理解高強(qiáng)螺栓的兩種類型的差別。其核心要義是要理解：“扭矩系數(shù)”和“緊固軸力”兩個(gè)概念。
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01.高強(qiáng)螺栓大六角型和扭剪型4 n9 t) I1 U/ U. V- B4 Q0 q# Z4 u" i6 Z2 ] ?5 R
高強(qiáng)螺栓從外形上就容易被區(qū)分為大六角（Hex head ），英文簡稱為HSFG（High strength friction grid bolts）。顧名思義，大六角頭螺栓的螺帽是正六角形的，可以推斷出這是便于使用扳手固定的需要（后面我們詳細(xì)介紹），這是最初使用的高強(qiáng)螺栓的類型。
扭剪型（troque shear style /Twist off bolts/），英文一般簡稱TCB（Tension control bolts）以示區(qū)別。其端部端部有梅花卡頭（spline-end），并且
螺栓的螺帽一般是圓形（不需要使用扳手固定）；是日本人在HSFG的基礎(chǔ)上開發(fā)研制的改進(jìn)型產(chǎn)品。 , j( l# t. i; c1 F3 x2 r' T! L" ^
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1外觀對比分析
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大六角型：
六角頭螺栓使用定扭矩扳手施工，由于其施擰時(shí)并不握裹螺桿，在旋轉(zhuǎn)螺母的同時(shí)可能會帶動螺桿進(jìn)行“同轉(zhuǎn)”，無謂消耗扭矩值，造成無法擰緊。故將螺桿頭設(shè)計(jì)成大六角，在發(fā)生同轉(zhuǎn)的情況時(shí)，可以用普通扳手予以臨時(shí)固定，避免同轉(zhuǎn)現(xiàn)象。
定扭矩扳手伸出來的支撐桿主要是為了提供支點(diǎn)以確定其施加的扭矩，故如無可靠支點(diǎn)，扳手無法施工。
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扭剪型（1）*：（梅花頭）
扭剪型螺栓使用扭剪型扳手施工，其根部使用正反向扭桿直接通過“梅花頭”夾緊螺桿本身，故施擰時(shí)不會發(fā)生同轉(zhuǎn)現(xiàn)象。其產(chǎn)品設(shè)計(jì)的思路是：利用螺桿達(dá)到預(yù)拉力值時(shí)，材料所能承受對應(yīng)的剪力，來設(shè)計(jì)削弱梅花頭的根部截面，達(dá)到剪斷的目的。
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2原理對比分析
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首先必須理解：同一型號的大六角和扭剪型螺栓在正確的施工方法下可以達(dá)到的預(yù)拉力設(shè)計(jì)值是同樣的。 大六角頭高強(qiáng)螺栓（HSFG）施擰過程：(理解“扭矩系數(shù)”）
“541” 原則5 x/ J- ]; Z2 V3 s : j; p2 t. x9 ~& D5 L0 R; w
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“541”原則，是日本人在工程實(shí)踐的基礎(chǔ)上反復(fù)實(shí)驗(yàn)總結(jié)出的關(guān)于扭矩值和預(yù)緊力之間的對應(yīng)關(guān)系。英國鋼結(jié)構(gòu)教科書中對此進(jìn)行了引用和闡述，其給出了扭矩?fù)p耗的因素。國內(nèi)進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)教育中，很少提及“541”原則，而是直接反應(yīng)成為我們理解的“扭矩系數(shù)”：
( u" z' S' h& g. y6 u7 R- Q, {' b J 有效的夾緊力 / 輸出總力矩 = 扭矩系數(shù) （0.11~0.14） （2）*
故“扭矩系數(shù)”是大六角高強(qiáng)螺栓HSFG施工的最重要參數(shù)，為了保障大六角螺栓施工質(zhì)量，必須對扭矩系數(shù)進(jìn)行測定檢驗(yàn)。
扭剪型高強(qiáng)螺栓（TCB）施擰過程：（理解“緊固軸力”）
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& G6 ?/ f+ e3 k$ _& J% ?5 i! o1 v' t' l' A: c# M/ e9 _2 q3 S; U2 [ 在施加扭矩聚集材料內(nèi)拉應(yīng)力達(dá)到設(shè)計(jì)值（“緊固軸力”）的同時(shí)，其材料的對應(yīng)抗剪強(qiáng)度恰好能使梅花頭削弱截面擰斷。
分析可知即便是扭剪型螺栓，也不是直接反饋螺桿中的預(yù)拉力值，而是利用抗剪能力進(jìn)行了代換，其檢驗(yàn)項(xiàng)仍然不是直接項(xiàng)，存在代換的誤差。
故
為了保障扭剪型螺栓的施工質(zhì)量，必須對其剪斷時(shí)對應(yīng)代表的“緊固軸力”進(jìn)行測定。其值應(yīng)當(dāng)符合預(yù)緊力設(shè)計(jì)值。& S$ d e3 ?$ i5 b( @, f 02.扭剪型和大六角的對比7 R0 O7 y' z% x6 k7 q
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連接副組成對比: J2 d' a/ Q0 j+ Z. {
基于國標(biāo)JGJ-82 6.1.1規(guī)定，高強(qiáng)螺栓連接副中，大六角螺栓需要兩墊一母，扭剪型高強(qiáng)螺栓則要一墊一母。（3）*
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驗(yàn)收方式對比
大六角螺栓HSFG在施工之后，使用定扭矩扳手檢驗(yàn)。在驗(yàn)收扭剪型TCB時(shí)，關(guān)注梅花頭被擰斷即合格。
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螺栓價(jià)格對比
根據(jù)寧波某供貨商報(bào)價(jià)為例：
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M24*100 高強(qiáng)螺栓大六角頭為 5.50元一副 M24*100 高強(qiáng)螺栓扭剪型為 6.41元一副
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工具價(jià)格對比$ S8 t5 [% Z/ S* [8 K& H( _3 u
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國產(chǎn)的產(chǎn)品比這個(gè)便宜很多，但是在實(shí)際使用中，損壞率太高，質(zhì)量仍然不過關(guān)。3 f8 p& {- H3 ?# y " w6 ~2 y- c- S) P& y
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03.總結(jié)7 T! _8 L! j( U7 R9 y- J& k, P# Q; ~, |
扭剪型作為大六角的改進(jìn)升級版，其價(jià)格稍貴，施工，檢驗(yàn)較為簡便，優(yōu)勢明顯。但是國內(nèi)由于受國標(biāo)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)型號的限制（僅有10.9級，最大尺寸24M）。（4）*
其核心原理理解的關(guān)鍵是掌握：“扭矩系數(shù)”和“緊固軸力“兩個(gè)概念”。 + p8 v4 N% U' E6 A( F' e+ R" }& |; a
觀點(diǎn)4 |8 w) r& e9 P! @! a (1)*：根據(jù)BS EN 14399，扭剪型螺栓也可有六角頭的形式，但是根據(jù)其擰緊的原理，六角頭已經(jīng)不再需要了，為節(jié)約材料，故在國標(biāo)中略去了。
(2)*：可見其扭矩系數(shù)值約為一成，符合“541”原則的結(jié)論。這里向大家介紹“541"原則的目的是，其關(guān)系到我們后面將要講到的關(guān)于什么是摩擦面的理解。! V8 D, o* T: g- o5 m6 t _, x- p
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(3)*：對于究竟使用幾個(gè)墊片，英標(biāo)，美標(biāo)中的規(guī)定均不同。國標(biāo)取所有情況下的最安全，不需要施工人員考慮現(xiàn)場施工情況，只管都用上即可，反正浪費(fèi)也不大。
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(4)*：在實(shí)踐中，有朋友反饋扭剪型螺栓較少運(yùn)用在鐵路鋼橋，過山車等直接承受振動荷載結(jié)構(gòu)中。筆者經(jīng)過仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)在國內(nèi)確實(shí)是這樣的情況，但是其振動荷載一定不是限制扭剪型螺栓使用的原因。( E3 M) I" g9 ?1 T0 ^
另有大六角螺栓便于復(fù)擰進(jìn)行檢修一說也不能成立。因?yàn)?/span>各國規(guī)范均高度強(qiáng)調(diào)高強(qiáng)螺栓的一次性，即松弛以后便失效，需要更換螺栓。復(fù)擰是不被允許的。
由于英美標(biāo)準(zhǔn)中TCB螺栓的尺寸規(guī)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于國標(biāo)的規(guī)定，例如阿布扎比現(xiàn)場采用英國TCB螺栓廠生產(chǎn)的M36，扭剪型TCB螺栓（單價(jià)高達(dá)100元以上），便是用在項(xiàng)目承受振動荷載的核心位置。且GB/T 3632 1.1 就直接表明扭剪型高強(qiáng)螺栓適用于鐵路鋼橋。0 [1 H$ S. A( B7 p0 V( b- @
金力豪緊固件認(rèn)為是目前國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)制作的扭剪型螺栓等級型號有限（僅有10.9級，最大直徑僅為M24），才是限制扭剪型螺栓在鐵路鋼橋等結(jié)構(gòu)中使用的根本原因。結(jié)合我們國產(chǎn)“螺栓槍”的糟糕表現(xiàn)，可見，作為制造業(yè)大國，我們在細(xì)節(jié)產(chǎn)品的制備上，與國際先進(jìn)還是有明顯的差別。2 e
