高強度螺栓是我們鋼結構施工中最常見(jiàn)的施工內容，所有的鋼結構工程師都會(huì )覺(jué)得熟悉再熟悉。然而，事實(shí)可能并非如此。我們從最基本的概念開(kāi)始，帶你重新理解高強度螺栓，可能會(huì )顛覆你最基本的理解。

01.什么是高強度螺栓？★高強螺栓（High-Strength Friction Grip Bolt），英文直譯為：高強度摩擦預緊螺栓，英文簡(jiǎn)稱(chēng)：HSFG?？梢钥闯?，我們在中文施工中所說(shuō)的高強度螺栓是高強度摩擦預緊螺栓的縮寫(xiě)。在日常溝通中，只有摩擦（Friction）”“預緊（Grip）這兩個(gè)詞引起了許多工程技術(shù)人員對高強度螺栓基本定義的理解和誤解。

顛覆1：誤解：材料等級超過(guò)8.8級螺栓為高強度螺栓。

高強度螺栓和普通螺栓的核心區別不在于材料的強度，而在于力的形式。本質(zhì)是否施加預緊力，并使用靜摩擦力進(jìn)行剪切。*

事實(shí)上，美國標準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)普通螺栓包含4.6，5.6，8.8，10.9，12.9等（BS 3692 1表2)；由此可見(jiàn)，高強度螺栓與普通螺栓的區別并不是關(guān)鍵。

★02.正確理解高強★按照GB計算單個(gè)普通螺栓50017（B類(lèi)）8.8級和高強度螺栓8.8級抗拉抗剪強度。

通過(guò)計算，我們可以看到，在相同等級下，普通螺栓的抗拉強度和抗剪強度設計值高于高強度螺栓。*

那高強度螺栓，強在哪里？

為了回答這個(gè)問(wèn)題，我們必須從兩個(gè)螺栓的設計狀態(tài)開(kāi)始，研究其彈性變形的規律，并了解設計損壞的極限狀態(tài)。

普通螺栓和高強度螺栓在工作狀態(tài)下應力應變曲線(xiàn)

設計破壞時(shí)的極限狀態(tài)

普通螺栓：螺釘本身超過(guò)設計允許的塑性變形，螺釘被切斷。

普通螺栓連接時(shí)，在開(kāi)始承受剪力之前，連接板之間會(huì )發(fā)生相對滑動(dòng)，然后螺栓桿與連接板接觸，產(chǎn)生彈性塑性變形，承受剪力。

高強度螺栓：有效摩擦表面之間的靜摩擦被克服，兩塊鋼板相對位移，設計考慮為損壞。

高強螺栓連接，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(fā)生相對滑移（極限狀態(tài)）。但此時(shí)雖然破壞，但螺栓桿與連接板發(fā)生接觸，依然可以利用其本身的彈塑性形變，承受剪力。（3）*

顛覆二:誤區:高強度螺栓的承載能力高于普通螺栓，為高強度。

根據單個(gè)螺栓的計算，高強度螺栓的抗拉和剪切設計強度低于普通螺栓。其高強度本質(zhì)是：在正常工作中，節點(diǎn)不允許發(fā)生相對滑動(dòng)，即彈性變形小，節點(diǎn)剛度大。

可以看出，在給定設計節點(diǎn)的負荷下，高強度螺栓設計的節點(diǎn)可能無(wú)法節省螺栓的數量，但其變形小、剛度大、安全儲備高。適用于節點(diǎn)剛度大的主梁，符合強節點(diǎn)、弱桿的基本抗震設計原理。

高強度螺栓的強度不在于其自身的承載力設計值，而在于其設計節點(diǎn)剛度大、安全性高、抗破壞性強。

★03.對比高強度螺栓★

由于其設計受力原理不同，普通螺栓和高強螺栓在施工檢驗方法上存在很大差異。

同級普通螺栓的機械性能要求略高于高強度螺栓，但高強度螺栓的驗收要求略高于普通螺栓。

標識樣式對比

普通螺栓和高強度螺栓的標記是現場(chǎng)識別同級螺栓的基本方法。由于英美標準中高強度螺栓扭矩值計算的值不同，也有必要識別兩個(gè)標準的螺栓。

價(jià)格對比

高強螺栓：（M24，L60，8.8級）

普通螺栓：（M24，L60，8.8級）

可以看出，普通螺栓的價(jià)格約為高強度螺栓的70%。結合驗收要求，可以得出結論，其溢價(jià)部分應保證材料的沖擊功率（韌性）性能。

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04.總結

★對于一個(gè)看似簡(jiǎn)單的問(wèn)題來(lái)說(shuō)，從本質(zhì)上深入、全面、正確地理解它并不是一件簡(jiǎn)單的事情。高強度螺栓與普通螺栓的定義、含義和深刻區別是我們正確理解、使用高強度螺栓和施工管理的基本前提。

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觀(guān)點(diǎn): (1)*：在一些鋼結構書(shū)中確實(shí)提出，高強度螺栓是指強度超過(guò)8.8級螺栓。對于這種觀(guān)點(diǎn)，首先，英國和美國的標準不支持，強和弱沒(méi)有定義為一定的強度水平。其次，它不符合我們工作中提到的高強度螺栓。

（2）*：為便于比較，這里不考慮復雜螺栓組的應力。

（3）*：在設計承壓型高強度螺栓時(shí)，還考慮了螺釘的承壓力，詳細介紹了以下高強度螺栓承壓型與摩擦型對比。

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