關(guān)鍵詞：摩擦面,檢測(cè)-湖北省土木建筑學(xué)會(huì)VIP

1、高強(qiáng)度螺栓連接摩擦面抗滑移系數(shù)的試驗(yàn)分析湖北省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院胡軼關(guān)鍵詞 高強(qiáng)度螺栓連接摩擦面抗滑移系數(shù)試驗(yàn)分析摘要 闡述了摩擦面試件制備的基本要求、試驗(yàn)方法及試驗(yàn)程序、試驗(yàn)用檢測(cè)儀器設(shè)備及人員三方面對(duì)其檢測(cè)結(jié)果的影響，并進(jìn)行了分析。高強(qiáng)度螺栓連接摩擦面抗滑移系數(shù)試驗(yàn)是 GB50205-2001 鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范中的強(qiáng)制性條文檢測(cè)項(xiàng)目，摩擦面抗滑移系數(shù)也是鋼結(jié)構(gòu)主要設(shè)計(jì)參數(shù)之一，其試驗(yàn)結(jié)果必須符合設(shè)計(jì)要求。1 摩擦面試件制備的基本要求根據(jù) GB50205-2001規(guī)定，制造廠和安裝單位應(yīng)分別以鋼結(jié)構(gòu)制造批為單位進(jìn)行抗滑移系數(shù)試驗(yàn)。制造批可按分部（子分部）工程劃分規(guī)定的工程量每200

2、0t 為一批，不足 2000t的可視為一批。選用兩種或兩種以上表面處理工藝時(shí)，每種處理工藝應(yīng)單獨(dú)檢驗(yàn)。每批三組試件?？够葡禂?shù)試驗(yàn)應(yīng)采用雙摩擦面的二栓拼接的拉力試件，由制造廠加工，試件與所代表的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)為同一材質(zhì)、同批制作、采用同一摩擦面處理工藝和具有相同的表面狀態(tài)，并應(yīng)用同批同一性能等級(jí)的高強(qiáng)螺栓連接副，在同一環(huán)境條件下存放。1.1 試件鋼板的厚度要求試件連接芯板的厚度t1、蓋板的厚度t2 應(yīng)根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)工程中有代表性的板材厚度來(lái)確定，同時(shí)考慮在摩擦面滑移之前， 試件鋼板的凈截面始終處于彈性狀態(tài)。GB50205-2001 中規(guī)定了試件鋼板的寬度（表1），但沒(méi)規(guī)定厚度及材質(zhì)。如果鋼板厚度不夠

3、，試驗(yàn)中就會(huì)出現(xiàn)鋼板先變形屈服，而摩擦面還未產(chǎn)生滑移，從而無(wú)法測(cè)得試件的抗滑移系數(shù)。表 1試件板的寬度（ mm）螺栓直徑 d162022242730板寬 b100100105110120120舉個(gè)例子， 有委托送檢的試件： M20高強(qiáng)螺栓連接厚度t1、t2 均為 12mm ，寬度 b 為 100mm的 Q235 鋼板，設(shè)計(jì)抗滑移系數(shù)為 0.45。試驗(yàn)中鋼板拉伸先破壞而摩擦面還未產(chǎn)生滑移，無(wú)法測(cè)得試件的抗滑移系數(shù)。很顯然，試件鋼板厚度過(guò)薄不符合要求。在確保試件和工程中構(gòu)件所用摩擦面是同材質(zhì)、同處理方法的前提下，可通過(guò)二種方法解決這個(gè)問(wèn)題。（ 1）計(jì)算制作試件的最小板厚在摩擦面滑移之前，鋼板的凈截

4、面始終處于彈性狀態(tài)即鋼板受力尚未達(dá)到屈服點(diǎn)，說(shuō)就是鋼板的屈服點(diǎn)必須大于使摩擦面發(fā)生滑移的滑移菏載。因此通過(guò)已知試件設(shè)計(jì)滑移系數(shù)簡(jiǎn)單的、滑移菏載 N v、高強(qiáng)螺栓預(yù)拉力 P、試件鋼板屈服強(qiáng)度 s，運(yùn)用下列公式即可計(jì)算出試件鋼板的最小厚度： =N V /（ nf. Pi）N V = .nf . Pi。t1 NV / s.(b-d)t2 t1/2式中nf 摩擦面面數(shù) ,取 nf =2;t1 連接芯板的厚度;t2 蓋板的厚度 ;b 試件板的寬度 ;d 螺栓的公稱(chēng)直徑(2) 適當(dāng)加大板寬至 120mm按表 1 規(guī)定，螺栓直徑16、 20、 22、 24 的摩擦面試件板寬均不到120mm，考慮到將板寬加寬

5、至 120mm ，這樣在保證鋼板凈截面積不變的情況下，鋼板的厚度會(huì)略有減小。但是要注意鋼板寬度不能隨意加大，一旦超過(guò)試驗(yàn)機(jī)夾具的寬度，就可能會(huì)產(chǎn)生偏心受拉現(xiàn)象，影響試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。通過(guò)計(jì)算，選取符合要求的鋼板加工試件，就不會(huì)再產(chǎn)生摩擦面尚未滑移受拉鋼板已變形這一現(xiàn)象。試驗(yàn)室在收樣時(shí)應(yīng)注意拒收此類(lèi)試樣并對(duì)委托方予以解釋。1.2 螺栓的長(zhǎng)度螺栓的長(zhǎng)度取決于連接芯板、蓋板、墊圈、螺母的厚度，在已知鋼板厚度、螺栓直徑時(shí)，可通過(guò)表 2 用下列公式計(jì)算螺栓最小長(zhǎng)度。表 2螺栓直徑、螺母、及墊圈厚度（mm）螺栓直徑 d162022242730螺母厚度 mmax17.120.723.624.227.630.

6、7墊圈厚度 smax4.84.85.85.85.85.8大六角螺栓l t1 +2t2+mmax +2smax +3扭剪型螺栓l t1 +2t2+mmax +smax+3解決這個(gè)問(wèn)題有二種方法：（ 1）在保證鋼板滿足最小厚度的前提下，適當(dāng)減小鋼板厚度，使螺栓長(zhǎng)度符合要求。（ 2）提前定制同批加長(zhǎng)螺栓。根據(jù) GB/T1231-2006 ，同一廠家的同一性能等級(jí)、材料、爐號(hào)、螺紋規(guī)格、長(zhǎng)度（螺栓長(zhǎng)度 100mm 時(shí)，長(zhǎng)度相差 15mm；螺栓長(zhǎng)度 100mm 時(shí)，長(zhǎng)度相差 20mm ，可視為同一長(zhǎng)度） 、機(jī)械加工、熱處理工藝、表面處理工藝的螺栓視為同批。1.3 螺栓、墊圈、螺母質(zhì)量一般摩擦面試件、高強(qiáng)

7、螺栓應(yīng)同時(shí)委托送檢，且高強(qiáng)螺栓樣品應(yīng)與摩擦面試件所用螺栓等級(jí)規(guī)格相同。先檢測(cè)高強(qiáng)螺栓扭矩系數(shù)（大六角型） 、螺栓預(yù)拉力或緊固軸力（扭剪型） ，螺栓檢測(cè)合格后才檢測(cè)摩擦面抗滑移試件，螺栓檢測(cè)不合格須更換合格的螺栓。同批螺栓連接副應(yīng)由同批螺栓、墊圈、螺母組成。墊圈質(zhì)量也很重要，試驗(yàn)中經(jīng)常會(huì)發(fā)生因墊圈質(zhì)量問(wèn)題直接導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果不合格。尤其不同強(qiáng)度級(jí)別的螺栓墊圈不能混用。1.4 試件加工試件加工這個(gè)環(huán)節(jié)直接影響試驗(yàn)結(jié)果。（ 1）試件鋼板不平整、變形，板邊緣有飛邊、毛刺、焊瘤，導(dǎo)致試件拼裝時(shí)摩擦面不能完全接觸，減小摩擦面接觸面積，最終影響試驗(yàn)結(jié)果。（ 2）應(yīng)該噴砂、拋丸或自然生銹的試件表面處理不到位。（

8、3）蓋板、芯板螺栓孔錯(cuò)位，孔邊毛刺處理不當(dāng)。加工鉆孔要確保對(duì)齊不錯(cuò)位。（ 4）加工好的試件應(yīng)存放在干燥處，避免水淋、油污。2 試驗(yàn)方法及試驗(yàn)程序2.1 試件拼裝有的送檢試件已拼裝好，且螺栓都已擰緊。這樣試驗(yàn)中無(wú)法判斷試件拼裝是否按標(biāo)準(zhǔn)程序進(jìn)行，也無(wú)法判斷其施擰扭矩為多大（大六角頭型） ，就更無(wú)法進(jìn)行下步的抗滑移系數(shù)的計(jì)算。甚至個(gè)別送檢試件 ,由于加工拼裝不當(dāng) ,螺栓孔鍵拱起 ,直接影響試驗(yàn)結(jié)果。要注意拼裝好的試件芯板應(yīng)盡可能的合攏對(duì)齊。2.2 螺栓預(yù)拉力GB50205-2001中提供了高強(qiáng)螺栓連接副施工預(yù)拉力標(biāo)準(zhǔn)值。要注意不能把在試驗(yàn)中拼裝試件時(shí)施加的螺栓預(yù)拉力，作為標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行試驗(yàn)，而導(dǎo)致試驗(yàn)

9、結(jié)果錯(cuò)誤。GB50205-2001中明確規(guī)定拼裝試件施加的螺栓預(yù)拉力應(yīng)是高強(qiáng)螺栓設(shè)計(jì)預(yù)拉力值的0.951.05P，但是其未直接提供高強(qiáng)螺栓設(shè)計(jì)預(yù)拉力。而施工預(yù)拉力高于設(shè)計(jì)預(yù)拉力，如果選擇錯(cuò)誤，將直接影響試驗(yàn)結(jié)果。2.3 試件滑移荷載的判斷GB50205-2001中規(guī)定，試驗(yàn)中發(fā)生以下情況之一時(shí)，所對(duì)應(yīng)的荷載可定為試件的滑移荷載：（ 1）試驗(yàn)機(jī)發(fā)生回針現(xiàn)象；（ 2）試件側(cè)面畫(huà)線發(fā)生錯(cuò)動(dòng)；（ 3）X-Y 記錄儀上變形圖線發(fā)生突變；（ 4）試件突然發(fā)生“嘣”的響聲。日常檢測(cè)中，摩擦面抗滑移試件的滑移荷載判斷多發(fā)生的是第1、 2、 4 種情況，至于第種情況，準(zhǔn)確性和實(shí)用性不強(qiáng)，試驗(yàn)中一般不予考慮。3試驗(yàn)用檢測(cè)儀器設(shè)備及人員（ 1）儀器設(shè)備須按時(shí)檢定，試驗(yàn)用的試驗(yàn)機(jī)誤差應(yīng)在1%以內(nèi)。試驗(yàn)時(shí)的狀態(tài)是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求，都