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高强度螺栓基础知识及紧固方法

高强度螺栓，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”“预紧”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。

误区一：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（HSFGBOLT）

只有8.8级和10.9级两种（BSEN14399/ASTM-A325ASTM-490），

而普通螺栓却有包含有4.6，5.6，8.8，10.9，12.9等（BS369211

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。

误区二：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。

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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。

高强度螺栓规格

国内常用的高强度螺栓分为ASTM及JIS规格。通常用的

ASTM高强度螺栓有A325及A490两种，具体使用情况如表一所示。

表一ASTM高强度螺栓通用情况

A325螺栓主要成分为TYPE1及TYPE3两种，TYPE1为一

般结构用，如需要时可以热浸镀锌，耐候钢材应配合使用TYPE3螺栓，

采用TYPE3螺栓时设计图上应特别标明，A325螺栓的机械性如表二

所示。

表二ASTM高强度螺栓机械性能

A490螺栓的材料强度比A325高，但是A490螺栓不可热浸

镀锌。A490螺栓分为3种TYPE同样耐候钢材配合使用TYPE3型

螺栓。A325及A490螺栓标准直径以英尺为单位，以1/8英尺为单

位增量，且皆介于1英尺至1.5英尺之间，以1英尺左右的直径

较常用。

有些特殊的情况，所需螺栓直径超过1.5，此时可采用A490

螺栓。A490螺栓使用情况如表一所示，材料强度如表二所示。ASTM高

强度螺栓的螺头及螺帽皆为六角形头，其中螺帽必须为重型六角形螺

帽。

JIS规格的高强度螺栓分为六角螺栓头的F系列以及为减轻

材料用量及美观需求而发展之圆螺栓头之S系列（见图一），圆螺

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栓头在安装后拆卸较困难。

图一JISF10T圆头型扭矩控制高强度螺