鋼板栓接面抗滑移系數(shù)檢測(cè)全解

在鋼結(jié)構(gòu)工程中，鋼板栓接面抗滑移系數(shù)起著至關(guān)重要的作用。首先，它直接關(guān)系到工程連接質(zhì)量。鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓連接是鋼結(jié)構(gòu)工程中的重要連接方式之一，而抗滑移系數(shù)決定了螺栓連接的緊密程度和穩(wěn)定性。如果抗滑移系數(shù)不足，螺栓連接可能會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)，從而影響整個(gè)結(jié)構(gòu)的連接質(zhì)量。

 

其次，抗滑移系數(shù)對(duì)整體安全性有著關(guān)鍵影響。鋼結(jié)構(gòu)工程通常用于承載較大的荷載，如建筑物的自重、風(fēng)荷載、地震荷載等。在這些荷載作用下，鋼結(jié)構(gòu)的連接部位需要具備足夠的抗滑移能力，以確保結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性和安全性。如果抗滑移系數(shù)過低，連接部位可能會(huì)發(fā)生滑移，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形甚至破壞，嚴(yán)重威脅到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。

 

例如，在一些大型鋼結(jié)構(gòu)建筑中，如橋梁、體育場(chǎng)館等，抗滑移系數(shù)的重要性更加凸顯。這些結(jié)構(gòu)通常需要承受巨大的荷載和復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)，對(duì)抗滑移系數(shù)的要求也更高。一旦抗滑移系數(shù)出現(xiàn)問題，可能會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。

 

綜上所述，鋼板栓接面抗滑移系數(shù)在鋼結(jié)構(gòu)工程中具有不可忽視的重要性，它直接關(guān)系到工程連接質(zhì)量與整體安全性。

 

抗滑移系數(shù)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

（1）適用范圍與規(guī)范

GB/T34478 標(biāo)準(zhǔn)適用于 M12~M30 的 10.9s 高強(qiáng)度大六角螺栓連接副和 M16~M30 的 10.9S 扭剪型高強(qiáng)度螺栓鏈接副摩擦型的鋼板栓接面抗滑移系數(shù)的測(cè)定。其他螺栓鏈接副摩擦型的其他金屬栓接面抗滑移系數(shù)的測(cè)定，也可以參照使用本標(biāo)準(zhǔn)。這明確了該標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)范圍廣泛，涵蓋了多種高強(qiáng)度螺栓連接副以及其他金屬栓接面的抗滑移系數(shù)測(cè)定。

 

例如，在一些特殊的鋼結(jié)構(gòu)工程中，可能會(huì)用到非標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的螺栓連接副，此時(shí)就可以參照 GB/T34478 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行抗滑移系數(shù)的測(cè)定，為工程質(zhì)量提供保障。

 

 

（2）試驗(yàn)原理

在拉力試驗(yàn)機(jī)上對(duì)抗滑移系數(shù)試件進(jìn)行拉伸，使其產(chǎn)生滑動(dòng)時(shí)的滑動(dòng)力與栓接面滑動(dòng)一側(cè)的預(yù)拉力之和呈線性關(guān)系，由此得到抗滑移系數(shù)。

 

具體來說，當(dāng)在拉力試驗(yàn)機(jī)上對(duì)試件進(jìn)行拉伸時(shí)，隨著拉力的增加，試件的栓接面會(huì)逐漸產(chǎn)生滑動(dòng)。在這個(gè)過程中，滑動(dòng)力與預(yù)拉力之和會(huì)呈現(xiàn)出一種線性變化的趨勢(shì)。通過測(cè)量這個(gè)線性關(guān)系中的相關(guān)參數(shù)，可以計(jì)算出抗滑移系數(shù)。

 

檢測(cè)項(xiàng)目及方法

（1）檢測(cè)項(xiàng)目

抗滑移系數(shù)檢測(cè)主要是為了確定鋼板栓接面在受力情況下的抗滑移性能，確保連接的可靠性。此外，機(jī)械強(qiáng)度測(cè)試也是重要的檢測(cè)項(xiàng)目之一，包括對(duì)螺栓和鋼板的抗拉、抗壓、抗彎等性能進(jìn)行測(cè)試。

 

力學(xué)性能測(cè)試則涵蓋了硬度、彈性模量、屈服強(qiáng)度等指標(biāo)的測(cè)定?；瘜W(xué)性能測(cè)試可以分析鋼板和螺栓的化學(xué)成分，判斷其是否符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

 

可靠性測(cè)試主要是通過模擬實(shí)際使用環(huán)境，對(duì)鋼板栓接面的抗滑移系數(shù)進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，以評(píng)估其在不同條件下的穩(wěn)定性。

 

耐候性測(cè)試則是考察鋼板栓接面在不同氣候條件下的抗滑移性能變化?；瘜W(xué)成分分析可以確定鋼板和螺栓的元素組成，為質(zhì)量控制提供依據(jù)。

 

（2）檢測(cè)方法步驟

A、拼裝試件，采用合適方式穿入螺栓或定位沖釘。

將裝有力傳感器的高強(qiáng)度螺栓（或?qū)⒉谎b力傳感器的經(jīng)過預(yù)拉力復(fù)驗(yàn)的同批扭剪型高強(qiáng)度螺栓）按 GB/T24478 中的圖解過程直接穿入試件螺孔，或?yàn)榱吮ＷC對(duì)中，也可以先將沖釘打入螺孔定位。這樣可以確保試件的安裝準(zhǔn)確無誤，為后續(xù)的檢測(cè)步驟奠定基礎(chǔ)。

 

B、擰緊螺栓，分初擰和終擰，控制預(yù)拉力在規(guī)定范圍內(nèi)。

可采用手動(dòng)或自動(dòng)的方法均勻平穩(wěn)擰緊高強(qiáng)度螺栓，施擰時(shí)從試件中央的螺栓向兩端按間隔對(duì)稱的順序進(jìn)行。擰緊高強(qiáng)度螺栓應(yīng)分為初擰、終擰。

初擰時(shí)應(yīng)使每個(gè)螺栓的預(yù)拉力達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的預(yù)拉力值的 50% 左右。

終擰后，每個(gè)螺栓的預(yù)拉力應(yīng)控制在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值的 0.95 - 1.05 之間，讀取螺栓預(yù)拉力實(shí)測(cè)值。

 

例如，在某大型鋼結(jié)構(gòu)工程的抗滑移系數(shù)檢測(cè)中，通過嚴(yán)格控制初擰和終擰的預(yù)拉力，使得檢測(cè)結(jié)果更加準(zhǔn)確可靠。

 

C、畫標(biāo)記線或安裝位移測(cè)量裝置。

在試件上畫出便于觀察栓接面滑動(dòng)的標(biāo)記線和（或）安裝位移測(cè)量裝置。這一步驟可以幫助檢測(cè)人員更直觀地觀察栓接面的滑動(dòng)情況，提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性。

 

D、裝夾試件，確保軸線對(duì)中。

將裝好的試件裝夾在拉力試驗(yàn)機(jī)上。裝夾試件時(shí)，應(yīng)使其軸線與試驗(yàn)機(jī)夾具中心嚴(yán)格對(duì)中。

 

裝夾工件時(shí)需要注意對(duì)工件進(jìn)行檢查，確保其表面無磨損、劃痕、裂紋等缺陷。選擇合適的夾具，夾具應(yīng)該能夠固定住工件且不會(huì)對(duì)其造成損傷。仔細(xì)調(diào)整夾具的位置和力度，確保工件的位置和角度符合要求。

 

E、拉伸試件，按標(biāo)準(zhǔn)加載。

按 GB/T228.1 對(duì)試件進(jìn)行拉伸。加載時(shí)，先加載到滑移設(shè)計(jì)載荷值的 10% 左右，停頓 1min 后，再以 3Kn/s - 5Kn/s 的加載速度平穩(wěn)加載，拉伸直至試件栓接面滑動(dòng)。

 

F、測(cè)定滑動(dòng)力，依據(jù)多種情況判斷。

當(dāng)拉伸實(shí)驗(yàn)發(fā)生以下情況之一時(shí)，對(duì)應(yīng)的載荷為測(cè)定的滑動(dòng)力：

a: 拉力試驗(yàn)機(jī)測(cè)力表盤的指針發(fā)生回針現(xiàn)象；

b: 時(shí)間側(cè)面畫出標(biāo)記線發(fā)生錯(cuò)位；

c: 記錄儀上顯示的力 - 位移曲線發(fā)生突變；

d: 試件突然發(fā)出 “蹦” 的響聲；

e: 位移測(cè)量裝置顯示試件栓接面發(fā)生的滑動(dòng)位移為 0.15mm。

 

G、計(jì)算結(jié)果，嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)修約。

抗滑移系數(shù)按照 GB/T34478 中的計(jì)算式進(jìn)行計(jì)算，最后的試驗(yàn)結(jié)果數(shù)值修約應(yīng)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，修約至 0.01。
 

影響抗滑移系數(shù)的因素

（1）連接板母材強(qiáng)度

從摩擦力原理來看，兩個(gè)粗糙面接觸時(shí)，接觸面相互嚙合，摩擦力是所有這些嚙合點(diǎn)的切向阻力總和。母材鋼種強(qiáng)度和硬度越高，克服粗糙面所需的抗滑力就越大，摩擦面抗滑移系數(shù)自然就大。

 

查閱論文及資料發(fā)現(xiàn)，有相關(guān)試驗(yàn)研究表明，Q345 鋼材比 Q235 鋼材的抗滑移系數(shù)高超過 10% 以上。因此，設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)不同的鋼種規(guī)定了不同的抗滑移系數(shù)值。

 

例如，JGJ82 - 2011《鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓連接技術(shù)規(guī)程》表 3.2.4 - 1 規(guī)定：普通鋼結(jié)構(gòu)鋼絲刷清除浮銹方向應(yīng)與受力方向垂直。

 

（2）連接板的厚度和螺栓孔距

據(jù)以往試驗(yàn)結(jié)果顯示，抗滑移系數(shù)隨連接板厚度的增加而趨于減小，同時(shí)隨著孔距的加大也同時(shí)減小。這是都一致采用標(biāo)準(zhǔn)的試件來測(cè)試抗滑移系數(shù)的原因，同時(shí)也是對(duì)厚板或超長(zhǎng)高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接承載力進(jìn)行折減的原因之一。

 

以門式剛架梁、柱節(jié)點(diǎn)為例，板厚太?。▋H滿足規(guī)范）會(huì)因?yàn)楹附幼冃未?，?dǎo)致安裝時(shí)摩擦面的接觸面積減少；孔距減小則螺栓數(shù)量多，不利于安裝。所以在考慮抗滑移系數(shù)時(shí)，不能只關(guān)注這一個(gè)因素，要綜合考慮問題。

 

（3）環(huán)境溫度的影響

無論是加熱后冷卻到常溫還是處在加熱狀態(tài)下，隨著溫度的增加，抗滑移系數(shù)有明顯降低的趨勢(shì)。

 

因此，設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，當(dāng)環(huán)境溫度在 100 - 150℃時(shí)連接承載力降低 10%，環(huán)境溫度超過 150℃時(shí)，要采取隔熱降溫措施。

 

（4）摩擦面重復(fù)使用的影響

高強(qiáng)度螺栓連接接頭滑移（主滑移）以后，摩擦面拴孔周圍的粗糙面變得平滑光亮。

 

查閱網(wǎng)上相關(guān)資料，有針對(duì)摩擦面重復(fù)使用的試驗(yàn)研究:

第一種試驗(yàn)：第一次滑移后，將試件拆開重新組裝，進(jìn)行第二次抗滑移試驗(yàn)；

第二種試驗(yàn)：對(duì)試件進(jìn)行循環(huán)荷載試驗(yàn)，測(cè)得第一次滑移和第二次滑移時(shí)的滑移系數(shù)。

 

兩種試驗(yàn)結(jié)果表明，摩擦面第二次使用時(shí)，抗滑移系數(shù)平均降低 15% 左右。這是因?yàn)榈谝淮位坪?，摩擦面的粗糙程度降低，?dǎo)致抗滑移系數(shù)減小，從而使得接頭滑移后摩擦傳力的作用會(huì)減小。

 

結(jié)語

鋼板栓接面抗滑移系數(shù)檢測(cè)在鋼結(jié)構(gòu)工程中起著舉足輕重的作用。它不僅關(guān)系到工程連接質(zhì)量，更是保障整體安全性的關(guān)鍵因素。如前文所述，抗滑移系數(shù)不足可能導(dǎo)致螺栓連接松動(dòng)，使結(jié)構(gòu)在承受荷載時(shí)發(fā)生變形甚至破壞，嚴(yán)重威脅人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。在大型鋼結(jié)構(gòu)建筑中，其重要性更加凸顯，一旦出現(xiàn)問題，后果不堪設(shè)想。

 

總之，鋼板栓接面抗滑移系數(shù)檢測(cè)是鋼結(jié)構(gòu)工程中不可或缺的環(huán)節(jié)，我們應(yīng)高度重視其重要性，不斷推動(dòng)檢測(cè)技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展，為鋼結(jié)構(gòu)工程的安全、可靠、可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。