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鋼結構安裝螺栓10.9級HS型大六角螺栓的知識與使用注意事項

發布時間：2025-02-16

鋼結構安裝中，HS型螺栓通常指高強度螺栓，HS的含義：HS型螺栓全稱為“大六角頭型高強度螺栓”，其名稱中的“HS”來源于英文“Hexagon Socket”（六角頭）的縮寫，但實際施工中更強調其大六角頭的結構特征，常用于關鍵連接節點，其承載能力和抗疲勞性能遠高于普通螺栓。

不過并非所有8.8級或10.9級螺栓都是高強度螺栓。HS型承壓螺栓的“高強度”核心在于其受力形式（預緊力+承壓傳力），而非單純材料強度。例如，普通8.8級螺栓可能用于非承壓連接，而HS型承壓螺栓需通過預拉力設計實現高剛度連接。以下是關于HS型螺栓的知識和使用注意事項的詳細說明：

一、HS型螺栓基礎知識

分類與標準

類型：分為摩擦型（依靠接觸面摩擦傳力）和承壓型（允許接觸面滑移后承壓傳力）。HS型承壓螺栓允許連接板在滑移后通過螺栓桿承壓傳力，而摩擦型則以滑移為失效標志。承壓型在滑移后仍能繼續承載，但變形較大，因此抗震設計中承壓型通常用于非動力荷載結構。承壓型螺栓的孔徑比摩擦型更大（通常大1.5~2.0mm），以減少對孔壁的擠壓應力，但需注意滑移后的變形可能影響結構整體穩定性。

標準：中國常用標準為GB/T 1228-1231（大六角頭高強度螺栓）國際標準如ASTM A325/A490（美國）、ISO 7412等。

材質與等級

材質：高強度合金鋼（如35VB、20MnTiB等），經熱處理（淬火+回火）提升強度。

性能等級：8.8級（抗拉強度≥800 MPa，屈服比0.8）；10.9級（抗拉強度≥1000 MPa，屈服比0.9）。

規格與配套

包括螺栓、螺母、墊圈（必須配套使用），常見規格為M16~M30，長度根據連接板厚度確定。

二、安裝流程與技術要求

安裝前準備

1.表面處理：接觸面需噴砂或拋丸處理，摩擦系數≥0.35（設計值），嚴禁涂漆或污染。

螺栓檢查：核對批號、等級，避免混用；清除浮銹、毛刺，涂抹防咬合劑（如二硫化鉬）。

臨時固定：用普通螺栓預緊至板層密貼，數量≥30%孔數且≥2個。

2.緊固方法：HS型承壓螺栓的終擰需通過扭矩或轉角法控制，但無類似扭剪型螺栓的“梅花頭斷裂”可視標志，需依賴專業工具檢測扭矩值，易被忽視。與摩擦型需噴砂或拋丸處理不同，承壓型僅需防銹處理，但若同時要求摩擦傳力，則需額外涂覆無機富鋅漆。

扭矩法（主流方法）：

初擰：50%~70%終擰扭矩，消除板間間隙；

終擰：達到設計扭矩值（需考慮10%扭矩損失）。

轉角法：

初擰至密貼；

終擰旋轉角度（如120°~240°），需按規范執行。

扭矩控制

計算扭矩值：T=k?P?d
T：扭矩（N·m）；k：扭矩系數（標定值）；P：預拉力（kN）；d：螺栓直徑（mm）。

每日施工前需復測扭矩系數（同一批號、環境）。

三、使用注意事項

嚴禁事項

禁止重復使用已終擰的螺栓（預拉力可能失效終擰后螺栓預拉力已釋放，重復使用會顯著降低承載能力，甚至引發斷裂。部分工地誤用舊螺栓導致隱患，需嚴格管理）；

禁止火焰切割擴孔或強行敲擊穿入；

禁止雨天、潮濕環境施工（防止氫脆）；

禁止不同材質、批次的螺栓混用。

質量檢查

終擰檢查：

用小錘敲擊螺母，聲音清脆為合格；

使用扭矩扳手抽查10%（偏差≤±10%）。

接觸面檢查：間隙≤1mm（摩擦型），否則需加墊片處理。

特殊工況處理

滑絲處理：立即更換螺栓，不得焊接或填補；

延遲擰緊：超過24小時需重新測試扭矩系數；

溫度影響：低溫環境（<-10℃）需采用低溫韌性螺栓。

四．材料與設計知識：

HS型承壓螺栓常用20MnTiB合金鋼（10.9級）或35VB（8.8級），其熱處理工藝（淬火+回火）需精準控制，否則易導致氫脆（延遲斷裂）。承壓型螺栓的設計抗剪強度可能低于普通螺栓，但其通過滑移后承壓傳力的機制，實際破壞荷載更高，適合對變形容忍度較高的結構。同等級的HS型承壓螺栓價格比普通螺栓高約30%，溢價部分主要用于保障材料的沖擊韌性（抗動載能力），而非單純強度。

四、安全與規范

施工安全

操作人員需持證上崗，穿戴防護裝備（手套、護目鏡）；

高空作業時使用工具袋，防止螺栓墜落。

規范依據

國內遵循《鋼結構工程施工質量驗收規范》（GB 50205）；

設計文件優先，結合《鋼結構設計標準》（GB 50017）。

五、常見問題與解決

扭矩不達標：檢查扳手校準、接觸面清潔度；

螺栓斷裂：排查材質缺陷或超擰；

接觸面銹蝕：重新噴砂處理并涂無機富鋅漆。

HS型承壓螺栓的“冷”不僅體現在設計細節（如孔洞、破壞模式），更在于施工與材料中的隱性要求。其核心價值在于通過預緊力與承壓傳力的結合，平衡結構剛度與經濟性，但需嚴格遵循規范以避免誤用。如需深入了解，可參考《鋼結構設計標準》（GB 50017）及歐美規范（如ASTM A325）的對比分析。

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