鋼(gāng)結構(gòu)高強度螺栓連(lián)接件(jiàn)已(yǐ)廣(guǎng)泛地被應用(yòng)到建(jiàn)築鋼(gāng)結(jié)構(gòu)和橋(qiáo)梁鋼(gāng)結構工程中(zhōng)來，其(qí)上的各(gè)個連接點的連接(jiē)質量直(zhí)接關係到(dào)整個工程的質量。其中的(dí)主(zhǔ)要參數(shù)抗滑移係(xì)數的好(hǎo)壞也直(zhí)接影(yǐng)響鋼結構工程的優劣。為(wéi)了保證(zhèng)鋼結構(gòu)高強(qiáng)度(dù)螺栓(shuān)的(dí)連(lián)接質量(liáng)，本文(wén)在理論(lùn)分(fēn)析的基礎(chǔ)上，通過實(shí)驗方法研究(jiū)影響(xiǎng)鋼結(jié)構高強度螺栓(shuān)連接的(dí)抗(kàng)滑移(yí)係數的因(yīn)素，從(cóng)而起(qǐ)到改(gǎi)進並(bìng)提(tí)高(gāo)鋼結(jié)構(gòu)高(gāo)強度螺(luó)栓連(lián)接(jiē)質量為目(mù)的。
1 前(qián)言(yán)
鋼(gāng)結(jié)構高(gāo)強(qiáng)度螺栓(shuān)連接已經(jīng)發(fā)展為與焊接(jiē)並舉(jǔ)的(dí)鋼結構主要(yào)連(lián)接形式(shì)之一，它(tā)具(jù)有(yǒu)受力(lì)性能好(hǎo)，耐疲勞，抗震性能好，連接剛(gāng)度(dù)高，施(shī)工方(fāng)便等(děng)優(yōu)點，被(bèi)廣泛(fàn)應用在(zài)建(jiàn)築鋼(gāng)結(jié)構(gòu)和橋梁鋼結(jié)構的工程連接中，成為(wéi)鋼結構安(ān)裝的(dí)主要(yào)手段之一。
鋼(gāng)結構高強(qiáng)度螺栓連(lián)接(jiē)按(àn)其受(shòu)力(lì)狀(zhuàng)況，可分(fēn)為摩擦(cā)型(xíng)連接(jiē)，摩(mó)擦(cā)-承壓型連接(jiē)，承(chéng)壓型(xíng)連接(jiē)和(hé)張(zhāng)拉(lā)型(xíng)連接(jiē)等幾種(zhǒng)類型。其中的(dí)摩擦型連接(jiē)是(shì)目(mù)前廣泛(fàn)被(bèi)采用的(dí)基本連接形式，其(qí)主(zhǔ)要部件鋼(gāng)結構(gòu)高強度螺(luó)栓從外(wài)形上可(kě)分為(wéi)大六(liù)角(jiǎo)螺栓和(hé)扭(niǔ)剪型(xíng)螺栓兩種；按性能等(děng)級可分為8.8級，10.9級，12.9級等。目(mù)前(qián)我(wǒ)國(guó)使用的大(dà)六角頭螺栓(shuān)有8.8級和10.9級兩(liǎng)種，扭剪型(xíng)鋼結構高(gāo)強度螺栓(shuān)隻有10.9級(jí)一(yī)種(zhǒng)。
鋼(gāng)結構高(gāo)強(qiáng)度螺栓(shuān)連接(jiē)一般用於(yú)直接(jiē)承受動力(lì)荷載的重要結構，主(zhǔ)要(yào)特(tè)點(diǎn)是通過接觸(chù)摩擦麵來傳遞剪力，其連(lián)接(jiē)強度(dù)，防(fáng)鬆(sōng)性(xìng)能直接關係(xì)工(gōng)程(chéng)質(zhì)量(liáng)。為保(bǎo)證(zhèng)鋼結構高(gāo)強(qiáng)度螺(luó)栓連接(jiē)件的質量，筆者(zhě)就多(duō)年來(lái)對鋼(gāng)結構高強度螺(luó)栓(shuān)進(jìn)行(háng)抗(kàng)滑移(yí)係(xì)數的測定(dìng)實(shí)驗，總結(jié)了一(yī)些(xiē)影響抗滑移(yí)係(xì)數(shù)測定(dìng)的(dí)因素(sù)，僅供參考(kǎo)。
2 影響鋼(gāng)結(jié)構高強(qiáng)度(dù)螺(luó)栓摩(mó)擦(cā)麵(miàn)抗(kàng)滑(huá)移(yí)係數的因素(sù)
2.1 鋼結構高強度(dù)螺栓連接副的影響。
2.1.1 扭矩係(xì)數（或緊固軸(zhóu)力(lì)）的(dí)因素：扭矩係(xì)數（或緊固軸力）是(shì)鋼(gāng)結構(gòu)高(gāo)強度螺栓連(lián)接副(fù)檢(jiǎn)測的主(zhǔ)要(yào)參(cān)數(shù)之一，它(tā)的數值(zhí)大(dà)小也一直影(yǐng)響著鋼(gāng)結構(gòu)高強度(dù)螺(luó)栓(shuān)抗(kàng)滑(huá)移係數(shù)實測值，是(shì)影響(xiǎng)其的主要(yào)因素(sù)，隻(zhī)有(yǒu)在扭矩係數合格的基礎上，才(cái)能(néng)做抗滑移係數(shù)。我(wǒ)們在(zài)檢(jiǎn)測抗(kàng)滑移(yí)係數(shù)之前(qián)，大六角鋼(gāng)結構高強度(dù)螺栓連(lián)接(jiē)件組裝時需要測定施加於(yú)螺母上(shàng)的施擰(níng)扭矩值(zhí)T，其(qí)公式由K=T/（P·d）推導(dǎo)出T=K·P·d[K—扭矩係數；T—施擰扭矩(jǔ)，單(dān)位(wèi)為(wéi)牛米（N·m）；P—螺栓預(yù)拉(lā)力(lì)，單位(wèi)為千牛(niú)（kN）；d—螺栓(shuān)的(dí)螺紋公(gōng)稱直徑，單位(wèi)為毫(háo)米（mm）]。施擰(níng)扭矩T值(zhí)大(dà)小(xiǎo)關係(xì)著鋼(gāng)結構高強(qiáng)度(dù)螺栓連(lián)接(jiē)摩擦麵(miàn)的接(jiē)觸鬆緊程度(dù)。扭(niǔ)矩係數(shù)K值(zhí)大小(xiǎo)也直(zhí)接影(yǐng)響(xiǎng)著(zhuó)施擰扭矩(jǔ)T值大小(xiǎo)。施工中我(wǒ)們(mén)要嚴格(gé)控(kòng)製施(shī)擰(níng)扭矩，施擰(níng)扭(niǔ)矩太(tài)小(xiǎo)容易(yì)造(zào)成(chéng)鋼結構高(gāo)強度螺(luó)栓(shuān)連接件(jiàn)欠擰(níng)，滑(huá)移係數偏小；施擰(níng)扭矩(jǔ)太大(dà)容(róng)易造(zào)成鋼結構高強度螺栓連接件(jiàn)超擰(níng)，造成(chéng)鋼結構高(gāo)強度螺栓(shuān)損(sǔn)壞，滑移(yí)係數(shù)無效。扭(niǔ)矩(jǔ)係(xì)數(shù)平均值要(yào)始終(zhōng)保(bǎo)持在(zài)0.110～0.150之間，扭矩(jǔ)係數單個值允許(xǔ)超(chāo)過0.110～0.150這(zhè)個範(fàn)圍，扭矩係數標(biāo)準偏差(chà)應(yīng)小(xiǎo)於(yú)或等於0.0100；扭(niǔ)剪型鋼(gāng)結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度(dù)螺(luó)栓連接件(jiàn)組裝時主要(yào)觀察(chá)扭剪(jiǎn)型螺栓(shuān)尾部梅花頭擰掉情況(kuàng)：尾(wěi)部梅(méi)花頭被擰掉者視(shì)同其螺栓(shuān)施(shī)擰(níng)扭矩(jǔ)達到(dào)合(hé)格質量標準(zhǔn)，尾部(bù)梅花頭未(wèi)被(bèi)擰掉者應按GB50205-2001《鋼(gāng)結(jié)構工(gōng)程施工質量驗收(shōu)規範(fàn)》上(shàng)要求的扭(niǔ)矩法或轉角(jiǎo)法檢驗方(fāng)能(néng)達(dá)到合格(gé)質量(liáng)標準(zhǔn)。緊(jǐn)固(gù)軸(zhóu)力(lì)和(hé)標準偏(piān)差應(yīng)符合下表規(guī)定(dìng)：
2.1.2 螺(luó)栓預(yù)拉力(lì)的因素：從(cóng)扭矩係(xì)數的計(jì)算公式(shì)K=T/P·d中[K—扭矩(jǔ)係數(shù)；T—施擰扭矩(jǔ)/（N·m）；P—螺栓預拉力(lì)/（kN）；d—螺栓的(dí)螺紋公(gōng)稱直(zhí)徑/（mm）]可(kě)以(yǐ)看出(chū)螺(luó)栓(shuān)預拉力(lì)P在公(gōng)式中(zhōng)直(zhí)接影響到(dào)扭矩係數，擰緊鋼結(jié)構高強度螺栓連接摩擦(cā)麵時(shí)螺(luó)栓施擰扭矩(jǔ)T值的(dí)大小(xiǎo)。螺栓預(yù)拉力值P（kN）應(yīng)控製(zhì)在下(xià)表規(guī)定的(dí)範(fàn)圍(wéi)內，超出該範(fàn)圍(wéi)者，所(suǒ)測(cè)得(dé)扭矩係數無效。
2.1.3 螺栓存(cún)放，運(yùn)輸，裝卸(xiè)的因(yīn)素。
2.1.3.1 鋼結(jié)構高強度螺(luó)栓存(cún)放期一(yī)般為六個(gè)月。它除具(jù)備一(yī)般(bān)的(dí)高強(qiáng)度(dù)螺栓(shuān)的機械性能外，在(zài)連(lián)接(jiē)過(guò)程中強調扭矩(jǔ)係數的穩(wěn)定性，隻有(yǒu)扭矩係數(shù)穩定了，抗滑(huá)移係(xì)數才(cái)能得到保(bǎo)證。所(suǒ)以鋼結構(gòu)高強(qiáng)度螺栓在生產(chǎn)工藝中(zhōng)要經(jīng)過表麵磷化(huà)處理，從而增加(jiā)扭矩(jǔ)係(xì)數的穩定(dìng)性。磷(lín)化後(hòu)的(dí)鋼結(jié)構高(gāo)強度螺栓(shuān)如(rú)在使用(yòng)前久久(jiǔ)放置，磷化表(biǎo)麵會在空氣中反應而失效(xiào)，zui終無(wú)法(fǎ)確保(bǎo)扭矩係數(shù)的準確度，也就影響了(liǎo)抗滑(huá)移(yí)係(xì)數的大(dà)小。
2.1.3.2 鋼(gāng)結構高強度螺(luó)栓在運輸，裝(zhuāng)卸過(guò)程中一(yī)定要注(zhù)意(yì)不得將其(qí)表(biǎo)麵的磷(lín)化層破(pò)壞(huài)掉(diào)，同(tóng)時要(yào)防止螺(luó)紋(wén)的損(sǔn)傷；注意(yì)防潮，以免(miǎn)水氣對螺絲的侵(qīn)蝕，造(zào)成(chéng)螺(luó)絲(sī)的生(shēng)鏽，影(yǐng)響了(liǎo)扭矩(jǔ)係數，zui終無法確保(bǎo)抗(kàng)滑(huá)移係(xì)數的正確(què)性(xìng)
2.2 鋼(gāng)結構高強(qiáng)度(dù)螺(luó)栓連(lián)接件板材的影響。
2.2.1 連(lián)接件(jiàn)板(bǎn)材材質(zhì)的因(yīn)素：鋼結構(gòu)高(gāo)強度(dù)螺栓(shuān)連接件板(bǎn)材通常(cháng)采用Q235和(hé)Q345兩(liǎng)種普(pǔ)通(tōng)的鋼結構(gòu)用鋼材(cái)，這兩種(zhǒng)板(bǎn)材(cái)具有強(qiáng)度高，韌(rèn)性(xìng)好，延性大等(děng)優點被采用。在做(zuò)鋼結構高強(qiáng)度螺(luó)栓(shuān)連(lián)接(jiē)件抗滑(huá)移(yí)係(xì)數檢驗時，試件鋼板(bǎn)的厚度應根(gēn)據(jù)鋼結構工(gōng)程中有(yǒu)代(dài)表(biǎo)性(xìng)的(dí)板(bǎn)材厚(hòu)度來(lái)確(què)定，應(yīng)同時(shí)考慮在摩(mó)擦(cā)麵(miàn)滑(huá)移(yí)之前，連接件所用(yòng)的鋼(gāng)板的淨(jìng)截麵始終處於彈性狀態(tài)，也(yě)就(jiù)是說在拉伸連接(jiē)件時(shí)所(suǒ)測得的滑移(yí)荷載值是在鋼(gāng)板(bǎn)沒(méi)有變(biàn)形之(zhī)前(qián)（屈服之前(qián)）所(suǒ)得的力(lì)值，這樣zui終利用滑移荷載值計(jì)算出來(lái)的(dí)抗(kàng)滑移(yí)係數(shù)才是(shì)有(yǒu)效的；寬度可參(cān)考下(xià)表(biǎo)規定取值，長度應根據(jù)試(shì)驗機夾(jiā)具的要(yào)求(qiú)確定(dìng)。
2.2.2 連接件板(bǎn)材(cái)摩擦麵(miàn)處(chǔ)理因素：鋼結構(gòu)高(gāo)強度螺栓連接件(jiàn)板材表(biǎo)麵(miàn)通常(cháng)有噴(pēn)砂，拋丸(wán)，砂(shā)輪打磨(mó)，酸(suān)洗，人(rén)工(gōng)除(chú)鏽(xiù)等處理方(fāng)式，一般(bān)應(yīng)按設計(jì)要(yào)求(qiú)進(jìn)行(háng)，無(wú)要(yào)求時施工方(fāng)可(kě)采(cǎi)用適當的方(fāng)法(fǎ)進(jìn)行(háng)施(shī)工。但是不(bù)同(tóng)的表麵處(chǔ)理(lǐ)方(fāng)式對(duì)抗(kàng)滑(huá)移(yí)係(xì)數的影響是不同(tóng)的：一(yī)般情況(kuàng)下設計摩擦麵抗(kàng)滑(huá)移係(xì)數值大的（如(rú)0.45，0.55）連接件宜采用(yòng)噴砂(shā)，拋(pāo)丸(wán)，噴(pēn)砂(shā)（丸）後生赤鏽的(dí)表麵(miàn)處(chǔ)理(lǐ)方(fāng)法完成(chéng)；設計(jì)摩(mó)擦麵抗(kàng)滑移係數(shù)值(zhí)小的（如0.30，0.35）宜采(cǎi)用人(rén)工(gōng)除鏽，噴砂（丸）後(hòu)塗(tú)無機富鋅漆，鍍(dù)鋅(xīn)表麵的(dí)表(biǎo)麵處理方法。 2.2.3 連接件板材摩擦麵的重(zhòng)復使用因素(sù)：抗滑(huá)移係(xì)數試(shì)驗(yàn)用(yòng)的(dí)板(bǎn)材試件應(yīng)是(shì)沒有經(jīng)過拉(lā)伸(shēn)用過的(dí)材料，拉(lā)伸用過的試件由於(yú)板材的內部(bù)結(jié)構發(fā)生了(liǎo)質的變化(huà)，屈服(fú)也(yě)提高了許(xǔ)多，摩(mó)擦麵也(yě)有(yǒu)了(liǎo)變(biàn)化(huà)，有(yǒu)的甚至(zhì)發生了(liǎo)變形，這樣(yàng)再(zài)用的話(huà)，勢必(bì)影響抗滑移係(xì)數的大(dà)小(xiǎo)。
2.2.4 連(lián)接(jiē)件板材(cái)組(zǔ)裝因素(sù)。
2.2.4.1 連接件(jiàn)板材上的高強(qiáng)度螺(luó)栓孔徑(jìng)應略大於螺栓(shuān)直徑，不應(yīng)采用氣(qì)割(gē)擴孔，宜用鑽孔(kǒng)成(chéng)型方(fāng)法；螺(luó)栓孔(kǒng)應能(néng)保證(zhèng)高(gāo)強度螺栓自(zì)由穿(chuān)入，嚴(yán)禁強行穿(chuān)入，容易(yì)損傷螺(luó)絲，影(yǐng)響(xiǎng)扭矩係數和施擰(níng)扭矩(jǔ)，造(zào)成(chéng)抗滑移係數不準。如(rú)不能(néng)自(zì)由(yóu)穿(chuān)入(rù)，可用鉸刀修整，修整後的(dí)孔徑zui大直(zhí)徑(jìng)應不(bù)大於1.2倍螺栓(shuān)直(zhí)徑(jìng)，孔徑參(cān)考(kǎo)如表(biǎo)：孔徑太大(dà)，螺栓穿(chuān)進(jìn)去後容易(yì)斜(xié)，定位不準(zhǔn)；再者孔徑(jìng)太(tài)大，螺母接(jiē)觸(chù)板材(cái)的有效(xiào)麵就(jiù)小(xiǎo)了，容易(yì)造(zào)成連(lián)接件(jiàn)施(shī)擰不到(dào)位，在(zài)受力(lì)情(qíng)況下(xià)影響滑移(yí)。
2.2.4.2 連(lián)接(jiē)件板材在(zài)高(gāo)強度螺(luó)栓連接(jiē)終(zhōng)擰後，螺(luó)栓絲扣外露應(yīng)為2～3扣(kòu)，其中允許(xǔ)有(yǒu)10%的螺(luó)栓(shuān)絲扣外露1扣或4扣。太多影響施(shī)擰(níng)，少(shǎo)了(liǎo)施擰容易滑絲，拉伸連接件時(shí)容易崩(bēng)裂(liè)，影響板材的(dí)擰(níng)緊，連接件的滑移(yí)。
2.2.4.3 連接件(jiàn)板材(cái)在高(gāo)強度(dù)螺栓連(lián)接組裝時(shí)，螺母帶(dài)圓(yuán)台麵(miàn)的一側(cè)應朝向(xiàng)墊圈(quān)有倒角一側，螺(luó)栓(shuān)頭下墊(diàn)圈(quān)有倒(dǎo)角的一側(cè)應(yīng)朝(zhāo)向螺(luó)栓(shuān)頭(tóu)，這樣(yàng)在施(shī)擰時不太會打滑；還有就是(shì)在施擰高強(qiáng)度(dù)螺(luó)栓(shuān)時應盡量(liáng)從中間向四邊施(shī)擰(níng)，這樣施擰的連接件(jiàn)才能密(mì)封(fēng)緊，摩擦(cā)力大，抗滑(huá)移(yí)係(xì)數也大(dà)，才符合要求。
2.3 試驗(yàn)儀(yí)器精度的(dí)影響(xiǎng)。
2.3.1 施擰用的扭(niǔ)矩扳手(shǒu)在(zài)用(yòng)前必(bì)須(xū)進行標(biāo)定，其扭矩誤差(chà)不(bù)得超過(guò)2%。
2.3.2 螺(luó)栓(shuān)預(yù)拉(lā)力(lì)用軸(zhóu)力計(jì)，其(qí)誤(wù)差(chà)不得大(dà)於(yú)測定螺(luó)栓預拉(lā)力的(dí)2%，軸力(lì)計的(dí)zui小示值(zhí)應在1kN以下。
2.3.3 測抗(kàng)滑(huá)移係(xì)數(shù)用的(dí)拉力(lì)試(shì)驗機誤(wù)差(chà)應(yīng)在(zài)1%以內。
2.4 試(shì)驗過程的影響
2.4.1 抗滑(huá)移(yí)係(xì)數試驗(yàn)應(yīng)采(cǎi)用(yòng)雙摩擦(cā)麵的二(èr)栓拼(pīn)接(jiē)的(dí)拉力試(shì)件(jiàn)
2.4.2 連(lián)接件板材在(zài)緊固高(gāo)強度螺栓(shuān)時(shí)應(yīng)分初擰，終(zhōng)擰。初擰(níng)應(yīng)達(dá)到螺栓預(yù)拉力(lì)標(biāo)準值的(dí)50%左右；終擰(níng)扭矩由(yóu)公(gōng)式(shì)Tc=K×Pc×d[K—扭矩係(xì)數(shù)平均(jūn)值(zhí)，Pc—施工(gōng)預拉力(lì)，d—高強(qiáng)螺栓公稱(chēng)直徑(jìng)]求得。試(shì)件(jiàn)組(zǔ)裝好(hǎo)後，應在(zài)其(qí)側麵畫(huà)出(chū)觀察滑移的直(zhí)綫。置於拉力試(shì)驗機(jī)上，試(shì)件的軸綫(xiàn)應與(yǔ)試(shì)驗(yàn)機夾具中心(xīn)嚴(yán)格對(duì)中。加載時(shí)，應先(xiān)加10%的抗滑移設計(jì)荷載值，停1min後，再平(píng)穩(wěn)加載，加載速度為3～5kN/s，直拉至(zhì)滑動(dòng)破(pò)壞，測得滑(huá)移荷(hé)載NV.在試(shì)驗中(zhōng)當(dāng)發生以下情(qíng)況(kuàng)之一時，所對應(yīng)的荷載可定(dìng)為試件的滑移荷載：①試驗(yàn)機(jī)發生回(huí)針現象(xiàng)；②試件(jiàn)側麵(miàn)畫綫(xiàn)發生錯動(dòng)；③X-Y記錄儀(yí)上變(biàn)形(xíng)曲綫發生(shēng)突(tū)變；④試(shì)件突(tū)然發生(shēng)“嘣(bēng)”的響(xiǎng)聲(shēng)。
zui後根據公式：
式中(zhōng)：Nv—由試驗(yàn)測得滑(huá)移(yí)荷(hé)載（kN）；nf—摩擦麵麵數，取(qǔ)—試(shì)件(jiàn)滑移一(yī)側(cè)高強(qiáng)度螺栓(shuān)預(yù)拉力實測值(zhí)（或(huò)同批(pī)螺(luó)栓(shuān)連(lián)接副(fù)的預(yù)拉力(lì)平(píng)均值）之和（取三位(wèi)有(yǒu)效數(shù)字）（kN）；m—試(shì)件一側螺栓數量(liáng)，取m=2。
計算出抗(kàng)滑移係(xì)數。抗滑(huá)移係數檢驗(yàn)一(yī)組三件，其zui小值(zhí)必須等於(yú)或大於(yú)設計(jì)的(dí)規定值(zhí)。
現如(rú)今，鋼(gāng)結(jié)構(gòu)高(gāo)強度螺(luó)栓連(lián)接(jiē)工(gōng)程蜂(fēng)擁而(ér)起(qǐ)，市場競爭激(jī)烈(liè)，其中(zhōng)暴露出(chū)的問(wèn)題也越來越(yuè)多(duō)，因素(sù)也是錯(cuò)綜復(fù)雜(zá)，高(gāo)強(qiáng)度螺栓(shuān)質(zhì)量(liáng)差，連接(jiē)件抗滑(huá)移係數(shù)不好等等(děng)隨之(zhī)而來(lái)。為(wéi)保證(zhèng)鋼結構(gòu)高強(qiáng)度(dù)螺栓(shuān)連接工程的(dí)質(zhì)量，需要人(rén)們(mén)在(zài)平(píng)時(shí)的(dí)工(gōng)作(zuò)中(zhōng)不(bù)斷(duàn)總(zǒng)結經(jīng)驗(yàn)，找出更多(duō)的影響因素，分析原因，將鋼(gāng)結構(gòu)高(gāo)強度螺(luó)栓連接工程提高到無(wú)憂(yōu)的境地。
參(cān)考(kǎo)文獻
1 鋼結(jié)構工程施(shī)工質量(liáng)驗(yàn)收(shōu)規範
2 鋼(gāng)結構(gòu)高(gāo)強(qiáng)度螺栓(shuān)連(lián)接的(dí)設計(jì)，施(shī)工(gōng)及(jí)驗(yàn)收(shōu)規(guī)程(chéng)
3 鋼(gāng)結(jié)構用(yòng)高(gāo)強度(dù)大(dà)六角(jiǎo)頭(tóu)螺栓，螺母，墊(diàn)圈技(jì)術條(tiáo)件
4 鋼結構(gòu)用扭剪型高(gāo)強度(dù)螺(luó)栓連接副(fù)
