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连接螺母怎么选?对拉螺杆接长连接件全解析

来源:邯郸市永年区乾恒紧固件有限公司 | 发布日期:2026-08-24

连接螺母(也叫对拉螺杆接头、螺杆连接件)是模板体系里的「接长器」:两根对拉螺杆需要接长、或者螺杆与拉杆接头连接时,用它把两段螺纹拧在一起。接长质量直接影响整根螺杆的受力。这篇讲清楚。

结论先给:连接螺母的承载能力不由筒壁厚度决定,而由螺纹旋合长度决定。每端旋合不小于 1.5 倍螺纹公称直径(M12 即 18mm,按常用螺距 3mm 约 6 扣)时,接点可与螺杆本体等强使用;旋合不足时,接点必然先于螺杆失效。

一、连接螺母是干什么的?

答案:连接螺母只有两个用途——把两根偏短的螺杆接成一根长螺杆,以及在螺杆端头与拉杆接头、端部连接件之间做转接。它本身不承担锁紧功能,锁紧由两端的圆盘螺母完成,两者不能互相替代。

力是怎么走的:混凝土侧压力先作用在面板上,面板传给次楞,次楞传给主楞双钢管,双钢管由圆盘螺母压紧,最终由螺杆受拉对冲抵消。整条路径上只有螺杆受拉,而接点就在这根受拉构件的中段。受拉构件的风险不在「拉不拉得动」,而在「哪一段先失去承载力」——接长螺杆的薄弱环节永远在接点上。

连接螺母(接长螺母)(连接螺母实拍)
连接螺母(接长螺母)

二、结构材质

答案:连接螺母是两端带内螺纹的套筒件,材质与对拉螺杆同体系,用 Q235 或 45# 碳素结构钢加工,内螺纹与螺杆的梯形螺纹配对,表面可做白锌或彩锌。选材质只有一条原则:与螺杆同材质,或者比螺杆高一档,绝不能低于螺杆。

参数规格说明
材质Q235 / 45# 碳素结构钢分别按 GB/T 700、GB/T 699 供货
抗拉强度Q235 不低于 370 MPa;45# 不低于 600 MPa决定接点能承受的拉力上限
形式两端内螺纹(同径 / 异径)同径用于等径接长,异径用于变径过渡
内螺纹与螺杆配对的梯形螺纹,牙型角 30°D12 体系常用螺距 3mm,实际螺距以螺杆实测为准
结构六角或圆筒外形,内孔中部带限位台阶台阶控制两端旋入深度,让两端都能吃满扣
表面处理白锌(蓝白钝化)/ 彩锌(彩色钝化)锌层 5 – 12μm 量级,潮湿与长期周转部位选彩锌

材质这条红线要展开说。接点两侧是两根螺杆,如果螺杆是 45# 而连接螺母用 Q235,接点抗剪能力会按 Q235 的水平打折:同样旋合 6 扣时 Q235 接点抗剪承载只有 55.3kN,45# 件是 89.6kN,低约 38%。反过来,螺杆 Q235、连接螺母 45# 只是浪费一点材料,不会成为薄弱环节。混料时宁可让连接螺母高配,不要让它低配。

结构上有两个细节值得注意。一是内孔限位台阶:多数连接螺母内孔中部有一道台阶,两端螺杆旋到底即被止住,旋入深度自然相等;没有台阶的通孔件全靠人把控,容易一端旋到底、另一端只进去几扣。二是螺纹成型方式:正规做法是滚压或车削出与螺杆一致的梯形内螺纹,牙型角 30°;用三角螺纹丝锥攻出来的内螺纹牙型角 60°,与梯形外螺纹只有很窄的接触带,受力时接触面积极小,属于隐性不合格件。

三、怎么选型?看三个参数

答案:选型只看三件事——螺纹规格要配对、材质不能低于螺杆、旋合长度与壁厚要够。任何一件不满足,接点都会变成整根螺杆最弱的一段。

1. 螺纹规格

两端内螺纹必须与螺杆匹配:D12 螺杆配 M12 连接螺母,D15 体系常配 M14 或 M16,D20 配 M20。异径连接(例如 D15 接 D12)要选变径连接螺母,一端 M16、一端 M12。

螺杆规格配套连接螺母每端最小旋合长度(mm)备注
D12M1218(1.5 × 12)按常用螺距 3mm 约 6 扣
D15M14 / M1621 / 24按现场实测螺纹与牙距确认
D18M1827变径过渡常用
D20M2030(1.5 × 20)厚墙、大截面构件
D15 接 D12变径 M16 / M12两端分别 24 / 18承载力按较小一侧控制

配对的第一道关不是看型号,而是看牙距。同样是 M16,粗牙与细牙的螺距不同,结果就是拧不进去,或者只进去两三扣就到底。报规格时把「公称直径 × 牙距」一起报出来,例如 M16×2.0,可以避免整批混料。

2. 材质

材质决定接点的抗剪与抗拉上限,取值逻辑与螺杆一致:

两档材质的差别在含碳量:Q235 不超过 0.22%,45# 为 0.42% – 0.50%。含碳量高带来更高强度,也带来更差的塑性与焊接性,所以 45# 件不建议现场焊接改制,也不宜用火焰加热校形。另外,45# 的强度优势只有在旋合长度足够时才兑现,旋合不足时接点承载力由螺纹剪切面积决定。

3. 长度与壁厚

连接螺母有两个尺寸,判据完全不同:

四、施工要点

答案:接长施工的核心是「两端吃满扣、位置不别扭、装完要复核」。下面六步按现场顺序排列,每步都给出可检查的判据。

  1. 清理与试拧:把两段螺杆端头的砂浆、锈皮、毛刺清干净,用手把连接螺母拧上去试通。判据是手拧能顺滑旋入 3 扣以上,无别扣、无卡涩。
  2. 两端同时吃满扣:先把连接螺母拧到两段螺杆中间,再分别向两端旋入,使两端旋入深度都达到 1.5 倍直径(M12 为 18mm,约 6 扣)。判据是两端外露螺纹长度差不超过 1 个螺距。
  3. 接点位置安排:接点外径明显大于杆体(M12 连接螺母外径 22mm,杆体约 12mm),必须避开背楞与圆盘螺母的夹持区,距端头保持 200mm 以上;能放在墙体外侧、浇筑时看得见的位置最好。
  4. 复核受拉全长:接长后总长按 L_总 = L_A + L_B +(L_c − L_eA − L_eB)核算,不小于设计长度,两端各留 1 – 3 个螺距的外露余量。
  5. 整体拉拔检查:加载到设计允许拉力的 1.5 倍并持荷 2 分钟,观察两段螺杆有无相对位移、螺母有无转动、螺纹有无滑移,三项均无异常判合格。
  6. 周转保养:拆模后 24 小时内剔净套筒内孔的水泥浆、过丝清理、涂防锈油,按规格分框码放。内孔积浆是连接螺母报废的第一原因。

关于第 3 步要纠正一个常见说法:对拉螺杆是轴向受拉构件,轴力沿全长基本一致,接点放在哪一段并不改变受力大小,「放在受力小的地方」这个思路对接长螺杆并不成立。接点真正受三件事约束:外径变大带来的夹持区干涉、浇筑后能不能看见并复紧、以及接点处螺纹是否容易积浆。

五、常见误区

答案:接长螺杆出问题几乎都集中在这六个动作上,每条按「表现 → 为什么错 → 正确做法」写,可直接当作技术交底的反面清单。

误区 1:旋合太浅,靠扳手硬拧到底

表现:两端各旋 2 – 3 扣就上扳手拧紧。为什么错:接点承载力与旋合扣数成正比:D12 配 45# 连接螺母,旋 6 扣时接点抗剪承载约 89.6kN,是螺杆保证承载力 50kN 的 1.79 倍;只旋 3 扣降到 44.8kN,只有螺杆的 0.90 倍,接点成了最弱一环。正确做法:每端旋入不小于 1.5 倍公称直径(M12 为 18mm,约 6 扣),两端旋入深度差不超过 1 个螺距。

误区 2:规格不匹配,硬拧进去

表现:牙距不符的件混在一起,拧到一半拧不动,用加长杆强行旋入。为什么错:螺距不同意味着每转一圈的轴向位移不同,前两三扣勉强咬上,越往深越互相切削,把两侧螺纹牙都削薄;表面看装上了,实际有效旋合面积只剩很小一部分,螺杆螺纹也被永久损伤。正确做法:报规格时同时报公称直径与牙距;领料前用现场螺杆试拧,每端顺滑旋入 1.5 倍直径以上才算配对;拧不动立即换件,不加力。

误区 3:接点塞进背楞夹持区或深埋在墙内

表现:接长时哪里顺手就接在哪里,接点正好落在圆盘螺母与双钢管之间。为什么错:接点外径明显大于杆体,落在夹持区内会让圆盘螺母压不实、盘面与背楞之间出现缝隙,锁紧力传不下去;深埋在墙内则浇筑后无法复紧、无法观察。正确做法:接点距端头保持 200mm 以上,优先放在墙体外侧或背楞之外;必须留在墙内时配大一号的 PVC 套管。

误区 4:用普通六角螺母或三角螺纹丝杆接头替代

表现:连接螺母缺货,用两只普通六角螺母对拧在一段短丝杆上充当接头。为什么错:牙型角不同——对拉螺杆用梯形螺纹,牙型角 30°,普通米制三角螺纹是 60°。同为 12mm 公称直径时,普通粗牙 M12 的螺距是 1.75mm,牙底宽只有约 0.44mm;梯形螺纹取螺距 3mm 时牙底宽约 1.10mm,是前者的 2.5 倍。正确做法:接长件必须是与螺杆同牙型的梯形内螺纹套筒;确需代用时必须重新核算承载力并放大安全系数,且不得用于重要受力部位。

误区 5:接长后不做整体拉拔复核

表现:两段螺杆拧上就算完事,浇筑前不再检查。为什么错:接点是手工装配件,旋入深度、同轴度、螺纹清洁度都靠人把控,而这三项决定了接点能不能达到螺杆本体的承载力。浇筑时一旦接点先失效,整根螺杆的拉力会瞬间转移到相邻螺杆上,形成连环超载。正确做法:按设计允许拉力的 1.5 倍做非破坏性拉拔持荷检查(D12/45# 对应 37.5kN,D12/Q235 对应 26.3kN),持荷 2 分钟;浇筑前用扭力扳手按 10% 比例抽查扭矩。

误区 6:周转件不清理、不复检

表现:拆下来的连接螺母连同螺杆一起丢进料堆,下次直接拿来用。为什么错:套筒内孔积浆、螺纹锈蚀会直接减少可用旋合长度。以直径方向磨损 0.5mm 估算,D12 螺杆的有效截面从 84mm² 降到约 76mm²。正确做法:拆模后 24 小时内完成剔浆、过丝、涂油;周转 5 轮以上或已有明显锈蚀的接长件承载力按 0.85 折减;旋合出现别扣的直接报废。

六、连接螺母规格参数表与单重核算

答案:下表是常用规格的参数区间,用于选型对号。表中单重按套筒环形截面估算,属于下限值,具体尺寸与重量以到货实测或供方图纸为准。

规格适配螺杆外径 D(mm)总长 L_c(mm)单端最小旋合 L_e(mm)单个重下限(kg)筒壁净截面(mm²)
M12D12约 22约 6018约 0.13约 316
M14D15 体系约 24约 6521约 0.15—
M16D15 体系约 26约 7024约 0.18—
M18变径过渡约 30约 8027约 0.28—
M20D20约 34约 9030约 0.42—
M16 / M12D15 接 D12约 26约 7024 / 18约 0.18按较小一侧控制

单重可以自己复核:m = ρ ×(π ÷ 4)×(D² − d²)× L_c × 10⁻³,其中 m 为单个重量(kg),ρ 取 7.85 g/cm³,D 为套筒外径(mm),d 为内孔公称直径(mm),L_c 为总长(mm),10⁻³ 是把 g 换算成 kg 的系数。

以 M12 为例:D = 22mm,d = 12mm,L_c = 60mm,则环形截面积 = 0.7854 ×(22² − 12²)= 267.0mm²;体积 = 267.0 × 60 = 16020mm³;重量 = 7.85 × 16.02 = 125.7g ≈ 0.13kg。公式把内螺纹当成直径等于公称直径的光孔,光孔去掉的材料比真实螺纹多,所以算出来的是下限值,实称略高,M12 常规落在 0.13 – 0.14kg。

七、接点承载力怎么算:公式与完整算例

答案:接点有两个可能的失效位置——套筒筒壁被拉断,或者螺纹牙被剪坏。两个位置分别算一遍取小值,再与螺杆本体的承载力比较,比值就是接头效率。只要接头效率不小于 1.0,接点就不先于螺杆失效,接长件可以按等强使用。

1. 两个判据与公式

判据一(筒壁净截面):A_c =(π ÷ 4)×(D² − D1²),D 为套筒外径(mm),D1 为内螺纹小径(mm,梯形内螺纹取 D1 = d − P)。D12 体系取 d = 12mm、P = 3mm,得 D1 = 9mm,A_c = 0.7854 ×(22² − 9²)= 316mm²;按 45# 抗拉强度 600MPa 计,筒壁可承受 316 × 600 ÷ 1000 = 189.6kN,是螺杆保证承载力 50kN 的 3.8 倍,不是薄弱环节。

判据二(螺纹牙剪切):A_τ = n × A_1,A_τ 为总剪切面积(mm²),n 为旋合扣数(扣,n = L_e ÷ P),A_1 为单扣牙剪切面积(mm²)。梯形螺纹基本牙型的牙底宽约为 0.366 P,按 A_1 = π × d × 0.366 P 估算,D12 取 P = 3mm 时 A_1 = π × 12 × 1.10 = 41.5mm²。接点抗剪承载力 N_τ = A_τ × τ ÷ 1000(kN),τ 为材料抗剪强度(MPa),工程上取 τ = 0.6 × 抗拉强度。

旋合扣数 n旋合长度 L_e(mm)总剪切面积 A_τ(mm²)45# 接点承载(kN)对螺杆 50kN 的比值判定
39124.544.80.90接点先失效,不合格
412166.059.81.20计算勉强通过,无富余
515207.574.71.49通过
6(1.5 d)18249.089.61.79推荐值,富余充足
824332.0119.52.39受总长限制,一般不必

表里有两条必须记住的结论。第一,接点承载力与旋合扣数成正比,3 扣和 6 扣之间差一倍,这就是「每端不小于 1.5 倍直径」的来历。第二,计算假定各扣均匀受力,实际螺纹副的荷载集中在前 3 – 4 扣,所以 4 扣虽然算出来比值 1.20,仍然没有可用富余;把要求定在 6 扣,本质上是给这个不均匀性留余量。

2. 完整算例:500mm 厚外墙,用 400mm 短杆接长

工况:500mm 厚地下室外墙,一次浇筑高度 4.0m,入模温度 20℃,浇筑速度 2.0m/h,坍落度 150mm,导管下料;螺杆选 D12 / 45#,间距 500mm × 500mm;现场常备 400mm 螺杆,长度不够需要接长。侧压力算法可参考 混凝土侧压力计算方法。

  1. 初凝时间:t0 = 200 ÷(T + 15)= 200 ÷ 35 = 5.71h。
  2. 侧压力公式值:γc 取 24kN/m³,β 取 1.0,V = 2.0m/h。F1 = 0.28 × γc × t0 × β × √V = 0.28 × 24 × 5.71 × 1.0 × 1.4142 = 54.3kN/m²。
  3. 静水压力值:F2 = γc × H = 24 × 4.0 = 96.0kN/m²,取小值 F = 54.3kN/m²。
  4. 有效压头:h = F ÷ γc = 54.3 ÷ 24 = 2.26m;墙下部 4.0 − 2.26 = 1.74m 处于满压状态,最下几排螺杆受力最大。
  5. 侧压力设计值:导管下料 Q2 = 2.0kN/m²,q_d = 1.2 × 54.3 + 1.4 × 2.0 = 65.16 + 2.80 = 68.0kN/m²。
  6. 单根拉力:受荷面积 A = 500 × 500 × 10⁻⁶ = 0.25m²;N_d = 68.0 × 0.25 = 17.0kN。
  7. 螺杆验算:D12 / 45# 的允许拉力 [N] = 50 ÷ 2.0 = 25.0kN,利用率 17.0 ÷ 25.0 = 68.0%,通过。
  8. 螺杆长度:L_需 = 500 + 2 × 15 + 2 × 48 + 50 + 100 = 776mm,向上取整为 800mm。
  9. 接长方案:两段 400mm 用 M12 连接螺母对接,接后总长 L_总 = L_A + L_B +(L_c − L_eA − L_eB)= 400 + 400 +(60 − 18 − 18)= 824mm ≥ 800mm,满足要求。
  10. 接点验算:旋合按 1.5 d 取 18mm(6 扣),接点抗剪承载 89.6kN,接头效率 89.6 ÷ 50 = 1.79 ≥ 1.0,接点不先于螺杆失效。
  11. 用钢量:单位面积根数 n = 10⁶ ÷(500 × 500)= 4.00 根/m²;螺杆本身 4.00 × 0.8 × 0.74 = 2.37kg/m²,每根增加一个连接螺母后增加 4.00 × 0.13 = 0.52kg/m²,增幅约 22%。

算例结论:这个工况用 D12 / 45# 配 500mm × 500mm、两段 400mm 接长到 824mm,螺杆利用率 68%、接头效率 1.79,两项都满足。要盯住的只有两件事:每端旋足 18mm,以及接长后的总长不要与相邻螺杆混规格。

八、连接螺母与替代接长方案对比

答案:把两段短杆变成长杆只有四条路——连接螺母接长、整根加长定做、焊接接长、变径连接件过渡。四条路的承载力口径、可调性、周转能力和风险完全不同,选错方向的代价往往大于件本身的差价。

方案接点形式承载力口径长度可调性可否周转主要风险适用场合
连接螺母接长两端内螺纹套筒每端旋合 ≥ 1.5 d 时接头效率 1.79,不低于螺杆本体按段组合,M12 每个接点增加 24mm可拆、可周转旋合不足;接点外径变大与夹持区干涉现场长度不够、周转件重新盘活、临时补长
整根加长定做无接点等于螺杆本体,无额外薄弱环节一次到位,现场不可调可周转交期与库存,非标长度成本高主受力部位、大批量、常规长度
焊接接长对接焊缝由焊缝质量决定,需探伤验证不可调基本一次性45# 需预热 150 – 200℃ 并缓冷,热影响区易脆化,现场无可靠检测手段不建议用于受力螺杆
变径连接件过渡两端异径内螺纹按较小直径一侧控制可调可拆、可周转方向装反、以小带大D15 体系接 D12 配件、端部转接

取舍可以压成一句话:主受力部位优先用整根件;长度临时不够、周转件需要盘活时用连接螺母;焊接接长不要用于受力螺杆;变径过渡必须按小的一侧核算。另外三点:连接螺母接长并不降低承载力,但会降低可靠性,可靠性取决于现场有没有把两端旋足、有没有做拉拔复核;焊接接长在 45# 材质上问题最大,含碳量 0.42% – 0.50% 属中碳钢,热影响区易形成硬脆组织,会断在焊缝旁边而不是焊缝上;同一浇筑分区内不要混用不同规格与批次的接长件,配合松的先滑移,荷载会向相邻螺杆转移。接长件的规格体系可对照 连接螺母使用全指南 一并阅读。

九、现场判定法与验收要点

答案:现场不需要仪器就能筛掉大部分不合格件。看、拧、量、称、拉五个动作做完,合格与否当场就有结论,判据全部是可以量出来的数字。

动作怎么做合格判据不合格处理
看目视内孔与外表面:螺纹牙顶是否饱满、有无缺牙乱牙、内孔有无限位台阶与毛刺、表面锈蚀情况牙型连续无缺牙;内孔中部有限位台阶;无穿透性锈蚀与起皮缺牙、乱牙、无台阶的整批退换
拧拿现场在用的配套螺杆手拧试装,两端各拧到底手拧能顺滑旋入 3 扣以上、无别扣无卡涩;每端旋入深度 ≥ 1.5 d(M12 为 18mm)拧不进的不加力直接换件;牙距不符的整批排查
量游标卡尺量外径 D 与总长 L_c;用螺纹通规、止规验精度外径与总长符合图纸;通规顺利通过,止规旋入不超过 2 扣超差的降级使用或退换,禁止现场用丝锥抢救
称抽 5 件以上上秤,与公式算出的下限值对比实测单重不低于 m = ρ ×(π ÷ 4)×(D² − d²)× L_c × 10⁻³,偏离不超过 ±5%明显偏轻的查外径与壁厚,疑为缩径减料
拉装配后按设计允许拉力的 1.5 倍做非破坏性拉拔,持荷 2 分钟持荷期间两段螺杆无相对位移、螺母无转动、螺纹无滑移出现任一项异常,整批加严抽检并复核旋合长度

验收还要把三件事写进资料:进场记录(规格、公称直径与牙距、材质、数量、抽检件数与结果)、样板试装(首件接长后做一次拉拔持荷并记录荷载值)、浇筑前复核(接长部位按 10% 比例抽查紧固扭矩,重点抽查最下面三排,那里处在有效压头范围内、受力最大)。

还有两条容易省掉的动作。一是同轴检查:两段螺杆接长后应基本成一条直线,明显折角要重新装配,折角会在接点处产生附加弯矩,螺纹副从纯剪切变成剪切加弯曲,能承受的拉力会下降。二是浇筑过程观测:每 5m 布置一个观测断面、每 15 分钟查一次背楞外侧垂线;鼓出量小于 3mm 属正常弹性变形,3 – 5mm 立即停浇并加密复紧,超过 5mm 停浇卸载。拉模套筒等配套件的验收要求可参考 拉模套筒使用指南,配套锁紧件的规格尺寸见 连接螺母产品参数。

两端内螺纹,用于螺杆接长(连接螺母实拍)
两端内螺纹,用于螺杆接长

常见问题