河南專業(yè)做鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓連接面抗滑移系數(shù)試驗(yàn)的機(jī)構(gòu)/檢測站4006008589 
摘 要:探討了鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓連接面抗滑移系數(shù)試驗(yàn)的過程質(zhì)量控制,并解決了試驗(yàn)中的一些實(shí)際問題。 
關(guān)鍵詞:鋼結(jié)構(gòu) 高強(qiáng)螺栓 摩擦面 抗滑移系數(shù) 
1 高強(qiáng)度螺栓連接面 
111 高強(qiáng)度螺栓 我國的普通螺栓有粗制螺栓(C級(jí))和精制螺栓 (A級(jí)和B級(jí))。 粗制螺栓的螺桿直徑公差較大,需要螺栓孔直徑大于桿徑1～2mm才易裝上。由于受剪連接可能產(chǎn)生滑移現(xiàn)象,所以標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定用于非受力構(gòu)件和安裝螺栓。 精制螺栓的螺桿直徑公差較小,無正公差,與螺孔密切配合(螺孔直徑比螺桿直徑大013mm)可用于主要受力構(gòu)件。 在鋼結(jié)構(gòu)連接中極少采用普通螺栓。我國的高強(qiáng)度螺栓,精度高于粗制螺栓而低于精制螺栓,與螺孔不能密切配合,只能當(dāng)粗制螺栓使用。由于其螺孔直徑較大,要保證使用中不產(chǎn)生滑移現(xiàn)象,就應(yīng)保證預(yù)拉力和摩擦面。 我國現(xiàn)有兩種高強(qiáng)度螺栓連接副:扭剪型高強(qiáng)度螺栓連接副(GB3632-3633)和大六角頭高強(qiáng)度螺栓連接副(GB1228-1231)。 
112 高強(qiáng)度螺栓連接形式 從設(shè)計(jì)的角度,高強(qiáng)度螺栓的連接形式(按承載 方式劃分)分為兩種:摩擦型連接和承壓型連接。 高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接:通過連接的板層間的抗滑力來傳遞剪力,按板層間出現(xiàn)滑動(dòng)作為其承載能力的極限狀態(tài)。這種螺栓亦稱為摩擦型高強(qiáng)度螺 栓,適用于重要結(jié)構(gòu)和承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu),或用于可能出現(xiàn)反向內(nèi)力的構(gòu)件的連接。其孔徑比公稱直徑大115～210mm。 高強(qiáng)度螺栓承壓型連接:以連接板層間出現(xiàn)滑動(dòng)作為正常使用(即在荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下)的權(quán)限狀態(tài),而以連接的破壞(螺栓或板件的破壞)作為其承載能力的極限狀態(tài)。這種螺栓亦稱為承壓型高強(qiáng)度螺栓,其計(jì)算方法與構(gòu)造要求與普通螺栓相同,可用于允許產(chǎn)生少量滑移的靜載結(jié)構(gòu)或間接承受動(dòng)力荷載的構(gòu)件。當(dāng)某一方向產(chǎn)生較大滑移時(shí),可采用長圓孔。采用圓孔時(shí),其孔徑比螺栓公稱直徑大110～115mm 
。 兩種連接式比較:由于承壓型螺栓孔的孔徑比摩擦型的小015mm,連接的整體性和剛度也比摩擦型的差,且變形較大,強(qiáng)度儲(chǔ)備相對(duì)較低,因此在重要結(jié)構(gòu)以及承受動(dòng)荷載的結(jié)構(gòu)中不許采用承壓型螺栓。而在材料、預(yù)拉力、接觸面的處理以及施工要求等方面,承壓型連接和摩擦型連接均無差異。 
113 高強(qiáng)度螺栓摩擦面的處理 按照美國規(guī)范,高強(qiáng)度螺栓連接的接觸面的涂裝應(yīng)經(jīng)過試驗(yàn)確定。因此,其摩擦系數(shù)的大小,應(yīng)根據(jù)實(shí)際的表面處理情況進(jìn)行試驗(yàn)確定。 我國高強(qiáng)度螺栓摩擦面常用的處理方式有3種:噴丸或噴丸后生赤銹,保證0145的摩擦系數(shù);噴砂后熱噴鋁(或鋅),保證0140的摩擦系數(shù);噴砂后噴涂富鋅漆,保證0135的摩擦系數(shù)。 
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2 高強(qiáng)度螺栓連接面抗滑移系數(shù)試驗(yàn) 
211 試驗(yàn)要求 1)每種表面處理工藝需作3組試件; 2)抗滑移系數(shù)試驗(yàn)應(yīng)采用雙摩擦面的兩栓或三 栓拼接的拉力試件,試件根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙制作; 3)抗滑移系數(shù)試驗(yàn)采用的試件與所代表的構(gòu)件應(yīng)為同一材質(zhì)、使用同一性能等級(jí)、同一直徑的高強(qiáng)度螺栓連接副; 4)試驗(yàn)采用的試驗(yàn)機(jī)誤差應(yīng)在1%以內(nèi);5)試驗(yàn)采用的貼有電阻片的高強(qiáng)度螺栓、壓力傳感器和電阻應(yīng)變儀應(yīng)在試驗(yàn)前用試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行標(biāo)定,其誤差應(yīng)在2%以內(nèi)。 
212 試驗(yàn)步驟21211 試件的制備 試件表面應(yīng)平整、干燥、無油污、孔和板的邊級(jí)無飛邊、無毛刺。 試件厚度差應(yīng)小于1mm;接觸面間隙應(yīng)小于1mm。 21212 試件摩擦面的表面預(yù)處理 按照設(shè)計(jì)要求控制試件摩擦面的預(yù)處理施工質(zhì)量,預(yù)處理完畢后,試件應(yīng)進(jìn)行表面清潔度、粗糙度評(píng)定。 
21213 試件摩擦面的涂層施工 涂層施工完畢后,應(yīng)進(jìn)行涂層外觀、厚度、粗糙 度等項(xiàng)目的檢測。 
21214 高強(qiáng)度螺栓初擰、終擰 先將沖釘打入試件孔定位,然后逐個(gè)換成裝有壓力傳感器或貼有電阻片的高強(qiáng)度螺栓。高強(qiáng)度螺栓的初擰扭矩為終擰扭矩的50%左右。高強(qiáng)度螺栓連接副的初擰、終擰應(yīng)在同一工作日內(nèi)完成。 高強(qiáng)螺栓的擰緊順序,應(yīng)從試件中間到兩邊依次進(jìn)行。 終擰時(shí),施工扭矩應(yīng)連續(xù)、平穩(wěn)、螺栓、墊圈不得與螺母一起轉(zhuǎn)動(dòng),如有轉(zhuǎn)動(dòng)應(yīng)更換高強(qiáng)度螺栓。 對(duì)裝有壓力傳感器或貼有電阻片的高強(qiáng)度螺栓,采用電阻應(yīng)變儀實(shí)測控制試件每個(gè)螺栓的預(yù)拉力值應(yīng)在0195P～1105P(P為高強(qiáng)度螺栓設(shè)計(jì)預(yù)拉力值)之間。 當(dāng)高強(qiáng)度螺栓終擰后,用013mm厚的塞尺插入 板縫深度不超過20mm。 
21215 試件的拉力試驗(yàn) 試驗(yàn)時(shí),要求試件的軸線與試驗(yàn)機(jī)夾具中心嚴(yán)格對(duì)中。 在試件側(cè)向畫上刻度,以測量試件的滑移和變形情況。在試驗(yàn)機(jī)的上下夾具上安裝位移計(jì),以測量試件的整體變形情況。 加載時(shí),應(yīng)先加10%的抗滑移設(shè)計(jì)荷載值,停1min后,再平穩(wěn)加載,加載速度為3～5kN/s。拉伸至滑動(dòng)破壞,測得滑移荷載NV。 試驗(yàn)過程中,當(dāng)發(fā)生下述情況之一,其對(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)面畫線發(fā)生錯(cuò)動(dòng); 3)X2Y記錄儀上變形曲線發(fā)生突變;4)試件突然發(fā)生“嘣”的響聲。 抗滑移系數(shù),可根據(jù)滑移荷載NV和螺栓預(yù)拉力P的實(shí)測值,按下式計(jì)算(取兩位有效數(shù)字): μ=Nv/(nf ∑m i=1 Pi ) 式中 Nv———由試驗(yàn)測得的滑移荷載,kN; nf———摩擦面面數(shù),雙摩擦面取nf=2; ∑m i=1 P i ———試件滑移一側(cè)高強(qiáng)度螺栓預(yù)拉 力實(shí)測值之和(或同批螺栓連接 副的預(yù)拉力平均值)(取3位有效數(shù)字),kN; m———試件一側(cè)螺栓數(shù)量,雙栓時(shí)m=2, 三栓時(shí)m=3。 試驗(yàn)過程中,若一側(cè)摩擦面發(fā)生滑移(滑動(dòng)失效),拉力機(jī)出現(xiàn)回針,應(yīng)繼續(xù)加載,待到另一側(cè)摩擦面也發(fā)生滑移時(shí)(此過程滑動(dòng)失效側(cè)的螺栓承受剪力),試驗(yàn)結(jié)束。應(yīng)分別按上式計(jì)算出摩擦面的抗滑移系數(shù)μ值。 
21216 摩擦面抗滑移系數(shù)試驗(yàn)的試驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容 試件的制作質(zhì)量、試件摩擦面的表面預(yù)處理施工質(zhì)量、試件摩擦面的涂層施工質(zhì)量、高強(qiáng)螺栓初擰、終擰施工質(zhì)量和試件的拉力試驗(yàn)。 
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3 高強(qiáng)度螺栓連接面抗滑移系數(shù)試驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意的 問題 
311 試件摩擦極限拉力值F的選取 試件的摩擦極限拉力值F為:F=μnfPm式中 μ———為摩擦面設(shè)計(jì)抗滑移系數(shù); nf———摩擦面面數(shù),雙摩擦面取nf=2;P———螺栓設(shè)計(jì)預(yù)緊力,kN; 
m———試件一側(cè)螺栓數(shù)量,雙栓時(shí)m=2; 三栓時(shí)m=3。 其中應(yīng)選取略大的摩擦面設(shè)計(jì)抗滑移系數(shù)μ值。例如,生赤銹摩擦面μ選為0150;熱噴鋁(或鋅)摩擦面μ選為0145;噴涂富鋅漆摩擦面μ選為0150。 國內(nèi)省級(jí)試驗(yàn)單位的拉力機(jī)多為100t級(jí),因此一般情況設(shè)計(jì)拉力值F應(yīng)低于800kN(100t拉力機(jī)極限荷載的80%),否則會(huì)增加試驗(yàn)費(fèi)用和時(shí)間。 100t級(jí)拉力機(jī)鉗口極限距離為900mm,故試件 的總長應(yīng)低于850mm; 
且試件兩端夾持長度應(yīng)不小 于 
150mm 
;夾具夾持長度100mm,過渡區(qū)50mm。 
312 試件有效截面積的選取 試件的設(shè)計(jì)有效截面積應(yīng)保證在達(dá)到設(shè)計(jì)抗滑移系數(shù)前試件不發(fā)生塑性變形,即T>F。其中F為試件的摩擦極限拉力值,T為試件的抗拉極限拉力值。 試件的抗拉極限拉力值T=σsA,其中,A為試件有效截面積。 實(shí)例:三栓試件(見圖1) 
,采用<30mm螺栓,螺栓預(yù)緊力355kN,孔徑<33mm,試件抗拉極限σs為345MPa,設(shè)計(jì)μ值為0145。 圖1 三栓摩擦面抗滑移試件  試件的抗拉極限拉力值T為:T=σsA= 900145kN 試件的摩擦極限拉力值F為:F=μnfPm=958150kNT<F,即設(shè)計(jì)有效截面積未達(dá)到設(shè)計(jì)抗滑移 系數(shù)前試件已發(fā)生塑性變形,故該試件設(shè)計(jì)不合理(有效截面積偏低),得不到實(shí)際的抗滑移系數(shù)μ值。 (上接第396頁) 列,國外軟件中比較好的是SAP2000、STAAD/CHI2NA。 
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7 結(jié) 語 多層鋼框架設(shè)計(jì)主要包括以上幾個(gè)部分。從結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)本身來說多層鋼框架設(shè)計(jì)和混凝土設(shè)計(jì)方法基本一致,從結(jié)構(gòu)整體到局部,從具體構(gòu)件到節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì),但鋼結(jié)構(gòu)也有其特殊的地方,如構(gòu)件的穩(wěn)定驗(yàn)算等?？傊?在多層鋼框架結(jié)構(gòu)整體性有保證的前提 下,應(yīng)該做到以下4點(diǎn):1)強(qiáng)柱弱梁;2)強(qiáng)剪弱彎;3) 強(qiáng)壓弱拉;4)強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件。 
參考文獻(xiàn) 1 GB40017-2003鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范2 GB50011-2001建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 3 宋曼華,柴 昶,武人岱1鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算1北京:機(jī)械工業(yè)出 版社,2000 4 陳紹蕃1鋼結(jié)構(gòu)1北京:中國建筑工業(yè)出版社,1998 
以上是河南專業(yè)做鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓連接面抗滑移系數(shù)試驗(yàn)的機(jī)構(gòu)/檢測站的詳細(xì)介紹，包含河南專業(yè)做鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓連接面抗滑移系數(shù)試驗(yàn)的機(jī)構(gòu)/檢測站等相關(guān)信息。