.高強(qiáng)螺(luó)栓廣泛(fàn)地被(bèi)應用(yòng)到(dào)建(jiàn)築鋼(gāng)結(jié)構(gòu)和橋梁鋼(gāng)結構(gòu)工(gōng)程中來(lái)，其(qí)上(shàng)的(dí)各個連接點的連(lián)接質量直(zhí)接(jiē)關係到(dào)整個工程(chéng)的質量(liáng)。其中的主(zhǔ)要(yào)參(cān)數抗滑移係(xì)數的好壞也直(zhí)接(jiē)影響(xiǎng)鋼結(jié)構(gòu)工程的優劣。為了保(bǎo)證鋼結構(gòu)高強度(dù)螺栓的連(lián)接質量，本文在理(lǐ)論(lùn)分析(xī)的(dí)基礎上，通過(guò)實驗方法(fǎ)研(yán)究(jiū)影響鋼(gāng)結構(gòu)高強度螺栓連接的抗滑(huá)移係數(shù)的因素，從而起(qǐ)到改(gǎi)進(jìn)並提高鋼(gāng)結構高強度(dù)螺栓連接質(zhì)量(liáng)為(wéi)目的。 1 前言(yán)
鋼結構高強(qiáng)度(dù)螺(luó)栓連接已(yǐ)經發展(zhǎn)為(wéi)與(yǔ)焊接(jiē)並(bìng)舉(jǔ)的(dí)鋼(gāng)結(jié)構(gòu)主要連接(jiē)形(xíng)式(shì)之一，它具有受力(lì)性能好，耐(nài)疲勞，抗(kàng)震性能(néng)好(hǎo)，連接(jiē)剛度高(gāo)，施(shī)工方便(biàn)等優(yōu)點，被(bèi)廣泛應(yīng)用在建築(zhù)鋼(gāng)結(jié)構和(hé)橋(qiáo)梁鋼結構的工程連(lián)接中(zhōng)，成(chéng)為鋼(gāng)結構(gòu)安裝的主(zhǔ)要手(shǒu)段(duàn)之一。
鋼(gāng)結構高(gāo)強度螺栓連(lián)接按其受力狀況(kuàng)，可(kě)分為摩擦型連接(jiē)，摩擦-承(chéng)壓(yā)型連接(jiē)，承壓型連(lián)接(jiē)和張(zhāng)拉型連接(jiē)等幾種(zhǒng)類型(xíng)。其中的摩擦型連接是目(mù)前(qián)廣(guǎng)泛被(bèi)采用的基本(běn)連(lián)接形式(shì)，其(qí)主要(yào)部件(jiàn)鋼結構(gòu)高強度螺(luó)栓(shuān)從外形上可分為大(dà)六角螺栓和(hé)扭(niǔ)剪型(xíng)螺栓(shuān)兩(liǎng)種(zhǒng)；按性能等級(jí)可分為8.8級，10.9級(jí)，12.9級(jí)等。目前我(wǒ)國(guó)使用(yòng)的大(dà)六角(jiǎo)頭螺栓有(yǒu)8.8級(jí)和(hé)10.9級兩種，扭剪型(xíng)鋼(gāng)結(jié)構高(gāo)強度螺栓(shuān)隻有(yǒu)10.9級一(yī)種(zhǒng)。
鋼(gāng)結構(gòu)高強度(dù)螺栓(shuān)連接一般(bān)用於直接承受動(dòng)力(lì)荷載的(dí)重(zhòng)要結構(gòu)，主要特點是(shì)通(tōng)過接觸(chù)摩擦麵(miàn)來(lái)傳遞(dì)剪力，其連接(jiē)強度，防鬆性(xìng)能直接(jiē)關係工程質量。為(wéi)保證鋼(gāng)結構(gòu)高強度螺栓(shuān)連接(jiē)件(jiàn)的質量，筆者(zhě)就多年來對鋼(gāng)結構(gòu)高強(qiáng)度(dù)螺栓進(jìn)行抗滑移(yí)係數的(dí)測(cè)定實(shí)驗(yàn)，總(zǒng)結了(liǎo)一些(xiē)影響抗(kàng)滑移(yí)係(xì)數測定的(dí)因(yīn)素，僅供參(cān)考(kǎo)。
2 影(yǐng)響鋼(gāng)結構高強度螺(luó)栓摩(mó)擦麵抗滑移係數的因素
2.1 鋼結構高(gāo)強(qiáng)度(dù)螺栓(shuān)連接副(fù)的影響。
2.1.1 扭(niǔ)矩(jǔ)係數(shù)（或緊(jǐn)固(gù)軸力）的因素：扭矩係(xì)數（或(huò)緊固軸(zhóu)力）是鋼(gāng)結構(gòu)高強度(dù)螺栓(shuān)連接(jiē)副檢(jiǎn)測(cè)的主(zhǔ)要參數(shù)之一(yī)，它的數(shù)值大(dà)小也一(yī)直影響(xiǎng)著鋼(gāng)結(jié)構高強(qiáng)度(dù)螺(luó)栓抗(kàng)滑移係數實測(cè)值(zhí)，是影響其的主(zhǔ)要(yào)因素，隻(zhī)有(yǒu)在扭(niǔ)矩係數(shù)合格的基礎上(shàng)，才能做抗滑(huá)移(yí)係(xì)數(shù)。我們在(zài)檢測(cè)抗(kàng)滑移(yí)係數(shù)之(zhī)前(qián)，大六(liù)角鋼(gāng)結(jié)構(gòu)高(gāo)強度(dù)螺栓連接(jiē)件(jiàn)組(zǔ)裝(zhuāng)時(shí)需要測定(dìng)施(shī)加(jiā)於螺(luó)母(mǔ)上的施擰(níng)扭(niǔ)矩(jǔ)值T，其(qí)公式(shì)由(yóu)K=T/（P·d）推(tuī)導出T=K·P·d[K—扭矩(jǔ)係(xì)數(shù)；T—施擰扭矩，單位為牛米（N·m）；P—螺栓預(yù)拉力(lì)，單(dān)位(wèi)為(wéi)千牛(niú)（kN）；d—螺栓的(dí)螺紋(wén)公稱直徑，單位為毫米(mǐ)（mm）]。施擰(níng)扭矩(jǔ)T值(zhí)大(dà)小(xiǎo)關係(xì)著(zhuó)鋼結(jié)構(gòu)高(gāo)強度(dù)螺(luó)栓(shuān)連(lián)接摩(mó)擦(cā)麵的(dí)接觸(chù)鬆緊程度(dù)。扭矩(jǔ)係(xì)數K值(zhí)大(dà)小(xiǎo)也直接(jiē)影(yǐng)響著施擰(níng)扭(niǔ)矩T值大小。施工(gōng)中我們(mén)要(yào)嚴格(gé)控製(zhì)施(shī)擰扭(niǔ)矩(jǔ)，施擰扭矩(jǔ)太小容易(yì)造成鋼結構高強度(dù)螺(luó)栓(shuān)連接件欠(qiàn)擰，滑移係數(shù)偏(piān)小；施擰(níng)扭矩太(tài)大(dà)容(róng)易造(zào)成(chéng)鋼結(jié)構高(gāo)強度(dù)螺(luó)栓(shuān)連(lián)接(jiē)件(jiàn)超擰，造成(chéng)鋼(gāng)結構高強度螺栓(shuān)損(sǔn)壞，滑移係數無效。扭矩(jǔ)係(xì)數平(píng)均值(zhí)要始終保持在0.110～0.150之(zhī)間(jiān)，扭(niǔ)矩(jǔ)係(xì)數單個(gè)值允(yǔn)許超(chāo)過(guò)0.110～0.150這(zhè)個範圍，扭(niǔ)矩係數(shù)標(biāo)準偏差應(yīng)小(xiǎo)於或等於0.0100；扭剪型鋼結(jié)構高強度(dù)螺栓(shuān)連接件組(zǔ)裝(zhuāng)時(shí)主(zhǔ)要觀(guān)察(chá)扭剪(jiǎn)型(xíng)螺栓尾部梅花頭(tóu)擰(níng)掉(diào)情(qíng)況(kuàng)：尾(wěi)部(bù)梅(méi)花(huā)頭被擰(níng)掉者(zhě)視(shì)同其螺(luó)栓施(shī)擰扭(niǔ)矩(jǔ)達到合(hé)格質量標(biāo)準(zhǔn)，尾部(bù)梅花頭未(wèi)被(bèi)擰掉者應按GB50205-2001《鋼(gāng)結(jié)構工程(chéng)施工質量驗收規範(fàn)》上要求的扭矩法或轉(zhuǎn)角(jiǎo)法檢(jiǎn)驗方(fāng)能達到合(hé)格(gé)質量標準(zhǔn)。緊(jǐn)固軸(zhóu)力和標準偏(piān)差應符合下(xià)表規(guī)定(dìng)：
2.1.2 螺栓(shuān)預拉力(lì)的因素：從扭矩(jǔ)係(xì)數的(dí)計算公(gōng)式(shì)K=T/P·d中[K—扭(niǔ)矩(jǔ)係數；T—施擰扭(niǔ)矩(jǔ)/（N·m）；P—螺(luó)栓預拉力/（kN）；d—螺栓(shuān)的螺紋公(gōng)稱(chēng)直(zhí)徑/（mm）]可以看(kàn)出(chū)螺栓預(yù)拉力P在公(gōng)式中(zhōng)直(zhí)接影(yǐng)響(xiǎng)到扭矩(jǔ)係(xì)數(shù)，擰(níng)緊鋼(gāng)結(jié)構(gòu)高(gāo)強(qiáng)度螺栓連接摩(mó)擦(cā)麵(miàn)時螺栓施擰扭(niǔ)矩T值的大(dà)小。螺栓預拉力(lì)值(zhí)P（kN）應控(kòng)製在下(xià)表規(guī)定(dìng)的範(fàn)圍(wéi)內(nèi)，超(chāo)出該範圍(wéi)者(zhě)，所測(cè)得扭矩係數(shù)無效。
2.1.3 螺(luó)栓(shuān)存放，運輸，裝卸的(dí)因(yīn)素。
2.1.3.1 鋼結(jié)構高(gāo)強(qiáng)度螺栓存放期(qī)一般(bān)為六個月(yuè)。它(tā)除具備一般的(dí)高(gāo)強度(dù)螺栓的(dí)機械性(xìng)能外，在連接過程(chéng)中(zhōng)強(qiáng)調(tiáo)扭矩係(xì)數(shù)的穩定性，隻(zhī)有扭(niǔ)矩係(xì)數穩定(dìng)了(liǎo)，抗滑(huá)移係數才能得(dé)到保證(zhèng)。所以鋼結構高強(qiáng)度螺栓在生產(chǎn)工藝中要經過表(biǎo)麵磷化處(chǔ)理，從而增(zēng)加扭矩係(xì)數(shù)的(dí)穩定(dìng)性(xìng)。磷化(huà)後的(dí)鋼結(jié)構(gòu)高(gāo)強(qiáng)度螺(luó)栓(shuān)如在使用(yòng)前久久放置(zhì)，磷化表(biǎo)麵會在(zài)空(kōng)氣(qì)中反應(yīng)而失(shī)效，zui終無法(fǎ)確(què)保扭(niǔ)矩係數(shù)的(dí)準確(què)度，也(yě)就(jiù)影(yǐng)響了抗(kàng)滑(huá)移係數的(dí)大小(xiǎo)。
2.1.3.2 鋼結(jié)構高強度螺(luó)栓(shuān)在(zài)運輸(shū)，裝卸過程中一定(dìng)要(yào)注意(yì)不(bù)得(dé)將(jiāng)其表麵的(dí)磷化層破(pò)壞(huài)掉，同(tóng)時要防止螺紋的(dí)損(sǔn)傷；注(zhù)意防潮(cháo)，以(yǐ)免水氣對螺(luó)絲的侵蝕，造成螺(luó)絲(sī)的(dí)生鏽，影(yǐng)響(xiǎng)了(liǎo)扭矩係(xì)數(shù)，zui終無法確保抗滑移係(xì)數(shù)的正(zhèng)確(què)性
2.2 鋼(gāng)結構(gòu)高(gāo)強度螺(luó)栓連接件(jiàn)板(bǎn)材的(dí)影(yǐng)響。
2.2.1 連接件(jiàn)板材材(cái)質(zhì)的因(yīn)素：鋼結構高(gāo)強度(dù)螺(luó)栓(shuān)連接件(jiàn)板材(cái)通常(cháng)采(cǎi)用Q235和(hé)Q345兩種普通的鋼結構(gòu)用(yòng)鋼材，這兩(liǎng)種板材(cái)具有強(qiáng)度高，韌(rèn)性(xìng)好(hǎo)，延性大等優點被采用(yòng)。在做鋼結(jié)構高(gāo)強(qiáng)度(dù)螺栓(shuān)連接件抗(kàng)滑移(yí)係數檢(jiǎn)驗(yàn)時，試件鋼(gāng)板(bǎn)的厚度應根據鋼結(jié)構(gòu)工程(chéng)中有(yǒu)代(dài)表(biǎo)性(xìng)的(dí)板(bǎn)材厚度來(lái)確定(dìng)，應同(tóng)時(shí)考慮在摩(mó)擦麵滑(huá)移(yí)之前，連(lián)接(jiē)件所(suǒ)用(yòng)的鋼(gāng)板的淨截麵始終處(chǔ)於彈(dàn)性(xìng)狀態(tài)，也(yě)就是(shì)說(shuō)在拉伸(shēn)連接件時所測得的滑移荷載值(zhí)是(shì)在鋼(gāng)板(bǎn)沒(méi)有(yǒu)變形(xíng)之(zhī)前（屈(qū)服(fú)之(zhī)前(qián)）所得(dé)的(dí)力(lì)值，這樣(yàng)zui終利用滑(huá)移荷載值計(jì)算出來的抗(kàng)滑移係數才是(shì)有(yǒu)效的；寬(kuān)度可參考下表(biǎo)規定(dìng)取(qǔ)值，長度(dù)應(yīng)根據試(shì)驗機夾具的要求確定。
2.2.2 連接件板材摩(mó)擦麵(miàn)處理(lǐ)因素：鋼(gāng)結(jié)構(gòu)高強度螺(luó)栓(shuān)連(lián)接(jiē)件板(bǎn)材表麵通常(cháng)有噴(pēn)砂，拋丸，砂(shā)輪打磨，酸(suān)洗，人(rén)工(gōng)除鏽等(děng)處(chǔ)理(lǐ)方(fāng)式(shì)，一(yī)般(bān)應(yīng)按設計要(yào)求(qiú)進行，無(wú)要求時施工(gōng)方(fāng)可采用(yòng)適當(dāng)的(dí)方(fāng)法(fǎ)進(jìn)行施工。但(dàn)是(shì)不同(tóng)的(dí)表(biǎo)麵(miàn)處(chǔ)理方(fāng)式(shì)對抗(kàng)滑(huá)移係數(shù)的影(yǐng)響是(shì)不(bù)同的(dí)：一般情況(kuàng)下設計摩(mó)擦(cā)麵抗滑移係(xì)數值大(dà)的(dí)（如0.45，0.55）連接件宜(yí)采用噴(pēn)砂，拋丸(wán)，噴(pēn)砂（丸）後生赤鏽的表麵處理(lǐ)方(fāng)法完成；設計(jì)摩擦麵抗(kàng)滑(huá)移係數值(zhí)小的(dí)（如(rú)0.30，0.35）宜采用人(rén)工(gōng)除(chú)鏽，噴(pēn)砂（丸）後(hòu)塗(tú)無機富鋅(xīn)漆(qī)，鍍(dù)鋅表(biǎo)麵的表麵處理方(fāng)法。 2.2.3 連接件(jiàn)板(bǎn)材摩擦麵的(dí)重復(fù)使(shǐ)用(yòng)因(yīn)素(sù)：抗滑移(yí)係(xì)數試驗用的(dí)板材(cái)試件應是(shì)沒(méi)有(yǒu)經(jīng)過拉(lā)伸用過(guò)的(dí)材(cái)料，拉伸(shēn)用過(guò)的試件由於板(bǎn)材(cái)的(dí)內(nèi)部結(jié)構發生了(liǎo)質的變(biàn)化，屈(qū)服(fú)也(yě)提(tí)高(gāo)了許(xǔ)多，摩(mó)擦(cā)麵也有(yǒu)了變化(huà)，有的甚至(zhì)發(fā)生(shēng)了變(biàn)形(xíng)，這樣再用(yòng)的話，勢(shì)必影(yǐng)響抗(kàng)滑移(yí)係(xì)數的大小。
2.2.4 連接(jiē)件板材(cái)組(zǔ)裝(zhuāng)因素(sù)。
2.2.4.1 連接(jiē)件板(bǎn)材(cái)上(shàng)的高強(qiáng)度螺(luó)栓(shuān)孔(kǒng)徑應略大(dà)於(yú)螺(luó)栓直(zhí)徑，不(bù)應采(cǎi)用氣(qì)割(gē)擴孔，宜(yí)用(yòng)鑽孔成型(xíng)方法(fǎ)；螺(luó)栓(shuān)孔應能保(bǎo)證高強度螺(luó)栓(shuān)自由(yóu)穿入(rù)，嚴禁強(qiáng)行穿入(rù)，容易(yì)損(sǔn)傷螺絲，影(yǐng)響扭矩係數和施擰扭矩(jǔ)，造成(chéng)抗(kàng)滑移係數(shù)不準。如不(bù)能(néng)自由穿入，可用(yòng)鉸刀修整，修(xiū)整(zhěng)後(hòu)的孔徑zui大(dà)直徑(jìng)應不(bù)大於1.2倍螺(luó)栓直徑，孔(kǒng)徑參考(kǎo)如(rú)表：孔徑(jìng)太大(dà)，螺栓穿(chuān)進(jìn)去後(hòu)容易斜，定(dìng)位不準；再者孔(kǒng)徑太大(dà)，螺母(mǔ)接(jiē)觸板材的有效麵就小了，容(róng)易造成連接件(jiàn)施擰不(bù)到位，在(zài)受(shòu)力(lì)情況(kuàng)下影(yǐng)響(xiǎng)滑移。
2.2.4.2 連(lián)接件板材在高強度螺栓連接終擰(níng)後，螺(luó)栓絲扣外(wài)露應為(wéi)2～3扣，其(qí)中允(yǔn)許有(yǒu)10%的螺栓絲扣(kòu)外(wài)露(lòu)1扣或(huò)4扣(kòu)。太多(duō)影(yǐng)響施(shī)擰(níng)，少(shǎo)了施(shī)擰(níng)容(róng)易滑絲，拉(lā)伸連接件(jiàn)時容易崩裂，影響板(bǎn)材的(dí)擰(níng)緊(jǐn)，連接(jiē)件的(dí)滑(huá)移。
2.2.4.3 連接件板材在高強度螺(luó)栓連接組(zǔ)裝(zhuāng)時，螺(luó)母帶圓(yuán)台麵的(dí)一側應朝(zhāo)向墊圈(quān)有(yǒu)倒(dǎo)角(jiǎo)一側(cè)，螺栓頭下(xià)墊(diàn)圈有(yǒu)倒角的(dí)一側(cè)應朝(zhāo)向螺(luó)栓頭，這(zhè)樣在施(shī)擰時不(bù)太(tài)會(huì)打滑；還(huán)有就(jiù)是(shì)在(zài)施(shī)擰高(gāo)強度螺(luó)栓(shuān)時應(yīng)盡量(liáng)從(cóng)中(zhōng)間(jiān)向四邊施擰，這(zhè)樣(yàng)施擰的連(lián)接件才能(néng)密封(fēng)緊，摩擦(cā)力(lì)大(dà)，抗滑移係(xì)數也大(dà)，才(cái)符合要求(qiú)。
2.3 試(shì)驗儀器精(jīng)度的影響(xiǎng)。
2.3.1 施擰用的(dí)扭(niǔ)矩(jǔ)扳手(shǒu)在(zài)用前必須(xū)進行(háng)標定(dìng)，其(qí)扭矩誤(wù)差不得(dé)超(chāo)過2%。
2.3.2 螺栓(shuān)預(yù)拉力(lì)用軸力計，其(qí)誤(wù)差不得(dé)大於測(cè)定螺(luó)栓(shuān)預(yù)拉(lā)力的(dí)2%，軸(zhóu)力計的zui小示值(zhí)應(yīng)在1kN以(yǐ)下。
2.3.3 測抗滑(huá)移係(xì)數(shù)用(yòng)的拉力試(shì)驗機誤差應在1%以(yǐ)內(nèi)。
2.4 試(shì)驗過程(chéng)的(dí)影響
2.4.1 抗滑移(yí)係數(shù)試(shì)驗應采(cǎi)用(yòng)雙(shuāng)摩(mó)擦麵(miàn)的二栓拼接的拉力試(shì)件(jiàn)
2.4.2 連(lián)接件(jiàn)板(bǎn)材(cái)在緊固高強(qiáng)度(dù)螺栓(shuān)時(shí)應分初擰(níng)，終(zhōng)擰(níng)。初擰應達(dá)到螺栓預拉(lā)力(lì)標準值(zhí)的50%左(zuǒ)右；終擰扭矩(jǔ)由(yóu)公式(shì)Tc=K×Pc×d[K—扭(niǔ)矩係數平均(jūn)值(zhí)，Pc—施工預拉(lā)力，d—高強螺栓公稱(chēng)直徑]求得。試件組(zǔ)裝好(hǎo)後，應在(zài)其側麵(miàn)畫(huà)出觀(guān)察滑移的(dí)直(zhí)綫。置於拉力試驗(yàn)機上(shàng)，試(shì)件(jiàn)的軸綫應與(yǔ)試驗機夾具中心嚴格對中(zhōng)。加(jiā)載(zǎi)時(shí)，應先加(jiā)10%的(dí)抗(kàng)滑(huá)移設計荷載值(zhí)，停(tíng)1min後(hòu)，再平(píng)穩加(jiā)載(zǎi)，加(jiā)載(zǎi)速度為3～5kN/s，直拉(lā)至滑動破壞，測得滑移(yí)荷載(zǎi)NV.在試(shì)驗中當發生以下情(qíng)況(kuàng)之一時(shí)，所(suǒ)對應(yīng)的(dí)荷載可定(dìng)為試(shì)件的滑移(yí)荷載：①試(shì)驗機發生(shēng)回(huí)針現象(xiàng)；②試件(jiàn)側麵畫綫(xiàn)發生錯動(dòng)；③X-Y記錄儀(yí)上(shàng)變形曲綫發生突變；④試件(jiàn)突然發生“嘣(bēng)”的(dí)響(xiǎng)聲(shēng)。
zui後根據(jù)公式(shì)：
式中：Nv—由(yóu)試驗測得滑(huá)移荷載(zǎi)（kN）；nf—摩擦(cā)麵(miàn)麵數，取—試件(jiàn)滑移一側(cè)高(gāo)強度螺栓(shuān)預拉力(lì)實測(cè)值（或同(tóng)批螺(luó)栓(shuān)連接副(fù)的預拉(lā)力(lì)平均(jūn)值）之和(hé)（取三位(wèi)有效數(shù)字）（kN）；m—試(shì)件一側(cè)螺栓(shuān)數(shù)量，取m=2。
計(jì)算出抗滑移係數(shù)。抗(kàng)滑(huá)移係(xì)數(shù)檢(jiǎn)驗一組(zǔ)三(sān)件(jiàn)，其(qí)zui小(xiǎo)值必(bì)須等於(yú)或大於設(shè)計(jì)的(dí)規定值。
現(xiàn)如(rú)今，鋼結(jié)構高強度(dù)螺栓(shuān)連(lián)接工(gōng)程蜂擁而起，市場競(jìng)爭激(jī)烈(liè)，其中暴(bào)露出(chū)的(dí)問題也(yě)越來(lái)越(yuè)多，因素也(yě)是錯綜(zōng)復(fù)雜(zá)，高強度螺(luó)栓(shuān)質量(liáng)差，連接件抗滑(huá)移(yí)係數不好(hǎo)等等(děng)隨(suí)之而來(lái)。為保(bǎo)證(zhèng)鋼結構高強度螺(luó)栓(shuān)連(lián)接工(gōng)程的(dí)質(zhì)量，需(xū)要人們在平時的工作(zuò)中(zhōng)不(bù)斷總結(jié)經驗，找出更多(duō)的影(yǐng)響(xiǎng)因(yīn)素，分(fēn)析原因(yīn)，將(jiāng)鋼結(jié)構高強度螺栓連接工程提高(gāo)到無(wú)憂(yōu)的(dí)境地。
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