高強度螺栓是我們鋼結(jié)構(gòu)施工中最常見的施工內(nèi)容，所有的鋼結(jié)構(gòu)工程師都會覺得熟悉再熟悉。然而，事實可能并非如此。我們從最基本的概念開始，帶你重新理解高強度螺栓，可能會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(yù)緊螺栓，英文簡稱：HSFG?？梢钥闯?，我們在中文施工中所說的高強度螺栓是高強度摩擦預(yù)緊螺栓的縮寫。在日常溝通中，只有摩擦（Friction）”“預(yù)緊（Grip）這兩個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(qū)別不在于材料的強度，而在于力的形式。本質(zhì)是否施加預(yù)緊力，并使用靜摩擦力進(jìn)行剪切。*

事實上，美國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)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，高強度螺栓與普通螺栓的區(qū)別并不是關(guān)鍵。

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

通過計算，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(shè)計值高于高強度螺栓。*

那高強度螺栓，強在哪里？

為了回答這個問題，我們必須從兩個螺栓的設(shè)計狀態(tài)開始，研究其彈性變形的規(guī)律，并了解設(shè)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(yīng)力應(yīng)變曲線

設(shè)計破壞時的極限狀態(tài)

普通螺栓：螺釘本身超過設(shè)計允許的塑性變形，螺釘被切斷。

普通螺栓連接時，在開始承受剪力之前，連接板之間會發(fā)生相對滑動，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(shè)計考慮為損壞。

高強螺栓連接，摩擦力首先承受剪力，當(dāng)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(qū):高強度螺栓的承載能力高于普通螺栓，為高強度。

根據(jù)單個螺栓的計算，高強度螺栓的抗拉和剪切設(shè)計強度低于普通螺栓。其高強度本質(zhì)是：在正常工作中，節(jié)點不允許發(fā)生相對滑動，即彈性變形小，節(jié)點剛度大。

可以看出，在給定設(shè)計節(jié)點的負(fù)荷下，高強度螺栓設(shè)計的節(jié)點可能無法節(jié)省螺栓的數(shù)量，但其變形小、剛度大、安全儲備高。適用于節(jié)點剛度大的主梁，符合強節(jié)點、弱桿的基本抗震設(shè)計原理。

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

★03.對比高強度螺栓★

由于其設(shè)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(biāo)識樣式對比

普通螺栓和高強度螺栓的標(biāo)記是現(xiàn)場識別同級螺栓的基本方法。由于英美標(biāo)準(zhǔn)中高強度螺栓扭矩值計算的值不同，也有必要識別兩個標(biāo)準(zhǔn)的螺栓。

價格對比

高強螺栓：（M24，L60，8.8級）

普通螺栓：（M24，L60，8.8級）

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

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04.總結(jié)

★對于一個看似簡單的問題來說，從本質(zhì)上深入、全面、正確地理解它并不是一件簡單的事情。高強度螺栓與普通螺栓的定義、含義和深刻區(qū)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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觀點: (1)*：在一些鋼結(jié)構(gòu)書中確實提出，高強度螺栓是指強度超過8.8級螺栓。對于這種觀點，首先，英國和美國的標(biāo)準(zhǔn)不支持，強和弱沒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(fù)雜螺栓組的應(yīng)力。

（3）*：在設(shè)計承壓型高強度螺栓時，還考慮了螺釘?shù)某袎毫?，詳?xì)介紹了以下高強度螺栓承壓型與摩擦型對比。

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