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钢结构安装螺栓10.9级HS型大六角螺栓的知识与使用注意事项

发布时间：2025-02-16

钢结构安装中，HS型螺栓通常指高强度螺栓，HS的含义：HS型螺栓全称为“大六角头型高强度螺栓”，其名称中的“HS”来源于英文“Hexagon Socket”（六角头）的缩写，但实际施工中更强调其大六角头的结构特征，常用于关键连接节点，其承载能力和抗疲劳性能远高于普通螺栓。

不过并非所有8.8级或10.9级螺栓都是高强度螺栓。HS型承压螺栓的“高强度”核心在于其受力形式（预紧力+承压传力），而非单纯材料强度。例如，普通8.8级螺栓可能用于非承压连接，而HS型承压螺栓需通过预拉力设计实现高刚度连接。以下是关于HS型螺栓的知识和使用注意事项的详细说明：

一、HS型螺栓基础知识

分类与标准

类型：分为摩擦型（依靠接触面摩擦传力）和承压型（允许接触面滑移后承压传力）。HS型承压螺栓允许连接板在滑移后通过螺栓杆承压传力，而摩擦型则以滑移为失效标志。承压型在滑移后仍能继续承载，但变形较大，因此抗震设计中承压型通常用于非动力荷载结构。承压型螺栓的孔径比摩擦型更大（通常大1.5~2.0mm），以减少对孔壁的挤压应力，但需注意滑移后的变形可能影响结构整体稳定性。

标准：中国常用标准为GB/T 1228-1231（大六角头高强度螺栓）国际标准如ASTM A325/A490（美国）、ISO 7412等。

材质与等级

材质：高强度合金钢（如35VB、20MnTiB等），经热处理（淬火+回火）提升强度。

性能等级：8.8级（抗拉强度≥800 MPa，屈服比0.8）；10.9级（抗拉强度≥1000 MPa，屈服比0.9）。

规格与配套

包括螺栓、螺母、垫圈（必须配套使用），常见规格为M16~M30，长度根据连接板厚度确定。

二、安装流程与技术要求

安装前准备

1.表面处理：接触面需喷砂或抛丸处理，摩擦系数≥0.35（设计值），严禁涂漆或污染。

螺栓检查：核对批号、等级，避免混用；清除浮锈、毛刺，涂抹防咬合剂（如二硫化钼）。

临时固定：用普通螺栓预紧至板层密贴，数量≥30%孔数且≥2个。

2.紧固方法：HS型承压螺栓的终拧需通过扭矩或转角法控制，但无类似扭剪型螺栓的“梅花头断裂”可视标志，需依赖专业工具检测扭矩值，易被忽视。与摩擦型需喷砂或抛丸处理不同，承压型仅需防锈处理，但若同时要求摩擦传力，则需额外涂覆无机富锌漆。

扭矩法（主流方法）：

初拧：50%~70%终拧扭矩，消除板间间隙；

终拧：达到设计扭矩值（需考虑10%扭矩损失）。

转角法：

初拧至密贴；

终拧旋转角度（如120°~240°），需按规范执行。

扭矩控制

计算扭矩值：T=k⋅P⋅d
T：扭矩（N·m）；k：扭矩系数（标定值）；P：预拉力（kN）；d：螺栓直径（mm）。

每日施工前需复测扭矩系数（同一批号、环境）。

三、使用注意事项

严禁事项

禁止重复使用已终拧的螺栓（预拉力可能失效终拧后螺栓预拉力已释放，重复使用会显著降低承载能力，甚至引发断裂。部分工地误用旧螺栓导致隐患，需严格管理）；

禁止火焰切割扩孔或强行敲击穿入；

禁止雨天、潮湿环境施工（防止氢脆）；

禁止不同材质、批次的螺栓混用。

质量检查

终拧检查：

用小锤敲击螺母，声音清脆为合格；

使用扭矩扳手抽查10%（偏差≤±10%）。

接触面检查：间隙≤1mm（摩擦型），否则需加垫片处理。

特殊工况处理

滑丝处理：立即更换螺栓，不得焊接或填补；

延迟拧紧：超过24小时需重新测试扭矩系数；

温度影响：低温环境（<-10℃）需采用低温韧性螺栓。

四．材料与设计知识：

HS型承压螺栓常用20MnTiB合金钢（10.9级）或35VB（8.8级），其热处理工艺（淬火+回火）需精准控制，否则易导致氢脆（延迟断裂）。承压型螺栓的设计抗剪强度可能低于普通螺栓，但其通过滑移后承压传力的机制，实际破坏荷载更高，适合对变形容忍度较高的结构。同等级的HS型承压螺栓价格比普通螺栓高约30%，溢价部分主要用于保障材料的冲击韧性（抗动载能力），而非单纯强度。

四、安全与规范

施工安全

操作人员需持证上岗，穿戴防护装备（手套、护目镜）；

高空作业时使用工具袋，防止螺栓坠落。

规范依据

国内遵循《钢结构工程施工质量验收规范》（GB 50205）；

设计文件优先，结合《钢结构设计标准》（GB 50017）。

五、常见问题与解决

扭矩不达标：检查扳手校准、接触面清洁度；

螺栓断裂：排查材质缺陷或超拧；

接触面锈蚀：重新喷砂处理并涂无机富锌漆。

HS型承压螺栓的“冷”不仅体现在设计细节（如孔洞、破坏模式），更在于施工与材料中的隐性要求。其核心价值在于通过预紧力与承压传力的结合，平衡结构刚度与经济性，但需严格遵循规范以避免误用。如需深入了解，可参考《钢结构设计标准》（GB 50017）及欧美规范（如ASTM A325）的对比分析。

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