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关 键 词：承德10.9级高强度螺栓
行 业：五金 机械五金 紧固件/连接件
发布时间：2021-03-15
邯郸市永年区邦达金属制品有限公司位于标准件生产基地---河北省邯郸市永年区，西邻京广线、东临京深高速，地理位置优越，交利。我们具备高强度螺栓加工制作工艺，完备的检测手段和生产技术，实行全天候服务。
什么是高强度螺栓
高强度螺栓（High-Strength Friction Grip Bolt），英文直译为：高强度摩擦预紧螺栓，英文简称：HSFG。可见，我们中文施工中所说的高强度螺栓是高强度摩擦预紧螺栓的简称。在日常沟通中，仅仅是简略了“摩擦（Friction）”“预紧（Grip）”两个词，却造成了许多工程技术人员对高强度螺栓基本定义的理解，产生了误区。
材料等级超过8.8级的螺栓，就是“高强度螺栓”？
高强度螺栓和普通螺栓的核心区别并不在于使用材料的强度，而是受力的形式。本质是是否施加预紧力，并利用静摩擦力抗剪。
实际上在英标规范，美标规范中提到的高强度螺栓（HSFG BOLT）只有8.8级和10.9级两种（BS EN 14399 / ASTM-A325&ASTM-490），而普通螺栓却有包含有4.6，5.6，8.8，10.9，12.9等（BS 3692 11款表2）；由此可见，材料强度高低并不是区别高强度螺栓与普通螺栓的关键。
正确理解“高强”，强在何处
按照G017，计算单个普通螺栓（B类）8.8级和高强度螺栓8.8级抗拉及抗剪强度。
通过计算我们可以看到，相同等级的情况下，普通螺栓的抗拉强度和抗剪强度的设计值都要高于高强度螺栓。
那么高强度螺栓，“强”在哪里？
为回答这一个问题，必须从两种螺栓的设计工作状态入手，研究其弹塑性变形的规律，并理解到设计破坏时的极限状态。
普通螺栓和高强度螺栓工作状态下应力应变曲线
设计破坏时的极限状态
普通螺栓：螺杆本身发生超过设计允许的塑性变形，螺杆被剪坏。
普通螺栓连接，开始承受剪力前连接板间就会发生相对滑移，继而螺栓杆和连接板接触，发生弹塑性形变，承受剪力。
普通螺栓和高强度螺栓之间的本质区别。
高强度螺栓也可以说是英语词。英文翻译应为高强度摩擦预紧螺栓。省略了摩擦预紧一词。可以看出，衡量螺栓性能的指标是强度，无论是抗拉强度还是屈服强度，归根结底都是材料的允许应力。有些书说，性能等级大于或等于8.8的螺栓称为高强度螺栓，但我们通常看到的许多普通螺栓也分别是10.9和12.9,价格也是普通螺栓的价格。我们不考虑高强度螺栓的性能水平，仅从受力角度说明此问题。
高强度螺栓依靠夹紧两个零件来通过预紧力来增加大静摩擦力。对于高强度螺栓，它们仅承受拉力，而不受剪切力的影响。如果两个对象相对移动，则该设计无效。设计不合格。这一点很重要。这意味着两个部分是牢固连接的，与焊接相同。如果它们滑动，则焊接失败。建立的机械计算模型不准确。刚度意味着刚连接并可以传递扭矩。这是设计人员设计高强度螺栓的主要要点，也是普通螺栓和高强度螺栓之间的本质区别。
级普通螺栓仅代表高强度。普通螺栓依靠自身的强度来抵抗剪切力。从机械分析的角度来看，普通螺栓是机械计算中的铰链，并且可以滑动。夸张地说，两个物体可能会滑动而没有拧紧。螺栓的作用仅仅是连接两个对象。只要连续拉动螺栓，两个物体就可以滑动。
高强度螺栓在抗剪设计上根据设计要求分为：高强度螺栓承压型和高强度螺栓摩擦型。
摩擦型的承载能力取决于传力摩擦面的抗滑移系数和摩擦面数量，喷砂（丸）后生赤锈的摩擦系数高，但从实际操作来看受施工水平影响很大，很多监理单位都提出能否降低标准来确保工程质量。
承压型的承载能力取决于螺栓抗剪能力和栓杆承压能力的小值。在只有一个连接面的情况下，M16摩擦型抗剪承载力为21.6~45.0kN，而M16承压型抗剪承载力为 39.2~48.6 kN，性能要优于摩擦型。
在安装上，承压型工艺要简单一些，连接面仅需清除油污及浮锈。沿轴杆方向抗拉承载力，在钢结构规范中写的很有意思，摩擦型设计值等于0.8倍预拉力，承压型设计值等于螺杆有效面积乘以材料抗拉强度设计值，看起来似乎有很大区别，实际上两个值基本一致。
在同时承受剪力和杆轴方向拉力时，摩擦型要求是螺栓承受的剪力与受剪承载力之比加上螺杆承受轴力与受拉承载力应力比之和小于1.0，承压型要求是螺栓承受的剪力与受剪承载力之比的平方加上螺杆承受轴力与受拉承载力比的平方之和小于1.0，也就是说在同种荷载组合情况下，相同直径的承压型高强度螺栓在设计上的安全储备要高于摩擦型高强度螺栓的。
考虑到在强震反复作用下，连接摩擦面可能会失效，这时候的抗剪承载力还是要取决于螺栓抗剪能力和板件承压能力，因此抗震规范规定了高强度螺栓极限受剪的承载力计算公式。
尽管承压型在设计数值上占有优势，但由于其属于剪压破坏型式，螺栓孔为类似普通螺栓的孔隙型螺栓孔，在承受荷载作用时的变形远大于摩擦型，所以高强度螺栓承压型主要用于非抗震构件连接、非承受动荷载构件连接、非反复作用构件连接。
这两种型式的正常使用极限状态也是有区别的：
摩擦型连接是指在荷载基本组合作用下连接摩擦面发生相对滑移；
承压型连接是指在荷载标准组合作用下连接件之间发生相对滑移；
普通螺栓
普通螺栓分A、B、C三种。前两种是精制螺栓，较少用。一般说的普通螺栓，均指C级普通螺栓。
在一些临时连接及需拆卸的连接中，常用到C级普通螺栓。建筑结构常用的普通螺栓有M16、M20、M24。某些机械工业粗制螺栓直径可能比较大，用途。
高强度螺栓：有效摩擦面间的静摩擦力被攻克，两块钢板发生相对位移，设计考量上即为破坏。
高强度螺栓连接，摩擦力首先承受剪力，当荷载到摩擦力不足以抵抗剪力，静摩擦力被攻克，连接板发生相对滑移（极限状态）。但此时虽然破坏，但螺栓杆与连接板发生接触，依然可以利用其本身的弹塑性形变，承受剪力。
高强度螺栓的承载能力高于普通螺栓，是为“高强”？
由单个螺栓的计算可知，高强度螺栓抗拉和抗剪的设计强度均低于普通螺栓。其高强实质是：正常工作时，节点不允许发生任何相对滑移，即：弹塑性变形小，节点刚度大。
可见：在给定设计节点荷载的情况下，用高强度螺栓设计的节点并不一定能节省螺栓使用数量，但是其变形小，刚度大，安全储备高。适合用主梁，等要求节点刚度较大的位置，符合“强节点，弱杆件”的基本抗震设计原理。
高强度螺栓之强，并非在于其本身的承载能力设计值，而是表现于其设计节点的刚度大，安全性能高，抗破坏的能力强。
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