鋼板栓接面抗滑移系數檢測全解

在鋼結構工程中，鋼板栓接面抗滑移系數起著至關重要的作用。首先，它直接關系到工程連接質量。鋼結構高強度螺栓連接是鋼結構工程中的重要連接方式之一，而抗滑移系數決定了螺栓連接的緊密程度和穩定性。如果抗滑移系數不足，螺栓連接可能會出現松動，從而影響整個結構的連接質量。

 

其次，抗滑移系數對整體安全性有著關鍵影響。鋼結構工程通常用于承載較大的荷載，如建筑物的自重、風荷載、地震荷載等。在這些荷載作用下，鋼結構的連接部位需要具備足夠的抗滑移能力，以確保結構的整體穩定性和安全性。如果抗滑移系數過低，連接部位可能會發生滑移，導致結構變形甚至破壞，嚴重威脅到人們的生命財產安全。

 

例如，在一些大型鋼結構建筑中，如橋梁、體育場館等，抗滑移系數的重要性更加凸顯。這些結構通常需要承受巨大的荷載和復雜的應力狀態，對抗滑移系數的要求也更高。一旦抗滑移系數出現問題，可能會引發嚴重的安全事故。

 

綜上所述，鋼板栓接面抗滑移系數在鋼結構工程中具有不可忽視的重要性，它直接關系到工程連接質量與整體安全性。

 

抗滑移系數的檢測標準

（1）適用范圍與規范

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

 

例如，在一些特殊的鋼結構工程中，可能會用到非標準規格的螺栓連接副，此時就可以參照 GB/T34478 標準進行抗滑移系數的測定，為工程質量提供保障。

 

 

（2）試驗原理

在拉力試驗機上對抗滑移系數試件進行拉伸，使其產生滑動時的滑動力與栓接面滑動一側的預拉力之和呈線性關系，由此得到抗滑移系數。

 

具體來說，當在拉力試驗機上對試件進行拉伸時，隨著拉力的增加，試件的栓接面會逐漸產生滑動。在這個過程中，滑動力與預拉力之和會呈現出一種線性變化的趨勢。通過測量這個線性關系中的相關參數，可以計算出抗滑移系數。

 

檢測項目及方法

（1）檢測項目

抗滑移系數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，機械強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、抗彎等性能進行測試。

 

力學性能測試則涵蓋了硬度、彈性模量、屈服強度等指標的測定。化學性能測試可以分析鋼板和螺栓的化學成分，判斷其是否符合相關標準。

 

可靠性測試主要是通過模擬實際使用環境，對鋼板栓接面的抗滑移系數進行長期監測，以評估其在不同條件下的穩定性。

 

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。化學成分分析可以確定鋼板和螺栓的元素組成，為質量控制提供依據。

 

（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度螺栓（或將不裝力傳感器的經過預拉力復驗的同批扭剪型高強度螺栓）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確無誤，為后續的檢測步驟奠定基礎。

 

B、擰緊螺栓，分初擰和終擰，控制預拉力在規定范圍內。

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

初擰時應使每個螺栓的預拉力達到相關標準規范的預拉力值的 50% 左右。

終擰后，每個螺栓的預拉力應控制在相關標準規定值的 0.95 - 1.05 之間，讀取螺栓預拉力實測值。

 

例如，在某大型鋼結構工程的抗滑移系數檢測中，通過嚴格控制初擰和終擰的預拉力，使得檢測結果更加準確可靠。

 

C、畫標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上。裝夾試件時，應使其軸線與試驗機夾具中心嚴格對中。

 

裝夾工件時需要注意對工件進行檢查，確保其表面無磨損、劃痕、裂紋等缺陷。選擇合適的夾具，夾具應該能夠固定住工件且不會對其造成損傷。仔細調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，按標準加載。

按 GB/T228.1 對試件進行拉伸。加載時，先加載到滑移設計載荷值的 10% 左右，停頓 1min 后，再以 3Kn/s - 5Kn/s 的加載速度平穩加載，拉伸直至試件栓接面滑動。

 

F、測定滑動力，依據多種情況判斷。

當拉伸實驗發生以下情況之一時，對應的載荷為測定的滑動力：

a: 拉力試驗機測力表盤的指針發生回針現象；

b: 時間側面畫出標記線發生錯位；

c: 記錄儀上顯示的力 - 位移曲線發生突變；

d: 試件突然發出 “蹦” 的響聲；

e: 位移測量裝置顯示試件栓接面發生的滑動位移為 0.15mm。

 

G、計算結果，嚴格按標準修約。

抗滑移系數按照 GB/T34478 中的計算式進行計算，最后的試驗結果數值修約應嚴格按照標準執行，修約至 0.01。
 

影響抗滑移系數的因素

（1）連接板母材強度

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，摩擦面抗滑移系數自然就大。

 

查閱論文及資料發現，有相關試驗研究表明，Q345 鋼材比 Q235 鋼材的抗滑移系數高超過 10% 以上。因此，設計規范對不同的鋼種規定了不同的抗滑移系數值。

 

例如，JGJ82 - 2011《鋼結構高強度螺栓連接技術規程》表 3.2.4 - 1 規定：普通鋼結構鋼絲刷清除浮銹方向應與受力方向垂直。

 

（2）連接板的厚度和螺栓孔距

據以往試驗結果顯示，抗滑移系數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。這是都一致采用標準的試件來測試抗滑移系數的原因，同時也是對厚板或超長高強度螺栓摩擦型連接承載力進行折減的原因之一。

 

以門式剛架梁、柱節點為例，板厚太小（僅滿足規范）會因為焊接變形大，導致安裝時摩擦面的接觸面積減少；孔距減小則螺栓數量多，不利于安裝。所以在考慮抗滑移系數時，不能只關注這一個因素，要綜合考慮問題。

 

（3）環境溫度的影響

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

 

因此，設計規范規定，當環境溫度在 100 - 150℃時連接承載力降低 10%，環境溫度超過 150℃時，要采取隔熱降溫措施。

 

（4）摩擦面重復使用的影響

高強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。

 

查閱網上相關資料，有針對摩擦面重復使用的試驗研究:

第一種試驗：第一次滑移后，將試件拆開重新組裝，進行第二次抗滑移試驗；

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

 

兩種試驗結果表明，摩擦面第二次使用時，抗滑移系數平均降低 15% 左右。這是因為第一次滑移后，摩擦面的粗糙程度降低，導致抗滑移系數減小，從而使得接頭滑移后摩擦傳力的作用會減小。

 

結語

鋼板栓接面抗滑移系數檢測在鋼結構工程中起著舉足輕重的作用。它不僅關系到工程連接質量，更是保障整體安全性的關鍵因素。如前文所述，抗滑移系數不足可能導致螺栓連接松動，使結構在承受荷載時發生變形甚至破壞，嚴重威脅人們的生命財產安全。在大型鋼結構建筑中，其重要性更加凸顯，一旦出現問題，后果不堪設想。

 

總之，鋼板栓接面抗滑移系數檢測是鋼結構工程中不可或缺的環節，我們應高度重視其重要性，不斷推動檢測技術的創新和發展，為鋼結構工程的安全、可靠、可持續發展貢獻力量。