探秘钢结构之魂：钢结构高强度螺栓的分类大六角型与扭剪型的应用

在浩瀚的工程建筑领域中，钢结构以其卓越的强度、轻盈的体态和灵活的设计性，成为了现代建筑的脊梁。而在这坚固的骨架之中，高强度螺栓作为连接的关键元件，其重要性不言而喻。高强度螺栓用中碳钢或中碳合金钢制成，其强度比普通螺栓高2～3倍。高强度螺栓连接具有施工方便、安全可靠等优点。需要说明的是无论是扭剪型高强螺栓（梅花卡头型螺栓）还是大六角高强螺栓，均能设计为摩擦型或承压型。今天，就让我们一起深入探索钢结构高强度螺栓的两大外观分类与三大连接方式，今天揭开它们支撑起宏伟建筑的秘密。

### 一、外观分类：形态之美，力量之源

#### 1. **大六角头型高强度螺栓**

大六角头型高强度螺栓，顾名思义，其头部设计为规则的六边形，这一设计不仅便于使用扳手或扭矩扳手进行紧固，还提供了较大的接触面积，增强了螺栓与工具之间的摩擦力，确保了在紧固过程中的稳定性和准确性。HS通常指的是钢结构大六角螺栓10.9S级。

高强度大六角头螺栓连接副由一个螺栓、一个螺母和两个垫圈组成。安装时螺栓头和螺母侧应分别设置平垫圈，螺栓头侧放置的垫圈不应多于2个，螺母侧放置的垫圈不应多余一个。螺栓紧固后外露丝扣不应少于2扣，螺栓紧固质量，可采用锤击法检查。

下面附常用规格的大六角螺栓10.9S级的尺寸供参考：

高强度螺栓连接副初拧、复拧和终拧应以接头刚度较大的部位向约束较小的方向、螺栓群中央向四周的顺序进行；高强度螺栓和焊接并用的连接节点，宜按先螺栓紧固后焊接的施工顺序。

大六角头型螺栓广泛应用于桥梁、高层建筑、大型机械设备等需要高承载力和可靠连接的场合，是钢结构连接中的中流砥柱。

下面附钢结构组装中高强度螺栓的长度选择：

#### 2. **扭剪型高强度螺栓**

扭剪型高强度螺栓则以其独特的紧固机制脱颖而出。这种螺栓在紧固过程中，通过螺栓头部的梅花头与配套螺母之间的相互作用，当达到预定的预紧力矩时，螺栓梅花头会断裂，以此作为达到设计紧固力的直观标志。TS通常指的是钢结构扭剪型螺栓10.9S级。

扭剪型高强度螺栓连接副由一个螺栓、一个螺母和一个垫圈组成；高强度螺栓现场安装时应能自由穿入螺栓孔，不得强行穿入，同一个连接接头螺栓数量不应少于2个。安装环境气温不宜低于-10℃。

扭剪型螺栓的设计巧妙之处在于其一次性使用的特性，有效避免了因未达到或超过紧固要求而导致的安全隐患，广泛应用于对连接质量要求极高的领域，如核电站、航空航天等。

下面附扭剪螺栓常用规格的尺寸数据供参考：

### 二、连接方式：力的传递，结构的艺术

#### 1. **摩擦连接**

摩擦连接，是钢结构中最常见的连接方式之一。它利用高强度螺栓预紧后产生的巨大摩擦力来传递外力，确保结构的安全稳定。螺栓摩擦式连接通过板间的抗滑力传递剪力，板间滑动作为其承载能力的极限状态。这种连接可称为防滑连接或摩擦连接。

摩擦连接和承压连接都是剪切连接。这种连接方式要求螺栓与连接板之间的接触面光洁度高，并涂抹抗滑移系数高的涂料，以增加摩擦力。摩擦连接不仅简单可靠，还能有效吸收地震等外力作用下的能量，提高结构的整体抗震性能。

#### 2. **拉力连接**

拉力连接则侧重于通过螺栓本身的拉伸变形来传递拉力。这种连接方式要求螺栓具有较高的抗拉强度和延展性，以确保在受到拉力作用时，螺栓能够发生适度的弹性或塑性变形，而不至于立即断裂。拉力连接多用于需要承受较大拉力作用的部位，如悬挑结构、大跨度梁等。摩擦连接和承压连接都是剪切连接。

#### 3. **压力连接**

压力连接，或称压接连接，是一种较为特殊的连接方式。它利用螺栓的紧固力将连接件压合在一起，形成紧密的机械咬合，以此传递压力。这种连接方式在要求极高密封性和无泄漏的场合尤为适用，如油气管道、压力容器等。承压高强度螺栓的种类很多，包括施加预拉力或任意施加50%预拉力的、装配敲打的、普通孔型的：这些都是基于层间的滑动。正常使用的方法（即负载为极限状态）。采用这种方法计算高强度螺栓的承载能力与普通螺栓连接完全相同。高强度螺栓受拉连接是螺栓杆沿轴向受拉的连接。虽然压力连接在钢结构中的应用相对较少，但其独特的优势在特定领域发挥着不可替代的作用。

### 结语

钢结构高强度螺栓，以其多样化的外观和灵活的连接方式，成为了现代工程建筑不可或缺的基石。从外观上的大六角头型到扭剪型的独特设计，再到摩擦连接、拉力连接、压力连接的多种应用，无不展现出人类智慧在工程技术领域的精妙运用。未来，随着材料科学和工程技术的不断进步，我们有理由相信，钢结构高强度螺栓将在更多领域展现出其独特魅力和无限可能。