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高強度螺栓到底強在哪？
發布時間：
2023-04-17
來源：
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高強度螺栓(High-Strength Friction Grip Bolt)，英文直譯為：高強度摩擦預緊螺栓，英文簡稱：HSFG。可見，我們中文施工中所說的高強度螺栓是高強度摩擦預緊螺栓的簡稱。在日常溝通中，僅僅是簡略了“摩擦(Friction)”“預緊(Grip)”兩個詞，卻造成了許多工程技術人員對高強度螺栓基本定義的理解，產生了誤區。
什么是高強度螺栓?
高強度螺栓(High-Strength Friction Grip Bolt)，英文直譯為：高強度摩擦預緊螺栓，英文簡稱：HSFG。可見，我們中文施工中所說的高強度螺栓是高強度摩擦預緊螺栓的簡稱。在日常溝通中，僅僅是簡略了“摩擦(Friction)”“預緊(Grip)”兩個詞，卻造成了許多工程技術人員對高強度螺栓基本定義的理解，產生了誤區。
誤區一：
材料等級超過8.8級的螺栓，是“高強度螺栓”?
高強度螺栓和普通螺栓的核心區別并不在于使用材料的強度，而是受力的形式。本質是是否施加預緊力，并利用靜摩擦力抗剪。
實際上在英標規范，美標規范中提到的高強度螺栓(HSFG BOLT)只有8.8級和10.9級兩種(BS EN 14399 / ASTM-A325&ASTM-490)，而普通螺栓卻有包含有4.6、5.6、8.8、10.9、12.9等(BS 3692 11款表2);由此可見，材料強度高低并不是區別高強度螺栓與普通螺栓的關鍵。
高強度螺栓強在哪?
按照GB50017，計算單個普通螺栓(B類)8.8級和高強度螺栓8.8級抗拉及抗剪強度。
通過計算我們可以看到，相同等級的情況下，普通螺栓的抗拉強度和抗剪強度的設計值都要高于高強度螺栓。
那么高強度螺栓，“強”在哪里?
為回答這一個問題，必須從兩種螺栓的設計工作狀態入手，研究其彈塑性變形的規律，并理解到設計破壞時的極限狀態。
設計破壞時的極限狀態
普通螺栓：螺桿本身發生超過設計允許的塑性變形，螺桿被剪壞。
普通螺栓連接，開始承受剪力前連接板間會發生相對滑移，繼而螺栓桿和連接板接觸，發生彈塑性形變，承受剪力。
高強度螺栓：有效摩擦面間的靜摩擦力被攻克，兩塊鋼板發生相對位移，設計考量上即為破壞。
高強度螺栓連接，摩擦力首先承受剪力，當荷載增大到摩擦力不足以抵抗剪力，靜摩擦力被攻克，連接板發生相對滑移(極限狀態)。但此時雖然破壞，但螺栓桿與連接板發生接觸，依然可以利用其本身的彈塑性形變，承受剪力。
誤區二：
承載能力高是高強度螺栓?
由單個螺栓的計算可知，高強度螺栓抗拉和抗剪的設計強度均低于普通螺栓。其高強實質是：正常工作時，節點不允許發生任何相對滑移，即：彈塑性變形小，節點剛度大。
可見，在給定設計節點荷載的情況下，用高強度螺栓設計的節點并不一定能節省螺栓使用數量，但是其變形小，剛度大，**儲備高。高強度螺栓適合用主梁，等要求節點剛度較大的位置，符合“強節點，弱桿件”的基本抗震設計原理。
高強度螺栓之強，并非在于其本身的承載能力設計值，而是表現于其設計節點的剛度大，**性能高，抗破壞的能力強。
關鍵詞：高強螺栓、雙頭高壓螺栓、螺母
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