螺栓连接是一种常见的钢结构连接方式，它通过螺栓和螺母的配合实现钢构件之间的紧固。在实际应用中，这种连接方式具有安装简便、拆卸方便、承载能力强等优点。由于螺栓连接具有一定的抗拉性能，因此可以有效地传递载荷，保证结构的稳定性和安全性。螺栓连接还具有良好的抗震性能，能够有效地吸收地震能量，降低地震对建筑的影响。螺栓连接也存在一些不足之处，如需要使用专用工具进行施工，施工过程繁琐，且对施工人员的技能要求较高。在实际工程中，应根据具体情况选择合适的连接方式，以确保钢结构的安全和稳定。

一、钢结构中螺栓连接概述

钢结构中的螺栓连接是将钢构件通过螺栓和螺母紧固在一起的连接方式，是保证结构整体性和安全性的关键环节，它直接影响到结构的承载能力、刚度、稳定性和耐久性。这种连接方式具有装拆方便、受力性能好、适应性强等优点，适用于需要经常拆卸和检修的结构，以及承受动力荷载的结构，在地震区和高烈度地区，螺栓连接也具有良好的抗震性能。

二、螺栓的种类

（一）普通螺栓

1. 粗制螺栓
   • 普通螺栓按形式可分为六角头螺栓、双头螺栓、沉头螺栓等，钢结构用连接螺栓，除特殊说明外，一般即为普通粗制C级螺栓。粗制螺栓还普遍用于厂房钢结构的预拼装、铆接构件铆接前的预紧固以及高强度螺栓连接前的组装和安装节点焊接前的临时紧固等。
2. 精制螺栓
   • 连接时，其孔径应与螺杆直径相同，螺栓穿入螺孔时应用锤击打入，制孔质量和螺杆的加工精度要有严格要求。精制螺栓连接用于一些经常拆装和无法铆接的结构连接，但在建筑钢结构中极少使用，一般用于机械产品。

（二）高强度螺栓

1. 摩擦型高强螺栓
   • 靠螺栓紧固压力使连接板层贴紧后在钢板接触表面产生的摩擦力来传递外力。对构件表面进行喷砂处理后生成赤锈面，可获得较大的摩擦系数，减少连接螺栓的数量。
2. 承压型高强度螺栓
   • 使构件间产生的摩擦力和螺栓中心轴剪切力与构件的承压力同时作用来传递应力，其孔径应比螺栓公称直径$d$大$1.0 - 1.5mm$。制孔采用数控钻床钻孔和钻模钻孔等方法。实际上摩擦型高强螺栓和承压型高强螺栓是同一种螺栓，只不过是设计是否考虑滑移。
3. 大六角高强螺栓
   • 由一个高强度螺栓、一个螺母和两个垫圈可组成高强度螺栓连接副。施工时，先用粗制螺栓将结构临时固定，待结构安装找正后，再从螺栓群中部开始逐个将粗制螺栓换上高强度螺栓并进行初拧，初拧后再顺次进行复拧和终拧。初拧扭矩值为终拧扭矩值的$50\%$，复拧扭矩值等于终拧扭矩值，终拧扭矩值计算公式为$T_{c}=K*P_{c}*d$（$T_{c}$为终拧扭矩值，$N·m$；$P_{c}$为施工预拉力，$kN$；$d$为高强度螺栓螺纹直径，$mm$），施拧采用扭矩扳手，每次使用前应进行扭矩校正。
4. 扭剪型高强螺栓
   • 由一个高强度螺栓、一个螺母和一个垫圈组成扭剪型高强螺栓连接副。进行扭剪型高强度螺栓连接副安装时，应仅在螺母一侧加一个垫圈。初拧扭矩值计算公式为$T_{c}=0.065*P_{c}*d$（式中$T_{c}$为初拧扭矩值，$N·m$；$P_{c}$为施工预拉力，$kN$；$d$为高强度螺栓螺纹直径，$mm$），终拧采用专用扳手将尾部梅花头拧断为止。质量检查的重点应放在施工过程的监督检查。

三、螺栓连接的施工

（一）施工准备

1. 检查螺栓规格、数量和质量，准备相应的施工工具和紧固设备，如扭矩扳手等。

（二）安装过程

1. 对于大六角高强度螺栓连接副安装时，螺栓两边应各加一个垫圈，初拧扭矩值为终拧扭矩值的$50\%$，复拧扭矩值等于终拧扭矩值，按照一定顺序（从螺栓群中央向外施拧，即从中央向受约束的边缘施拧）进行初拧、复拧和终拧操作，终拧扭矩值计算公式为$T_{c}=K*P_{c}*d$。扭剪型高强螺栓连接副安装时，应仅在螺母一侧加一个垫圈，初拧扭矩值按$T_{c}=0.065*P_{c}*d$计算，终拧采用专用扳手将尾部梅花头拧断为止。
2. 在钢构件组装时应先安装临时螺栓，临时安装螺栓不能用高强度螺栓，结构安装找正后再替换为高强度螺栓。

（三）质量检查验收

1. 对安装完成的螺栓连接进行质量检查，包括外观检查、紧固力矩检查和连接件间隙检查等，符合设计要求和施工规范，无松动、脱落和明显变形等现象，紧固力矩和连接件间隙满足规定要求。

四、螺栓连接的设计要点

1. 根据被连接构件的受力特点和安装要求选择合适的螺栓类型，如普通螺栓、高强度螺栓等。
2. 根据被连接构件的厚度和受力要求确定螺栓直径和长度。
3. 根据螺栓直径和安装要求设计螺栓孔的大小和位置。
4. 根据螺栓类型和直径确定紧固力矩，确保连接的紧固程度符合设计要求。

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