钢结构连接材料：焊接和螺栓

（一）焊接材料

焊接连接是目前钢结构最主要的连接方法，其焊接材料主要有焊条、焊丝和焊剂。

（1）焊条型号 焊条可分为碳钢焊条和低合金钢焊条。碳钢焊条型号有E43系列（E4300～E4316）和E50系列（E5001～E5048）两类；低合金钢焊条型号有E50系列（E5000-X～E5027-X）和E55系列（E5500-X～E5548-X）。

碳钢焊条型号中各符号所表示的含义如下：“E”表示焊条；E后面的前两位数字表示熔敷金属抗拉强度最小值，单位为kgf/mm²（1kgf=9.80665N）；第三个数字表示焊接位置，0和1适用于全位置（平、横、立、仰）焊接；第三、四位数字组合表示药皮类型和焊接电流的种类。

低合金钢焊条型号中的符号“X”表示熔敷金属的化学成分分类代号，如A₁、B₁、B₂等，其余符号含义与碳钢焊条相同。

（2）焊丝型号 焊丝可分为碳钢焊丝和低合金钢焊丝，其型号有ER50系列、ER55系列、ER62系列、ER69系列等。以“ER50-B2-Mn”为例说明各符号的含义：“ER”表示焊丝；50表示熔敷金属抗拉强度最低值为500MPa；B2表示焊丝化学成分分类代号；Mn表示焊丝中含有Mn元素。

（3）焊剂型号 焊剂型号可分为碳素钢埋弧焊焊剂和低合金钢埋弧焊焊剂。

碳素钢埋弧焊焊丝-焊剂组合的型号编制方法如下：字母“F”表示焊剂；第一位数字表示焊丝-焊剂组合的熔敷金属抗拉强度的最小值；第二位字母表示试件的热处理状态，“A”表示焊态，“P”表示焊后热处理状态；第三位数字表示熔敷金属冲击吸收功不小于27J时的最低试验温度；“-”后面表示焊丝的牌号，焊丝的牌号按《熔化焊用钢丝》（GB/T14957—1994）。

低合金钢埋弧焊焊丝-焊剂组合的型号编制方法为F××××-H×××。其中字母“F”表示焊剂；“F”后面的两位数字表示焊丝-焊剂组合的熔敷金属抗拉强度的最小值；第二位字母表示试件的热处理状态，“A”表示焊态，“P”表示焊后热处理状态；第三位数字表示熔敷金属冲击吸收功不小于27J时的最低试验温度；“-”后面表示焊丝的牌号，焊丝的牌号按《熔化焊用钢丝》（GB/T14957—1994）和《焊接用钢盘条》（GB/T3429—2002）。如果需要标注熔敷金属中扩散氢含量时，可用后缀“H×”表示。

（4）选用 在选用钢结构焊接材料时，应与被连接构件所采用的钢材相匹配，若两种不同的钢材连接时，可采用与低强度钢材相适应的连接材料。例如Q235钢宜选用E43型焊条，Q345钢宜选用E50型焊条。

（二）螺栓

钢结构构件间的连接、固定和定位主要是通过螺栓来紧固的，它是钢结构的主要连接紧固件。螺栓一般有普通螺栓和高强度螺栓之分。(www.xing528.com)

（1）普通螺栓 普通螺栓的紧固轴力很小，在外力作用下连接板件即产生滑移，通常外力是通过螺栓杆的受剪和连接板孔壁的承压来传递的。

普通螺栓质量按其加工制作的质量及精度公差不同可分为A、B、C三个质量等级。A级加工精度最高，C级最差。A、B级螺栓称为精制螺栓，C级则称为粗制螺栓。A级适用于小规格的螺栓，直径d≤M24，长度L≤150mm和10d；B级适用于大规格螺栓，直径d＞M24，长度L＞150mm和10d；C级螺栓用未经加工的圆钢制成，杆身表面粗糙，加工精度低，尺寸不准确。

（2）高强螺栓 高强螺栓连接具有受力性能好、连接强度高、抗震性能好、耐疲劳、施工简单等特点，在建筑钢结构中被广泛地应用，成为建筑钢结构的主要连接件。高强螺栓按受力特点的不同可分为摩擦型连接和承压型连接两种。但目前生产商生产的高强螺栓，摩擦型和承压型只是在极限状态上取值不同，制造和构造上并没有区别。

高强螺栓在性能等级上可分为8.8级（或8.8S）和10.9级（或10.9S）。根据螺栓构造和施工方法不同，高强螺栓可分为大六角头高强螺栓和扭剪型高强螺栓两类。大六角头高强螺栓连接副包含一个螺栓、一个螺母和两个垫圈；扭剪型高强螺栓连接副包含一个螺栓、一个螺母和一个垫圈。8.8级仅用于大六角头高强螺栓，10.9级既可用于扭剪型高强螺栓，也可用于大六角头高强螺栓。扭剪型高强螺栓只有10.9级一种。

高强螺栓连接的摩擦面需要通过处理以达到规范要求的抗滑移系数（使连接件摩擦面产生滑动时的外力与垂直于摩擦面的高强螺母预拉力之和的比值，是影响承载力的重要因素）数值。摩擦面的处理一般是和钢构件表面处理一起进行的，只是处理过后不再进行涂装处理。摩擦面的处理方法可分为喷砂（丸）法、砂轮打磨法、钢丝刷人工除锈法（用于不重要的结构）和酸洗法。目前大型钢结构厂基本上都采用喷丸法，酸洗法因受环境的限制，基本已淘汰。

（三）锚栓、拉铆钉、自攻螺钉及圆柱头栓钉

（1）锚栓 锚栓一般采用未经加工圆钢制作而成，其材质宜采用Q235钢或Q345钢。用于柱脚时通常采用双螺母紧固，保证连接的牢固性。

（2）拉铆钉 拉铆钉由钉头、钉杆和套环组成，属紧固件中冷铆铆钉，用来固定彩钢板和钢结构。紧固时，将铆钉单面放入已锁好孔的构件中，钉芯插入拉铆枪的枪头内，枪头要紧顶钉的端面，进行拉铆操作，直至铆钉向反面膨胀，钉芯拉断为止。

（3）自攻螺钉 自攻螺钉多用于薄的金属板之间的连接，可分为自钻自攻螺钉和普通自攻螺钉，普通自攻螺钉在连接时必须经过钻孔和攻螺纹两道工序，而自钻自攻螺钉在连接时，将两道工序合并一次完成。它先用螺钉前面的钻头进行钻孔，接着就用螺钉进行攻丝，节约施工时间，提高施工效率。

（4）圆柱头焊钉 根据《电弧螺柱焊用圆柱头焊钉》（GB/T10433—2002），圆柱头栓钉按其公称直径的大小共有10～25mm六种规格，钢结构及组合楼板中常用的栓钉直径有16mm、19mm和22mm三种。

（5）选用 锚栓主要应用于屋架与钢结构构件的连接及门式刚架柱脚与基础的连接，锚栓可根据其受力情况用不同牌号的钢材制成；拉铆钉在钢结构工程中，主要用于压型钢板的固定；自攻螺钉多用于薄的金属板（钢板、锯板等）之间的连接；圆柱头焊钉适用于各类钢结构构件的抗剪件、埋设件和锚固件。