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EN14399-8:2018钢结构高强度预紧螺栓组件 · HV系统配合螺栓核心解读

技术文章 梁锦杉 2026年09月17日 41 次浏览
EN 14399-8 标准说明

EN 14399-8:2018 配合螺栓(HV系统)

EN 14399-8 是 HV 系统里的六角配合螺栓 (hexagon fit bolt) 标准。这跟 -4 (HV 系统六角头螺栓) 的关系,就像 -7 跟 -3 的关系——同属一个系统,但螺栓杆身的配合方式不同。“配合螺栓”代表它的杆身直径是 d + 1 mm,比螺纹公称直径大 1 毫米,专门用于配合孔 (fit hole),能承受剪切载荷,杆身与孔壁直接接触传力。现行版本是 EN 14399-8:2018,取代了 2007 版。

1. 范围 (Scope)

适用对象:HV 系统的六角配合螺栓和螺母组件,规格 M12 到 M36,性能等级固定为 10.9/10。

配合螺栓的核心特征:杆身公称直径为 d + 1 mm。举个例子,M16 的配合螺栓,螺纹是 M16,但杆身直径是 17 mm。这个设计决定了它的应用场景——需要杆身承受剪切力、且对孔壁配合有要求的连接节点。

设计目标与延性来源:预紧力不低于 0.7 × fub × As (按 Eurocode 3),延性主要通过螺纹的塑性变形来实现。注意这里跟 -3 和 -7 (HR 系统) 的表述有细微差别:HR 系统的延性“主要通过螺栓的塑性伸长”,而 HV 系统(包括 -4 和 -8)的延性“主要通过螺纹的塑性变形”。这个措辞差异反映了 HV 系统螺母高度约 0.8d、螺纹长度较短的设计逻辑。

配套零部件特征:螺母高度约 0.8d;螺栓采用短螺纹长度。

配套垫圈:按 EN 14399-6 执行。

配套使用标准:必须与 EN 14399-1(总纲)和 EN 14399-2(功能验证)一起使用。注释强调正确使用的重要性,具体应用参照 EN 1090-2。

2. 规范性引用文件 (Normative References)

EN 14399 系列内部文件:-1(总要求)、-2(预紧适用性)、-4(HV 系统六角头螺栓)、-5/-6(垫圈)、-7(HR 系统沉头螺栓)。

机械性能标准:EN ISO 898-1(螺栓)、EN ISO 898-2(螺母)。

尺寸与公差标准:ISO 272(对边宽度)、ISO 261(螺纹系列)、ISO 965-2/-5(螺纹公差)、ISO 4759-1(紧固件公差)。

表面与缺陷标准:EN ISO 6157-1/-2(表面不连续性)、EN ISO 10684(热浸镀锌)。

验收标准:EN ISO 3269(验收检验)。

设计标准:EN 1993-1-8(Eurocode 3 钢结构设计)。

3. 配合螺栓 (Fit bolts)

3.1 配合螺栓的尺寸

规定了配合螺栓的具体尺寸,包括杆身直径(d + 1 mm)、头部尺寸、螺纹长度、总长度等。这是配合螺栓最核心的尺寸特征——杆身比螺纹大 1 mm,这个差值保证了它在配合孔中的定位精度和抗剪能力。

3.2 螺栓的技术交付条件及引用标准

规定了螺栓必须满足的机械性能、材料、表面处理等要求,引用 EN ISO 898-1 等标准。

3.3 配合螺栓的标记

规定了螺栓本体上必须打的标记,包括制造商识别、性能等级(10.9)、系统代号(HV)等。

4. 螺母 (Nuts)

4.1 螺母的尺寸

螺母高度约 0.8d,对边宽度按 HV 系统的大对边设计。

4.2 螺母的技术交付条件及引用标准

按 EN ISO 898-2 执行,性能等级 10 级。

4.3 螺母螺纹的脱碳

这一条值得特别注意。脱碳是指螺纹表面碳元素流失导致硬度下降的现象,脱碳层会显著降低螺纹的承载能力,导致脱扣或滑丝。标准对此有明确限制,要求制造商控制热处理工艺,防止螺母螺纹表面脱碳这个要求在 -3(HR 系统)标准中也有体现,但 -8 把它单独列为一条,说明配合螺栓的螺纹配合对脱碳更敏感。

4.4 螺母的标记

螺母上的标记要求。

5. 配合螺栓/螺母组件的标识 (Designation of the fit bolt/nut assembly)

规定整套连接副在图纸、订单、包装上的标识格式。2018 版对标识规定做了修订,跟 -3、-4、-7 的修订方向一致。

6. 配套垫圈 (Associated washers)

规定垫圈的要求。适用垫圈是 EN 14399-6。跟 -4 一样,HV 系统通常使用两片垫圈,一片在螺栓头下,一片在螺母下。

7. 螺栓/螺母/垫圈组合的功能特性 (Functional characteristics)

这是核心验证章节,2018 版在这一章做了重要修订。

7.1 总则(Allgemeines)

功能特性的总体要求。

7.2 使用适用性试验中螺栓力的最大个体值

这个指标规定在适用性试验中,任何单个螺栓的力不得超过某个上限值。目的是防止个别螺栓在拧紧过程中过载,导致断裂或过度塑性变形。

7.3 角度 Δθ1 的值

Δθ1 是拧紧过程中的一个角度参数,具体定义在 EN 14399-2 的试验程序中。它跟转角法施工有关。

7.4 角度 Δθ2 的值

另一个角度参数。

7.5 k 因子的个体值、平均值和变异系数

7.5.1 k 级 K1 的个体 k 值:K1 级要求 k 值在 0.10 到 0.16 之间。这是 HV 系统在市场上的主流选择,因为 EN 1090-2 对 K1 级有现成的“组合法”拧紧程序,施工方便。

7.5.2 k 级 K2 的平均值和变异系数:K2 级要求提供平均值 km 和变异系数 Vk。2018 版将 Vk 从 0.10 收严到 0.06,这个修订跟 -3、-4、-7 的修订逻辑完全一致。

附录 A(Annex A,normative)

规范性附录,规定了配合螺栓组件的夹紧长度(clamp length)和包厚度(package thickness)的详细要求。跟 -7 的附录 A 逻辑一致,用于施工选型——根据被连接件的厚度确定螺栓长度。

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