一顆高強(qiáng)度螺栓就像阿基米德發(fā)現(xiàn)的能夠撬動(dòng)地球的杠桿一樣，其連接作用可謂“四兩撥千斤”。

表面上高強(qiáng)度螺栓產(chǎn)值只占機(jī)械行業(yè)的百分之幾，實(shí)質(zhì)上，它帶給關(guān)鍵構(gòu)件和裝備的附加值比想象中要高得多。今天我們從最基本的概念入手，帶你重新認(rèn)識(shí)高強(qiáng)度螺栓，可能會(huì)顛覆你最基本的認(rèn)識(shí)。

一、什么是高強(qiáng)度螺栓

高強(qiáng)度螺栓英文簡稱：HSFG，譯為：高強(qiáng)度摩擦預(yù)緊螺栓。在日常溝通中，僅僅是簡略了“摩擦（Friction）”“預(yù)緊（Grip）”兩個(gè)詞，卻造成了許多工程技術(shù)人員對(duì)高強(qiáng)度螺栓基本定義的理解，產(chǎn)生了誤區(qū)。

高強(qiáng)度螺栓和普通螺栓的核心區(qū)別并不在于使用材料的強(qiáng)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(shí)際上在英標(biāo)規(guī)范，美標(biāo)規(guī)范中提到的高強(qiáng)度螺栓（HSFG BOLT）只有8.8級(jí)和10.9級(jí)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(qiáng)度高低并不是區(qū)別高強(qiáng)度螺栓與普通螺栓的關(guān)鍵。

由單個(gè)螺栓的計(jì)算可知，高強(qiáng)度螺栓抗拉和抗剪的設(shè)計(jì)強(qiáng)度均低于普通螺栓。其高強(qiáng)實(shí)質(zhì)是：正常工作時(shí)，節(jié)點(diǎn)不允許發(fā)生任何相對(duì)滑移，即：彈塑性變形小，節(jié)點(diǎn)剛度大。

高強(qiáng)度螺栓之強(qiáng)，并非在于其本身的承載能力設(shè)計(jì)值，而是表現(xiàn)于其設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)的剛度大，安全性能高，抗破壞的能力強(qiáng)。

二、高強(qiáng)度螺栓規(guī)格

國內(nèi)常用的高強(qiáng)度螺栓分為 ASTM 及 JIS 規(guī)格。通常用的 ASTM 高強(qiáng)度螺栓有 A325 及 A490 兩種，具體使用情況如表一所示。

表一  ASTM 高強(qiáng)度螺栓通用情況?

表二  ASTM高強(qiáng)度螺栓機(jī)械性能?

圖一  JIS F10T圓頭型扭矩控制高強(qiáng)度螺栓?

材料強(qiáng)度不同，F(xiàn)系列又分為 F8t、F10t 及 F11t 三種，s系列則分成 s8t 及 s10t 二種，其中 F11t 材質(zhì)因品質(zhì)較不易控制，僅部分制造商有制造生產(chǎn)資質(zhì)，其材料強(qiáng)度如表三所示。

表三  JIS 高強(qiáng)度螺栓材料強(qiáng)度?

JIS 螺栓直徑以 mm 為單位，一般常用的直徑規(guī)格在 12mm 至 24mm 之間。有過去的熱浸鍍鋅經(jīng)驗(yàn)可知，高強(qiáng)度螺栓在熱浸鍍鋅前處理酸洗過程中會(huì)吸收氫氧，因此會(huì)產(chǎn)生延遲破壞現(xiàn)象，延遲破壞就是高強(qiáng)度螺栓緊固一段時(shí)間后發(fā)生突然斷裂現(xiàn)象，這是因?yàn)榻饘俳Y(jié)晶內(nèi)蓄含的氫氧壓力過大的結(jié)果。

螺栓的外觀如圖二所示，螺栓在螺栓頭會(huì)標(biāo)識(shí)其種類，如圖三及四所示，以方便使用及施工管理。

圖二  螺栓外觀及尺寸?

圖三  螺栓外觀及尺寸?

圖四  JIS 高強(qiáng)度螺栓之標(biāo)示?

螺栓需配合螺帽及墊圈使用，螺栓、螺帽加上墊圈組成螺栓組，表四及表五分別為 ASTM 及 JIS 高強(qiáng)度螺栓組的組合。耐候鋼材應(yīng)該配合耐候型螺栓、螺帽及墊圈使用。

表四  ASTM 高強(qiáng)度螺栓組?

 注：螺帽除A563-B外，其余皆為重型六角形螺栓。

表五  JIS 高強(qiáng)度螺栓組 ?

普通螺栓可重復(fù)使用，高強(qiáng)度螺栓不可重復(fù)使用。高強(qiáng)度螺栓多應(yīng)用在汽車、橋梁、鋼軌、高壓及超高壓設(shè)備的連接。目前其在安全穩(wěn)定方面起到了無可替代的作用。