鋼板栓接面抗滑移系數(shù)檢測全解

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，螺栓連接可能會出現(xiàn)松動，從而影響整個結(jié)構(gòu)的連接質(zhì)量。

 

其次，抗滑移系數(shù)對整體安全性有著關(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)測定。

 

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

 

 

（2）試驗原理

在拉力試驗機(jī)上對抗滑移系數(shù)試件進(jìn)行拉伸，使其產(chǎn)生滑動時的滑動力與栓接面滑動一側(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)在拉力試驗機(jī)上對試件進(jìn)行拉伸時，隨著拉力的增加，試件的栓接面會逐漸產(chǎn)生滑動。在這個過程中，滑動力與預(yù)拉力之和會呈現(xiàn)出一種線性變化的趨勢。通過測量這個線性關(guān)系中的相關(guān)參數(shù)，可以計算出抗滑移系數(shù)。

 

檢測項目及方法

（1）檢測項目

抗滑移系數(shù)檢測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)度測試也是重要的檢測項目之一，包括對螺栓和鋼板的抗拉、抗壓、抗彎等性能進(jìn)行測試。

 

力學(xué)性能測試則涵蓋了硬度、彈性模量、屈服強(qiáng)度等指標(biāo)的測定?；瘜W(xué)性能測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)。

 

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

 

耐候性測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。化學(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，或為了保證對中，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)。

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

初擰時應(yīng)使每個螺栓的預(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)拉力實測值。

 

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

 

C、畫標(biāo)記線或安裝位移測量裝置。

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

 

D、裝夾試件，確保軸線對中。

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

 

裝夾工件時需要注意對工件進(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對其造成損傷。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 對試件進(jìn)行拉伸。加載時，先加載到滑移設(shè)計載荷值的 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。

 

F、測定滑動力，依據(jù)多種情況判斷。

當(dāng)拉伸實驗發(fā)生以下情況之一時，對應(yīng)的載荷為測定的滑動力：

a: 拉力試驗機(jī)測力表盤的指針發(fā)生回針現(xiàn)象；

b: 時間側(cè)面畫出標(biāo)記線發(fā)生錯位；

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: 位移測量裝置顯示試件栓接面發(fā)生的滑動位移為 0.15mm。

 

G、計算結(jié)果，嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)修約。

抗滑移系數(shù)按照 GB/T34478 中的計算式進(jìn)行計算，最后的試驗結(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，兩個粗糙面接觸時，接觸面相互嚙合，摩擦力是所有這些嚙合點的切向阻力總和。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)計規(guī)范對不同的鋼種規(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，同時隨著孔距的加大也同時減小。這是都一致采用標(biāo)準(zhǔn)的試件來測試抗滑移系數(shù)的原因，同時也是對厚板或超長高強(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)點為例，板厚太?。▋H滿足規(guī)范）會因為焊接變形大，導(dǎo)致安裝時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，不能只關(guān)注這一個因素，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。

 

因此，設(shè)計規(guī)范規(guī)定，當(dāng)環(huán)境溫度在 100 - 150℃時連接承載力降低 10%，環(huán)境溫度超過 150℃時，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，有針對摩擦面重復(fù)使用的試驗研究:

第一種試驗：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；

第二種試驗：對試件進(jìn)行循環(huán)荷載試驗，測得第一次滑移和第二次滑移時的滑移系數(shù)。

 

兩種試驗結(jié)果表明，摩擦面第二次使用時，抗滑移系數(shù)平均降低 15% 左右。這是因為第一次滑移后，摩擦面的粗糙程度降低，導(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減小。

 

結(jié)語

鋼板栓接面抗滑移系數(shù)檢測在鋼結(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，使結(jié)構(gòu)在承受荷載時發(fā)生變形甚至破壞，嚴(yán)重威脅人們的生命財產(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，不斷推動檢測技術(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。