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岩土研究院

高强度螺栓摩擦型连接抗滑移性能

350 2021-07-07 15:34:27

高强度螺栓摩擦型抗剪连接以连接板间发生相对滑动作为其承载极限状态,而滑移荷载取决于螺栓施加的预拉力以及摩擦面抗滑移系数。一方面,高强度螺栓终拧后,施工扭矩产生的高应变会随着时间发生一定量的松弛,使得螺栓预拉力下降,即接头承载时的预拉力实际值要小于施工预拉力;另一方面,抗滑移系数与摩擦面粗糙度相关,尽管目前各国规范已经给出了不同表面处理方式下的摩擦面抗滑移系数,美国规范、英国规范、欧洲规范都规定高强度螺栓摩擦型连接的抗滑移系数仅与钢材表面处理工艺有关,而与钢材的强度等级无关,但我国规范中不同强度等级钢材的抗滑移系数取值有所差异,且缺乏高强度钢材对应的抗滑移系数试验数据,需要作相应的研究和讨论。本节进行了6 组 Q460 等级高强度钢材高强度螺栓摩擦型抗剪连接试验,得到了 3 种表面处理方式时的抗滑移系数,并对高强度螺栓摩擦型抗剪连接承载全过程有了更深入的认识,包括摩擦阶段、滑移阶段和承压阶段,同时还观测到了高强度螺栓的应变松弛现象。

5.2.1 试验概况

试验拟测定 Q460 高强度钢材 3 种表面处理方式时的摩擦面抗滑移系数,包括表面喷砂处理、表面喷砂后涂无机富锌漆以及未经处理的干净轧制表面。根据我国行业标准《钢结构高强度螺栓连接技术规程》JGJ 82—2011"'的规定,高强度螺栓连接副和摩擦面抗滑移系数的测定需采用图5-27 所示的双盖板对称连接接头。

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试件钢板采用 O460C 高强度钢材,由舞阳钢铁有限责任公司提供,具体的材料力学性能详见第2章2.2节(图2-15和表2-6)。芯板和盖板厚度均为10mm,加工方式采用线切割。试验选用10.9 级 M24 高强度螺栓,螺栓孔径比螺栓直径大 2mm。考虑3 种表面处理方式∶喷砂、喷砂后涂无机富锌漆以及未经处理的干净轧制表面(如表5-13 和图5-28 所示)。

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采用液压万能试验机对双盖板接头试件进行竖向拉伸加载,加载方式如图 5-32 所示。为防止夹头在加载过程中出现松动,对试件两端部夹持段进行刻痕滚花处理以增加摩擦力。采用单调加载,为保证荷载-变形曲线的稳定以便于确定滑移荷载,滑移前加载速率控制在1.5mm/min,滑移后加载速率增大至3.0mm/min。试验量测内容包括∶施加在接头两端的荷载、接头在标距范围内的变形以及芯板的应变。荷载直接通过万能试验机力传感器输出;在接头两侧各布置一个位移计,测量结果的平均值作为标距段的变形;在芯板中部位置(避开夹持段和盖板)粘贴应变片,通过采集系统记录应变变化趋势。

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