鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)中高強(qiáng)度螺栓的應(yīng)用時機(jī)及選型指南

鋼結(jié)構(gòu)作為現(xiàn)代建筑、橋梁、廠房等工程的重要承載形式，其節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)直接影響整體結(jié)構(gòu)的安全性與穩(wěn)定性。在各種連接方式中，高強(qiáng)度螺栓連接憑借其優(yōu)越的承載能力與施工便捷性，已成為鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)連接中的主流選擇之一。但是，并非所有節(jié)點(diǎn)都必須選用高強(qiáng)度螺栓，如何有效判斷何時選擇高強(qiáng)度螺栓，以及如何選擇合適的高強(qiáng)度螺栓規(guī)格，是每一位結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師和施工單位必須掌握的專業(yè)知識。本文將結(jié)合實(shí)際工程和緊固件行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，為您詳解鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)中高強(qiáng)度螺栓的合理使用場景和選型要點(diǎn)。

一、什么是高強(qiáng)度螺栓，如何區(qū)別普通螺栓？

高強(qiáng)度螺栓是由優(yōu)質(zhì)合金鋼或中碳鋼制造，并經(jīng)過調(diào)質(zhì)（淬火+回火）處理后的緊固件產(chǎn)品，具有較高的抗拉強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度和疲勞性能。常見標(biāo)準(zhǔn)如GB/T1228、ISO 898-1規(guī)定其性能等級一般在8.8級或10.9級以上。與普通螺栓相比，高強(qiáng)度螺栓在受力能力和連接剛度方面具有顯著優(yōu)勢，主要用于受力較大的連接節(jié)點(diǎn)，如梁柱節(jié)點(diǎn)、桁架連接、重型機(jī)械設(shè)備底座等。

在鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)中，普通螺栓主要用于臨時連接、次要構(gòu)件或加載較輕的節(jié)點(diǎn)，而高強(qiáng)度螺栓則多應(yīng)用于承受動載荷、疲勞荷載或重要結(jié)構(gòu)受力部位。合理選擇可以確保結(jié)構(gòu)性能與成本控制的雙重優(yōu)化。

二、何時選擇高強(qiáng)度螺栓：從結(jié)構(gòu)類型與受力特征出發(fā)

在鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)中，是否選擇使用高強(qiáng)度螺栓，通常需從以下幾個維度進(jìn)行評估：

1. 載荷等級與類型：當(dāng)連接節(jié)點(diǎn)承受較大軸向拉力或剪力、或者存在較大頻率的動載荷（如橋梁、車間起重機(jī)軌道支承節(jié)點(diǎn)），必須使用高強(qiáng)度螺栓以保證連接的穩(wěn)定性和疲勞壽命。

2. 構(gòu)造要求：焊接不便或焊接熱影響對機(jī)加工工藝有威脅的場景，比如高空作業(yè)或現(xiàn)場組裝工程項(xiàng)目，建議優(yōu)先采用高強(qiáng)度螺栓連接，既滿足連接強(qiáng)度需求，又降低施工難度。

3. 拆裝要求頻繁的結(jié)構(gòu)：某些設(shè)備基礎(chǔ)或維護(hù)頻率高的節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)，也應(yīng)選用高強(qiáng)度螺栓，其可重復(fù)性良好、安裝便捷，是機(jī)械連接的優(yōu)質(zhì)選擇。

4. 國家規(guī)范與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：依照《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50017-2017）、《高強(qiáng)度螺栓連接設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》（JGJ82-2011）等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，部分關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)中已強(qiáng)制要求選用高強(qiáng)度螺栓連接，必須根據(jù)規(guī)范嚴(yán)格執(zhí)行。

三、高強(qiáng)度螺栓的選型原則與安裝注意事項(xiàng)

選型是確保節(jié)點(diǎn)性能穩(wěn)定的核心步驟，需要綜合考慮以下因素：

螺栓級別：中國標(biāo)準(zhǔn)常用級別有8.8S與10.9S兩類，一般情況下，8.8S適用于中等荷載結(jié)構(gòu)，10.9S適用于重型負(fù)載、振動環(huán)境或重要結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)。

表面處理：高強(qiáng)度螺栓宜采用熱浸鍍鋅或磷化表面處理，提高防腐性能并降低摩擦系數(shù)。

螺栓形式：分為扭剪型與大六角型兩種，前者施擰控制簡單，適用于工地施工；后者適用范圍更廣，配套性強(qiáng)，但對施工工藝要求較高。

配套件：高強(qiáng)度螺栓必須配合使用高強(qiáng)度螺母和平墊圈一同安裝，確保預(yù)載力的均勻分布與連接面的穩(wěn)定性。

在安裝過程中，緊固力矩控制必須嚴(yán)格，確保達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)緊力要求，否則可能出現(xiàn)滑移、連接松動等事故。施工后應(yīng)抽樣檢測扭矩值，保證連接質(zhì)量合規(guī)且穩(wěn)定。