高(gāo)強螺栓之大六(liù)角型(xíng)與(yǔ)扭剪型
本文(wén)對(duì)高(gāo)強螺栓的(dí)兩(liǎng)種(zhǒng)類型(xíng)進行簡單的(dí)對(duì)比，幫助(zhù)大家(jiā)理(lǐ)解(jiě)其差別。其核心要(yào)義是(shì)要(yào)理解(jiě)：“扭(niǔ)矩(jǔ)係數”和(hé)“緊固軸力”兩個(gè)概念。
1. 簡(jiǎn)單介紹
高強(qiáng)螺(luó)栓(shuān)從外形(xíng)上就容易被(bèi)區分為(wéi)大(dà)六角（Hex head ），英文簡稱(chēng)為(wéi)HSFG（High strength friction grid bolts）。顧(gù)名思義，大六(liù)角頭(tóu)螺栓(shuān)的螺帽(mào)是正六(liù)角形(xíng)的(dí)，可以推斷(duàn)出這(zhè)是(shì)便於(yú)使(shǐ)用扳(bān)手(shǒu)固定的需要(yào)（後(hòu)麵(miàn)我(wǒ)們(mén)詳(xiáng)細(xì)介(jiè)紹），這是zui初使(shǐ)用(yòng)的(dí)高強(qiáng)螺栓的類型。
扭剪型(xíng)（troque shear style /Twist off bolts/），英(yīng)文(wén)一(yī)般簡(jiǎn)稱(chēng)TCB（Tension control bolts）以(yǐ)示(shì)區別。其(qí)端部端部(bù)有(yǒu)梅花卡頭(tóu)（spline-end），並(bìng)且(qiě)螺栓的(dí)螺(luó)帽一般是圓形(xíng)（不(bù)需要使用扳(bān)手固定(dìng)）；是(shì)日本人在HSFG的(dí)基(jī)礎上開(kāi)發(fā)研製的(dí)改進(jìn)型產品。
2. 兩種螺栓的對(duì)比分(fēn)析(xī)
2.1外(wài)觀(guān)對(duì)比分析(xī)
大(dà)六角(jiǎo)型(xíng)：六角頭(tóu)螺栓使(shǐ)用(yòng)定扭(niǔ)矩(jǔ)扳手(shǒu)施(shī)工(gōng)，由於(yú)其施擰時並(bìng)不(bù)握(wò)裹螺杆(gān)，在旋轉螺(luó)母(mǔ)的(dí)同時(shí)可能會帶動(dòng)螺(luó)杆進行“同轉(zhuǎn)”，無(wú)謂消(xiāo)耗扭矩值，造成無(wú)法擰緊。故將螺杆頭設計成(chéng)大(dà)六(liù)角(jiǎo)，在發生同(tóng)轉的(dí)情(qíng)況時，可(kě)以用(yòng)普通扳(bān)手予以臨時(shí)固定，避(bì)免同(tóng)轉現象。定(dìng)扭矩扳手(shǒu)伸出(chū)來的支撐杆主要是為了提供支(zhī)點以確定(dìng)其(qí)施(shī)加的扭矩，故如無可靠支點(diǎn)，扳手(shǒu)無(wú)法施(shī)工。
扭(niǔ)剪型(xíng)：扭剪(jiǎn)型螺(luó)栓(shuān)使用(yòng)扭剪(jiǎn)型扳(bān)手(shǒu)施(shī)工，其根(gēn)部(bù)使用(yòng)正(zhèng)反(fǎn)向(xiàng)扭(niǔ)杆直(zhí)接通(tōng)過(guò)“梅花頭(tóu)”夾緊螺杆(gān)本身，故(gù)施(shī)擰時不會發生同轉(zhuǎn)現象(xiàng)。其產(chǎn)品設計的(dí)思(sī)路是：利(lì)用螺(luó)杆(gān)達(dá)到預(yù)拉力值(zhí)時(shí)，材(cái)料所能承受對應(yīng)的(dí)剪(jiǎn)力(lì)，來(lái)設(shè)計(jì)削(xiāo)弱(ruò)梅(méi)花頭的根部(bù)截麵，達到(dào)剪斷的(dí)目的(dí)。
2.2原理對比分析
首先(xiān)必(bì)須(xū)理解(jiě)：同一型號的(dí)大六(liù)角和(hé)扭剪型(xíng)螺栓在正確的(dí)施(shī)工(gōng)方(fāng)法下可(kě)以達(dá)到的預(yù)拉力設(shè)計(jì)值是同樣的。
大六(liù)角頭(tóu)高(gāo)強螺(luó)栓(shuān)（HSFG）施(shī)擰(níng)過程(chéng)：理(lǐ)解“扭矩係數”
“541”原則(zé)，是日(rì)本(běn)人(rén)在(zài)工(gōng)程實踐的基礎上(shàng)反(fǎn)復實驗(yàn)總(zǒng)結出(chū)的關(guān)於扭(niǔ)矩值(zhí)和(hé)預(yù)緊(jǐn)力(lì)之間(jiān)的對(duì)應關係。英國鋼結構教(jiào)科(kē)書(shū)中(zhōng)對此(cǐ)進(jìn)行了引用和(hé)闡述，其給(gěi)出(chū)了扭矩損耗(hào)的因素(sù)。國內進(jìn)行(háng)鋼結構教(jiào)育中，很少提(tí)及“541”原(yuán)則，而是(shì)直接反應成為(wéi)我(wǒ)們理(lǐ)解的(dí)“扭矩係數”：
有(yǒu)效的夾緊力 / 輸出(chū)總(zǒng)力(lì)矩 = 扭矩係數 （0.11~0.14）
故“扭矩係數”是(shì)大六角高強螺(luó)栓HSFG施(shī)工的zui重要參數，為了保障大(dà)六角螺栓施工質量(liáng)，必(bì)須對(duì)扭矩(jǔ)係(xì)數進(jìn)行測定檢(jiǎn)驗(yàn)。
扭(niǔ)剪(jiǎn)型(xíng)高強螺栓（TCB）施擰過程(chéng)：理解(jiě)“緊固(gù)軸(zhóu)力”
施擰(níng)過程是削(xiāo)弱截麵(miàn)的剪斷過程。在(zài)施(shī)加扭矩聚集材料(liào)內拉應(yīng)力(lì)達到(dào)設(shè)計(jì)值(zhí)（“緊固(gù)軸力(lì)”）的(dí)同時，其材(cái)料的對(duì)應(yīng)抗(kàng)剪強(qiáng)度恰好能使梅花(huā)頭削弱截(jié)麵擰斷。分(fēn)析可知即便是(shì)扭剪型(xíng)螺栓，也不是直接反饋螺(luó)杆(gān)中(zhōng)的預拉力值，而是利用抗剪(jiǎn)能(néng)力(lì)進行(háng)了代(dài)換，其(qí)檢(jiǎn)驗(yàn)項(xiàng)仍(réng)然不是(shì)直(zhí)接項(xiàng)，存在代(dài)換(huàn)的誤差。故為了(liǎo)保(bǎo)障(zhàng)扭(niǔ)剪型螺(luó)栓(shuān)的施工質(zhì)量(liáng)，必須(xū)對(duì)其(qí)剪(jiǎn)斷時(shí)對(duì)應代表的(dí)“緊固軸力(lì)”進行測定(dìng)。其值(zhí)應當(dāng)符合(hé)預(yù)緊(jǐn)力設計(jì)值。
2.3連(lián)接副組成(chéng)對(duì)比(bǐ)
基於國標JGJ-82 6.1.1規(guī)定，高強螺(luó)栓連(lián)接(jiē)副中(zhōng)，大六角螺(luó)栓需要(yào)兩(liǎng)墊一(yī)母(mǔ)，扭剪型(xíng)高強螺栓則(zé)要(yào)一(yī)墊一(yī)母。
2.4驗收(shōu)方式對比
大六角(jiǎo)螺(luó)栓HSFG在施(shī)工之(zhī)後，使(shǐ)用(yòng)定(dìng)扭矩扳(bān)手(shǒu)檢驗。在驗收扭剪型TCB時，關注(zhù)梅花頭(tóu)被(bèi)擰斷(duàn)即合(hé)格。
2.5螺栓價格對比
M24*100 高強螺栓大(dà)六角頭為(wéi) 5.50元一副
M24*100 高強(qiáng)螺栓扭(niǔ)剪型(xíng)為 6.41元(yuán)一(yī)副
一般的扭剪(jiǎn)型(xíng)螺(luó)栓(shuān)比大六角(jiǎo)螺栓(shuān)貴(guì)15%-20%。
2.6工具價格對比(bǐ)
國(guó)產的(dí)產品(pǐn)比這(zhè)個便(biàn)宜很多，但是在實際使用中(zhōng)，損壞率(shuài)太(tài)高，質量仍(réng)然不過(guò)關。
3. 結束語(yǔ)
扭(niǔ)剪(jiǎn)型(xíng)作(zuò)為大六角的改(gǎi)進(jìn)升(shēng)級版，其價格稍貴，施工，檢(jiǎn)驗較為簡便(biàn)，優勢(shì)明顯(xiǎn)。但是國內由(yóu)於受國標(biāo)產(chǎn)品(pǐn)標(biāo)準(zhǔn)型號的限製（僅(jǐn)有(yǒu)10.9級，zui大尺寸24M）。其(qí)核心(xīn)原理理(lǐ)解(jiě)的(dí)關(guān)鍵(jiàn)是掌(zhǎng)握：“扭矩係(xì)數(shù)”和“緊(jǐn)固軸(zhóu)力(lì)“兩個概念(niàn)”。
