在吊车梁、游乐设施、起重设备等承受冲击、反复荷载的钢结构工程中,有一条核心设计原则:承受冲击载荷的钢结构,高强度螺栓不应直接承受剪力。原因在于——高强度螺栓分为摩擦型与承压型两类,二者的传力机理完全不同。
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▲ 承压型与摩擦型高强螺栓对比文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/9102.html
一、承压型高强螺栓
承压型高强螺栓依靠螺栓杆受剪 + 孔壁承压传递剪力,工作时螺杆直接承受剪切力。一旦遭遇冲击荷载,板件发生微小滑移,螺杆瞬间承受剪切作用。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/9102.html
冲击荷载属于瞬时往复荷载,会在螺栓截面产生应力集中,极易引发脆性断裂或疲劳破坏,安全风险极高。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/9102.html
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规范依据 GB 50017-2017 第 11.5.4 条:承压型高强度螺栓不得用于直接承受动力荷载的结构。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/9102.html
二、摩擦型高强螺栓
摩擦型高强螺栓依靠螺栓预紧力压紧连接板件,再依靠板件接触面之间的摩擦力传递剪力。在正常工作状态下,螺栓仅承受恒定预拉力,螺杆本身不直接承受剪力,不存在螺杆剪切破坏的风险。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/9102.html
冲击荷载作用时,摩擦力可以缓冲荷载波动,连接刚度稳定,抗疲劳性能优异。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/9102.html
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▲ 两类连接的极限状态不同:承压型允许滑移,摩擦型以不滑移为前提
规范依据 GB 50017-2017 第 11.5.3 条:直接承受动力荷载构件的抗剪连接,应采用摩擦型高强度螺栓。
三、常见的认知误区
很多人存在误区,认为"高强螺栓强度高,就可以用螺杆抗剪来承受冲击"。实际上,冲击荷载的危害不在于静力强度不足,而在于滑移瞬间带来的冲击剪切与疲劳损伤。
承压型连接允许滑移的特性,在静力工程中可以充分发挥螺栓承载力,但在冲击工况下会成为致命缺陷。
四、小结
综上,冲击荷载钢结构必须选用摩擦型高强螺栓,让剪力由板间摩擦力承担,避免螺栓杆直接受剪。这一原则广泛应用于特种设备、桥梁、起重钢结构设计,是保障动载结构安全的关键技术要点。

📌 本文为技术要点整理稿,文中引用的规范条文请以 GB 50017-2017 原文为准。
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