揭秘栓钉（焊钉、剪力钉）在钢结构建筑和桥梁建设结构中的核心作用

在复杂的建筑结构中，栓钉，也被称为焊钉或剪力钉，扮演着至关重要的角色。这些看似不起眼的金属制品，实则是连接钢结构与混凝土之间的桥梁，确保了建筑物整体结构的稳定性和安全性。下面，我们将深入剖析栓钉在建筑结构中的核心作用。

1️⃣ **增强结构连接强度**

栓钉的主要功能之一是作为钢结构与混凝土之间的有效连接件。它主要作用是传递钢板与混凝土之间的剪力和拉力。在钢-混凝土组合结构中，楼承板作为钢板的延伸，承受上部结构的荷载。栓钉贯穿楼板，与混凝土中的钢筋焊接，将钢板与混凝土紧密连接，使两者共同受力。

下面附GB10433圆柱头焊钉（栓钉，剪力钉）标准中的具体尺寸要求如下图：

这种连接方式不仅提高了两种材料之间的结合强度，还使得荷载能够更有效地在钢与混凝土之间传递，从而增强了整个结构的承载能力。由于栓钉能将钢板和混凝土牢固地连接在一起，提高了楼板的承载能力。对于承受较大荷载的建筑物来说，这一点尤为重要。在高层建筑、桥梁、工业厂房等大型工程中，栓钉能显著提高楼板的抗震性能。地震作用下，栓钉能将钢板与混凝土紧密连接，防止楼板断裂或脱落，从而保证建筑物的安全。。

2️⃣ **提高抗剪性能**

剪力是建筑结构设计中必须考虑的重要力学因素之一。在水平力（如风荷载、地震作用）作用下，结构内部会产生剪切力，若处理不当，可能导致结构破坏。在国内大部分高层建筑的承重结构都使用劲性柱，即在型钢外层包裹混凝土。在型钢柱，如H型钢、十字柱、圆管柱上焊接栓钉，可以极大地加强型钢柱与混凝土的连接强度，提高劲性柱的整体受力性能，栓钉凭借其独特的形状和强大的连接能力，有效提升了钢与混凝土界面间的抗剪性能。它们能够抵抗由于剪切力引起的相对滑移，确保结构在受到水平力作用时仍能保持整体性，增强了结构的抗震性和抗风压能力。

3️⃣ **促进协同工作**

在建筑结构中，钢和混凝土是两种性质截然不同的材料，但它们在各自领域都具有独特的优势。栓钉焊接分为电弧栓焊和储能栓焊。电弧栓焊是通过直流电，使栓钉与母材之间激发电弧，电弧产生的热量使栓钉和母材熔化，维持一定的电弧燃烧时间后将栓钉压入母材局部熔化区内。储能栓焊是利用交流电使大容量的电容器充电后向栓钉与母材之间瞬时放电，达到熔化栓钉端头和母材的目的。

4️⃣ **焊接验收**

焊接端的焊接性能包括拉力试验和弯曲试验。其中拉力试验按照GB/T 228的规定对试件进行拉力试验。当拉力荷载达到规定时，不得断裂；继续增大载荷直至拉断，断裂不应发生在焊缝和热影响区。对于直径小于等于22mm的焊钉，可进行焊接端的弯曲试验。试验可用手锤打击焊钉试件头部，使其弯曲30°。试验后，在试件焊缝和热影响区不应产生肉眼可见的裂缝。使用套管进行试验时，套管下端距焊肉上端的距离不得小于1d。

通过栓钉的连接，钢结构的刚性和混凝土的抗压性得以充分发挥，形成优势互补。栓钉的存在使得钢与混凝土能够协同工作，共同承担荷载，提高了结构的整体效率和经济性。这种协同作用不仅体现在强度上，还体现在耐久性、防火性能等多个方面。

5 **简化施工流程**

相比传统的连接方式，栓钉的使用大大简化了施工流程。它们可以通过自动化的焊接设备快速安装，减少了人工操作的复杂性和误差，提高了施工效率。同时，栓钉的标准化生产也确保了其质量的稳定性和一致性，有利于施工质量的控制。栓钉焊接方法就是接通焊机焊枪电源，柱状栓钉套在焊枪上，防弧座圈，启动焊枪，电流即熔断，座圈则产生弧光，经短时间后柱状栓钉以一定速度顶紧母材端部熔化，切断电源柱状栓钉焊接完成固定在母材上。此外，栓钉的使用还减少了施工现场的湿作业量，有利于环保和节能减排。

下图附常用规格圆柱头焊钉（栓钉，剪力钉）的目录供参考：

综上所述，栓钉（焊钉、剪力钉）在建筑结构中发挥着不可替代的作用。它们通过增强结构连接强度、提高抗剪性能、促进协同工作以及简化施工流程等方式，确保了建筑结构的稳定性和安全性。随着建筑技术的不断进步和工程要求的日益提高，栓钉的应用将更加广泛和深入，成为未来建筑领域不可或缺的重要元素。