了一定效果。其中就有关于螺栓形式的讨论，目前情况是：热浸锌防腐的构
件大都采用承压型螺栓, 采用涂料喷涂防腐形式的构件依据设计院的结构设计
理念，或采用摩擦型或采用承压型，以摩擦型居多。因热浸锌构件目前尚无可靠
工艺处理其摩擦面，也有过热浸锌采用摩擦型高强螺栓后最终效果并不理想的工
程实例。这也是目前国内热浸锌防腐的空冷结构基本上都是采用承压型高强螺栓
的原因之一，以下附上摩擦型高强螺栓与承压型高强螺栓特点的一些阐述：
一、摩擦型高强度螺栓和承压型高强螺栓的对比与比较：
钢结构的连接节点采用10.9级高强度螺栓连接副，直径M16、M20、
M22、M24、M27和M30。根据国标GB 50017—2003 钢结构设计规范和 JGJ
82—91钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程的要求对孔群的行距、
节点、边距、端距和孔径有明确规定。但本文对各工程的结构尺寸不作对比介绍，
仅对摩擦型和承压型的承载力作计算比较。
1. 高强度螺栓受力对比：
1） 摩擦型 —— 靠被连接板件间的摩擦阻力，以静摩擦阻力
被克服作为连接承载力的极限状态。
2） 承压型 —— 靠被连接板件间的摩擦阻力和栓杆共同传力，
以栓杆被剪坏或被压（承压）坏为承载力的极限。
2. 摩擦面的抗滑移系数 μ对比：
杆件连接处的接触面处理方法有喷砂、喷砂后涂无机富锌漆，抛丸和
用钢丝刷清除浮锈或未经处理的干净轧制表面等工艺。Q235钢 μ
=0.3~0.45；Q345钢 μ=0.35~0.5。
对于热浸锌构件，一般直接采用热浸锌表面作为摩擦面，经我公司实
2

验表明，μ=0.25~0.3，优点是生产工艺简单，与普通热浸锌加工方式无区
别。缺点是摩擦面摩擦系数较低。
3.摩擦型和承压型制作和承载力的比较：
1) 结构和工艺比较
A)承压型高强度的孔径比摩擦型小1～0.5mm；
B)高强度螺栓连接及等级相同；
C)孔制作工艺要求相同；
D)安装工艺要求相同。
2) 承载力比较
为了便于计算和比较，作如下计算示例
A) 杆件和连接板 Q345, 板厚t=20mm
B) 10.9级高强的螺栓
fvb =310 N/mm 2
fcb =590 N/mm 2
表1: 螺栓M22 ，P=190 KN， 螺栓等级: 10.9， 板厚： 20mm

连接形式 承载力形式 计算公式
抗滑移系数 μ 备注
0.3 0.35 0.4 0.45 0.5

双剪
摩擦型 抗剪承 [Nbv]=0.9nfμP
102.6 119.7 136.8 153.9 171
载力

承压型
螺杆抗剪承
载力
[Nbv]=Aefvb 303.4*310*2/1000=188.108 KN

钢板孔边承
压承载力
[Nbc]=d∑tf
c

b
22*20*470/1000=206.8 KN

从以上算例可说明：
1、摩擦型承载力与螺栓公称直径、抗滑移系数μ有关，与板厚无关；
2、承压型承载力与螺栓公称直径、板厚有关，与抗滑移系数无关；
表2,不同板厚螺栓承载力的对比：

板厚(mm)
螺栓直径M （mm） 抗滑移系数μ 预拉力(KN) 承压抗剪(KN) 孔边承压(KN) 承压型承载力(KN) 摩擦型承
载力(KN)

10 22 0.45 190 188.108 129.8 129.8 153.9
12 22 0.45 190 188.108 155.76 155.76 153.9
14 22 0.45 190 188.108 181.72 181.72 153.9
16 22 0.45 190 188.108 207.68 188.108 153.9
3

18 22 0.45 190 188.108 233.64 188.108 153.9
20 22 0.45 190 188.108 259.6 188.108 153.9
22 22 0.45 190 188.108 285.56 188.108 153.9
25 22 0.45 190 188.108 324.5 188.108 153.9
28 22 0.45 190 188.108 363.44 188.108 153.9
30 22 0.45 190 188.108 389.4 188.108 153.9

摩擦型和承压型螺栓承载力对比示意

0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200

10121416182022252830
板厚(mm)

承
载
力
(
K
N
)
承压型承载力(KN)
摩擦型承载力(KN)

从以上图表示意可看出：
1、承压型螺栓承载力在板厚较小的时候随着板厚的增加而增加；
2、在板厚较小的时候（<12mm），承压型螺栓承载力与摩擦型承载力相比
较小，但是在板厚超过一定厚度以后（>12mm），承压型螺栓承载力比
摩擦型螺栓承载力要大，幅度大约在22%。
根据钢结构设计规范（GB 50017-2003）7.2.3条文说明，作为螺栓及钢构
件来说，承压型还是摩擦型并无太大区别，区别在于规范对螺栓承载力极限点取
值的不同，如按规范要求选用，采用承压型螺栓能够节约相当一部分螺栓。

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高强度螺栓

高强度螺栓


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工艺标准
1材料及主要机具：
1.1螺栓、螺母、垫圈均应附有质量证明书，并应符合设计要求和国家标准的规定。
1.2高强螺栓入库应按规格分类存放，并防雨、防潮。遇有螺栓、螺母不配套，螺纹损伤时，不得使用。螺 栓、螺母、垫圈有锈蚀，应抽样检查紧固轴力，满足要求后方可使用。
螺栓等不得被泥土、油污粘染，保持洁净、干燥状态。必须按批号，同批内配套使用，不得混放、混用。
镍磷镀后处理包括驱氢、抛光两个主要工序。
①驱氢；按有关标准的规定，镀后驱氢温度为200±10℃，处理时间2h。200℃有利于消除氢脆，松弛内应力， 提高镀层与基体的结合力，改善镀层的耐腐蚀性能。
②抛光；抛光的螺栓外观光亮，但为更好地提高镀层质量，平整微小的痕迹，得到光亮似镜面的表面，需用 抛光机抛光镀层。
①螺栓的检查；目测检查螺栓表面质量，要求任何加工留下的毛刺必须去除，尖锐的棱角边缘须倒圆。 ②手工除油；保证基体表面无油渍。 ③浸泡除油；将螺栓放入碱水煮以去除表面油污。 ④酸洗；为防止碱性除油溶液污染闪镀镍镀槽，在闪镀镍前用酸洗液进行电活化处理。 ⑤电活化；用酸溶液进行电活化处理。 ⑥闪镀镍；对低合金钢都应该采用闪镀镍，以增加镀层与基体之间的结合强度。
高强度螺栓镍磷镀的工艺流程由三部分组成：
第一部分是前处理工序，包括高强度螺栓镀前的精度和外观检查、手工除油、浸泡除油、酸洗、电活化和闪 镀镍等工序；
第二部分化学镀镍处理工序；
第三部分是后处理工序，包括驱氢热处理、抛光和成品检查等工序。如下：
螺栓化学成分检查→螺栓镀前精度、外观检查→手工除油→外观检查→浸泡除油→热水洗→冷水洗→酸洗→ 冷水洗→电活化→冷水洗→闪镀镍→冷水洗→去离子水洗→化学镀镍→去离子水洗→冷水洗→驱氢→抛光→成品 检查。
高强度螺栓与普通螺栓的区别

高强度螺栓与普通螺栓的区别

高强度螺栓与普通螺栓的区别高强度螺栓(High-Strength Friction Grip Bolt),英文直译为：高强度摩擦预紧螺栓，英文简称：HSFGo可见我们中文施工中所说的高强度螺栓是高强度摩擦预紧螺栓的简称。

在日常沟通中，仅仅是简略了“摩擦(Friction) ” ”预紧(Grip) ”两个词，却造成了许多工程技术人员对高强度螺栓基本定义的理解，产生了误区。

误区一：材料等级超过8.8级的螺栓，就是篁高强度螺栓” ?高强度螺栓和普通螺栓的核心区别并不在于使用材料的强度，而是受力的形式。

本质是是否施加预紧力，并利用静摩擦力抗剪。

(D*(1) * ：在有些钢结构的书中确实有提出，高强度螺栓是指强度超过8.8级的螺栓,对于这种观点，首先英美标准是不支持的，没有针对某种特定强度等级来界定鼐强・与■弱S其次,也并不符合我们工作中提及的经高强度螺栓S实际上在英标规范，美标规范中提到的高强度螺栓(HSFG BOLT)只有8.8级和10.9级两种(BS EN 14399/ASTM-A325&ASTM-490),而普通螺栓却有包含有4.6, 5.6, 8.8, 10.9, 22.9 等(BS 3692 口款表2)；由此可见，材料强度高低并不是区别高强度螺栓与普通螺栓的矢键。

二・正确理解〃高强J强在何处按照GB50017，计算单个普通螺栓(B类)8.8级和高强度螺栓8.8级抗拉及抗剪强度。

通过计算我们可以看到，相同等级的情况下，普通螺栓的抗拉强度和抗剪强度的设计值都要高于高强度螺栓。

⑵，(2) * ••为便于对比,此处不考虑复杂螺栓群的受力情况。

那么高强度螺栓，昭虽”在哪里?为回答这一个问题，必须从两种螺栓的设计工作状态入手，研究其弹塑性变形的规律，并理解到 设计破坏时的极限状态。

普通螺栓和高强度螺栓工作状态下应力应变曲线设计破坏时的极限状态普通螺栓：螺杆本身发生超过设计允许的塑性变形，螺杆被剪坏。

简答题习题

简答题习题

1、为什么能把钢材简化为理想的弹塑性材料？答：从钢材拉伸时的应力－应变曲线可以看到，钢材有较明显的弹性、屈服阶段，但当应力达屈服点后，钢材应变可达2％～3％，这样大的变形，虽然没有破坏，但结构或构件已不适于再继续承受荷载，所以忽略弹塑性阶段，而将钢材简化为理想的弹塑性材料。

2、塑性和韧性的定义，两者有何区别，冷弯性能和冷作硬化对结构设计的意义是什么？答：塑性是指当应力超过屈服点后，能产生显著的残余变形而不立即断裂的性质；韧性是指塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力。

韧性同塑性有关，但不完全相同，是强度和塑性的综合表现。

冷弯性能是指钢材在冷加工产生塑性变形时，对发生裂缝的抵抗能力，可检验钢材的冷加工工艺和检查钢材的内部缺陷。

钢材冷加工过程中引起的钢材硬化称为冷作硬化，冷作硬化可能使材料变脆。

3、为什么承受动力荷载的重要结构要通过刨边、扩孔等方法清除其冷加工的边缘部分？答：钢结构冷加工时会引起钢材的局部冷作硬化，从而使材料强度提高，塑性、韧性下降，使钢材变脆。

因此，对承受动力荷载的重要结构要通过刨边、扩孔等方法清除其冷加工的边缘部分，从而防止脆性破坏。

4、请说明角焊缝焊脚尺寸不应太大、太小的原因及焊缝长度不应太长、太短的原因?答：焊脚尺寸太大施焊时较薄焊件容易烧穿；焊缝冷却收缩将产生较大的焊接变形；热影响区扩大容易产生脆裂。

焊脚尺寸太小，焊接时产生的热量较小，焊缝冷却快，容易产生裂纹；同时也不易焊透。

焊缝长度过短，焊件局部加热严重，会使材质变脆；同时起、落弧造成的缺陷相距太近，严重影响焊缝的工作性能。

焊缝长度过长，应力沿长度分布不均匀，两端应力可能达到极限值而先破坏，中部则未能充分发挥其承载能力。

5、试述焊接残余应力对结构工作的影响?答：残余应力对结构静力强度一般没有影响，因为它是自相平衡力系，只要材料能发生塑性变形，其静力强度是不变的。

但当材料不能发展塑性时，则可能发生脆性破坏，即各点的，该点即破坏，从而降低构件的承载力。

制造8.8级螺栓应选用什么材质

制造8.8级螺栓应选用什么材质

一、螺栓性能等级的含义钢结构连接用螺栓性能等级分3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9等10余个等级，其中：8.8级及以上螺栓材质为低碳合金钢或中碳钢并经热处理（淬火、回火），通称为高强度螺栓，其余通称为普通螺栓。

螺栓性能等级标号有两部分数字组成，分别表示螺栓材料的公称抗拉强度值和屈强比值。

例如：性能等级4.6级的螺栓，其含义是：1、螺栓材质公称抗拉强度达400MPa级；2、螺栓材质的屈强比值为0.6；3、螺栓材质的公称屈服强度达400×0.6=240MPa级性能等级10.9级高强度螺栓，其材料经过热处理后，能达到：1、螺栓材质公称抗拉强度达1000MPa级；2、螺栓材质的屈强比值为0.9；3、螺栓材质的公称屈服强度达1000×0.9=900MPa级螺栓性能等级的含义是国际通用的标准，相同性能等级的螺栓，不管其材料和产地的区别，其性能是相同的，设计上只选用性能等级即可。

二、强度等级所谓8.8级和10.9级是指螺栓的抗剪切应力等级为8.8GPa和10.9Gpa8.8公称抗拉强度800N/MM2公称屈服强度640N/MM2一般的螺栓是用"X.Y"表示强度的，X*100=此螺栓的抗拉强度，X*100*（Y/10）=此螺栓的屈服强度（因为按标识规定：屈服强度/抗拉强度=Y/10）===============如4.8级则此螺栓的抗拉强度为：400MPa屈服强度为：400*8/10=320MPa=================另：不锈钢螺栓通常标为A4-70，A2-70的样子，意义另有解释度量当今世界上长度计量单位主要有两种，一种为公制，计量单位为米（m）、厘米（cm）、毫米（mm）等，在欧州、我国及日本等东南亚地区使用较多，另一种为英制，计量单位主要为英寸（inch），相当于我国旧制的市寸，在美国、英国等欧美国家使用较多。

1、公制计量：（10进制）1m=100cm=1000mm2、英制计量：（8进制）1英寸=8英分1英寸=25.4mm3/8￠￠×25.4=9.523、1/4￠￠以下的产品用番号来表示其称呼径，如：4#，5#，6#，7#，8#，10#，12#螺纹材料一、目前市场上标准件主要有碳钢、不锈钢、铜三种材料。