高强度螺栓的预拉力是指在施工时通过紧固螺帽，使螺栓产生巨大而又受控制的拉力，该拉力通过螺帽和垫板，对被连接件也产生同样大小的预压力。预拉力在高强度螺栓连接中起着关键作用，具体如下：

 大多数螺栓的作用就是把节点部件夹紧在一起。在安装过程中，通过拧紧螺母并固定另一端，螺栓在螺杆中产生拉力，从而实现结构部件的紧固。

开始安装单个螺栓时，螺杆中的拉力和螺栓预拉力之间存在一对一的关系。以后会看到，当紧固其他螺栓或将节点投入使用时，螺栓中的拉力会发生变化。因此预拉力只是个初始的而且短暂存在的事件。我们关注三个不同时刻的螺栓拉力：

1、初始预拉力：第一次拧紧时螺栓中形成的拉力。

2、剩余预拉力：施工完毕、所有的螺栓都被张紧后，螺栓中剩余的拉力。

3、工作时的螺栓拉力：就是螺栓工作阶段的拉力。

初始预拉力和节点最终的工作特性之间常常存在直接的对应关系。正确的初始预拉力很关键。

一、不正确的预拉力带来的问题

（1）预拉力过小：

易松动脱落：螺栓、螺母连接的部件之间无法紧密固定，在振动、冲击或长期使用过程中，螺栓、螺母容易发生松动甚至脱落，影响设备或结构的正常运行。

加速磨损：由于连接不紧密，螺栓、螺母与被连接件之间会产生相对滑动或微动，这会加速螺纹和接触面的磨损，降低螺栓、螺母的使用寿命。

疲劳寿命缩短：在动态载荷作用下，预拉力过小会使螺栓、螺母承受更大的交变应力，导致其疲劳寿命显著缩短，可能会出现螺栓疲劳断裂的情况。

（2）预拉力过大：

螺栓断裂：过大的预拉力可能会使螺栓超过其屈服强度甚至抗拉强度，导致螺栓发生塑性变形或脆性断裂，使连接失效。

螺纹损坏：对螺母来说，过大的预拉力会使螺纹承受过高的压力，容易造成螺纹牙的损坏，如螺纹变形、滑牙等，影响螺母的正常使用和再次装配。

材料性能劣化：过大的预拉力会使螺栓、螺母材料长期处于高应力状态，可能导致材料的性能发生变化，如产生应力腐蚀，降低其承载能力和使用寿命。

（3）应力腐蚀破坏：

应力腐蚀破坏(SCC)类似于疲劳破坏，这种的应力主要由预拉力产生，如果它们超过一个临界值水平会使得应力腐蚀破坏更易产生。

二、预拉力的最佳值

  通常希望节点使用最大可能的预拉力，但在确定该值时还需要考虑下列因素：

（1）静态和动态荷载作用下，螺栓和节点部件的强度；

（2）张紧螺栓的精度期望值；

（3）节点的重要性，即所需要的安全系数；

（4）使用时节点的工作环境（温度、腐蚀性流体、地震动等）；

（5）节点使用中受到的操作或工作荷载。

三、影响螺栓工作荷载的因素

仔细研究螺栓的控制问题前，首先了解施工控制过程，总结决定螺栓上“工作荷载”的主要因素，但它只是诸多关心问题中的一个。下面的内容会影响最终的结果。

（1）初始预拉力：第一次、逐个张紧螺栓时所形成的预拉力。

（2）次序/方法:一组螺栓张紧的方法会显著影响最终的结果。方法包括张紧它们的次序、是否在一道工序内就张紧至最终的扭矩值，或通过几道工序持续增加扭矩等。

（3）剩余预拉力：考虑嵌入松弛和弹性相互作用后螺栓中剩余的拉力。

（4）外荷载：外荷载会增加或减小螺栓中的拉力，并由此影响节点紧固力。当在设计螺栓节点或选择“正确的”预拉力时，这些荷载必须进行估计和计算。外荷载可能来自于管道里面的压力、屋面雪荷载、惯性力、地震动、结构其他部分的重量等。

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