高強度螺栓強在哪里,？

上海材料工程大學(xué)高性能鋼團隊經(jīng)過一年多的反復(fù)試驗，與其他7位合作者合作,，成功研制出世界上第一個被稱為世界最強緊固件的19.8級超高強度螺栓,。

通過材料和熱處理工藝優(yōu)化，16.8級和19.8級螺栓室溫抗拉強度分別滿足1600~1770MPa和1900~2070MPa,。

剪切測試（依據(jù)GJB 3376-1998）結(jié)果表明，16.8級和19.8級螺栓剪切力分別達到97KN和115KN,；

室溫拉伸疲勞強度測試（依據(jù)GJB 3376-1998及GJB715.30A-2002,，載荷比=0.1）結(jié)果表明，研制的緊固件滿足疲勞壽命要求（平均疲勞壽命不低于65000次,，單個疲勞壽命不低于45000次）；

耐延遲斷裂性能試驗（根據(jù)GJB 715.12-1990,，大氣環(huán)境下恒定拉應(yīng)力保持96小時）結(jié)果表明,，螺栓在測試時間內(nèi)未發(fā)生斷裂破壞,，卸載后螺栓表面及螺紋處未發(fā)現(xiàn)裂紋,；新研制的超高強度螺栓綜合性能滿足使役要求。

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超高強度緊固件可以在相同夾緊力下,，通過減少自身尺寸來降低重量和增加安裝空間，因此可以對被連接部件進行功能和體積優(yōu)化,，從而使裝備達到整體減重和性能優(yōu)化的目的,。

那么，什么是高強度螺栓,？高強度螺栓究竟強在哪？今天,，法士威帶你來了解一下,。

1?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(yù)緊螺栓，英文簡稱：HSFG,?？梢?，我們中文施工中所說的高強度螺栓是高強度摩擦預(yù)緊螺栓的簡稱。在日常溝通中，僅僅是簡略了“摩擦（Friction）”“預(yù)緊（Grip）”兩個詞,，卻造成了許多工程技術(shù)人員對高強度螺栓基本定義的理解，產(chǎn)生了誤區(qū),。

誤區(qū)一：材料等級超過8.8級的螺栓，就是“高強度螺栓”,？

高強度螺栓和普通螺栓的核心區(qū)別并不在于使用材料的強度,，而是受力的形式。本質(zhì)是是否施加預(yù)緊力,，并利用靜摩擦力抗剪,。

實際上在英標規(guī)范,，美標規(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）,，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(qū)別高強度螺栓與普通螺栓的關(guān)鍵。

2?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。

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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(shè)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(shè)計工作狀態(tài)入手,，研究其彈塑性變形的規(guī)律，并理解到設(shè)計破壞時的極限狀態(tài),。

設(shè)計破壞時的極限狀態(tài)

普通螺栓：螺桿本身發(fā)生超過設(shè)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就會發(fā)生相對滑移,，繼而螺栓桿和連接板接觸,，發(fā)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(fā)生相對位移,，設(shè)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(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。

誤區(qū)二：承載能力高就是高強度螺栓,？

由單個螺栓的計算可知,，高強度螺栓抗拉和抗剪的設(shè)計強度均低于普通螺栓。其高強實質(zhì)是：正常工作時,，節(jié)點不允許發(fā)生任何相對滑移,，即：彈塑性變形小，節(jié)點剛度大,。

可見，在給定設(shè)計節(jié)點荷載的情況下,，用高強度螺栓設(shè)計的節(jié)點并不一定能節(jié)省螺栓使用數(shù)量,，但是其變形小,，剛度大,，安全儲備高。適合用主梁,，等要求節(jié)點剛度較大的位置,，符合“強節(jié)點,，弱桿件”的基本抗震設(shè)計原理。

高強度螺栓之強,，并非在于其本身的承載能力設(shè)計值，而是表現(xiàn)于其設(shè)計節(jié)點的剛度大,，安全性能高,，抗破壞的能力強,。

3?高強度螺栓和普通螺栓的對比

普通螺栓和高強度螺栓由于其設(shè)計的受力原理不同,，其在施工檢驗方法上有極大的區(qū)別。

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