钢结构高强度螺栓连接面抗滑移系数试验

钢结构高强度螺栓连接面抗滑移系数试验

摘要：在如今社会中，钢结构高强度螺栓已经广泛地应用到了房屋建筑工程和

桥梁建筑工程中.所有建筑上的各个连接点得连接质量直接的关系到了整个工程的

质量。其中钢结构高强度螺栓连接面抗滑移系数的好坏也直接影响钢结构建筑工

程的优劣.为了保证建筑工程质量，我们通常通过实验方法测量钢结构高强度螺栓

连接面抗滑移系数，从而保障钢结构高强度螺栓质量。另外，我们还要研究影响

钢结构高强度螺栓连接面抗滑移系数的因素，并努力提高钢结构高强度螺栓连接

面抗滑移系数及提高钢结构高强度螺栓质量。

关键词：钢结构高强螺栓摩擦面抗滑移系数

1 钢结构

钢结构[1]即钢制材料组成的结构。结构主要由钢板和型钢等材料制成的各种

钢梁，钢柱，钢架等构件。钢结构体系具有自重轻、工厂化制造、安装快捷、施

工周期短、抗震性能好、投资回收快、环境污染少等综合优势。

1.1 钢材

传统意义上的钢材是指运用技术手段将以铁为原材料杂糅多种元素而形成的

可塑性材料，并可以通过有效的手段将其打造成需要的各种形状、尺寸和性能的

材料。

我国是发展中国家，在重工业、工程建设上领域国家比较重视，而钢材料作

为现代化建设过程中不可或缺的建设材料，在我国的原材料市场中占有很大的比重。我国对于这类材料具有完善的管理制度和类型规定，根据断面形状的不同钢

材一般分为型材、板材、管材和金属制品四大类品种。

结合当下钢制材料在社会活动中的应用，可以总结出现有的钢材具有以下特点：材料强度高，自身质量轻，钢材韧性、塑性好，材质均匀，结构可靠性高，

一般在我国的大型工程建设过程中都会应用到此类材料，在一定程度上来讲，钢

材料的出现推动类我国工业、机械等重型企业的发展。

2 高强螺栓

我国的普通螺栓有粗螺栓和精致螺栓，粗螺栓螺杆直径公差大，螺栓孔直径

只有大于螺杆1-2mm才能便于安装。精致螺栓螺杆直径公差比较小，没有正公差，螺孔直径仅仅比螺杆直径大0.3mm，可成为主要受力部件。

一般情况下，高强度螺栓可承受的载荷要比普通螺栓大。普通螺栓由材料A3

制造成，高清的螺栓由材料45#钢，合金钢等制作。两者最大区别就在于材料强

度不同。

高强度螺栓一般用8.8和10.9两个强度等级，普通螺栓强的等级一般为4.4级、4.8级、5.6级。

2.1 高强螺栓[2]的分类

2.1.1 按施工工艺分为：扭剪型高强螺栓和大六角高强螺栓。

大六角高强螺栓属于普通螺丝的高强度级，而扭剪型高强螺栓则是大六角高

强螺栓的改进型，为了更好施工。

大六角强螺栓由一个螺栓，一个螺母，两个垫圈组成。扭剪型高强螺栓由一

个螺栓，一个螺母，一个垫圈组成。

2.2.2 按受力状态分为：摩擦型和承压型

摩擦型高强螺栓以板层间出现滑动作为承载能力极限状态；承压型高强螺栓

以板层间出现滑动作为正常使用极限状态，而以连接破坏作为承载能力极限状态。

2.3 高强度螺栓连接形式

按案承载方式划分：摩擦型连接和承压型连接

摩擦型连接即通过版层间抗滑力快递剪力，当版层间出现滑动作时即为承载

能力的极限，这种螺栓也可称为摩擦型高强螺栓。

承压型连接即以当连接版层间出现滑动作时是正常使用的最高状态，而以版

层间连接的破坏作为其承载能力的极限状态。这种螺栓也可称为承压型高强螺栓。

两种连接方式相比较的话，承压型螺栓螺栓孔直径比摩擦性螺栓小0.5mm，

连接整体性和刚度同样不如摩擦型螺栓，而且形变较大，强度也相对比较低。因此，重要结构和承重结构不可采用承压型螺栓。当然，在材料、接触面的处理或

者施工要求这方面两者并无太大差异。

3 摩擦面抗滑移系数

3.1 抗滑移系数[3]

《钢结构高强度螺栓连接技术规程》JGJ82-2011中新规定：

（1）高强螺栓生产厂家同一生产批最大数量为3000套。按高强螺栓连接副

生产出厂检验批批号，宜以不超过2批为1个进场验收检验批，且不超过6000套。

（2）取消了原标准JGJ82-91中的三栓连接试件。

不同规格高强螺栓连接摩擦面抗滑移系数检测是否应该分开做？

个人认为要从理论和实际两方面来分析：

（1）理论上不用分开做。只做最小规格的螺栓连接板，如果合格，则其它大规格螺栓的连接板也合格。

理论依据：古典摩擦定律

摩擦力与法向载荷成正比，摩擦因数与接触面积无关，摩擦因数与滑动速度

无关，静摩擦因数大于动摩擦因数。

古典摩擦定律不完全准确，经过现代研究，现做出了以下修正：

当法向载荷较大时，摩擦力与法向压力呈非线性关系，法向载荷愈大，摩擦

力增加得愈快。

有一定屈服点的材料(如金属)，其摩擦阻力才与接触面积无关。粘弹性材料的摩擦力与接触面积有关。

精确测量，摩擦力与速度无关，金属与金属的摩擦力随速度的变化不大。

粘弹性材料的静摩擦因数不大于动摩擦因数。

（2）实际影响高强螺栓连接摩擦面系数的影响因素很多，大规格高强螺栓连接的部位受力更大一些，应该做抗滑移试验。

综合以上分析，我认为，在同一摩擦面处理工艺及同一批次的前提下，只做

最小和最大规格的高强螺栓连接摩擦面抗滑移试验即可。

3.2 常见的摩擦面处理方法如下：

（1）喷砂或喷丸处理。砂粒直径为 1.2~1.4mm，喷射时间为 1~2min，喷射

风压为 0.5Pa，处理完表面粗糙度可达45~50μm。（2）喷砂后生赤锈处理。喷砂

后放置于露天生锈 60~90d。表面粗糙度可达到55μm。安装前应清除表面浮锈。（3）喷砂后涂无机富锌漆处理。该处理是为了防锈，一般要求涂层厚度为

0.6~0.8μm。（4）砂轮打磨。使用粗砂轮与受力方向垂直打磨，打磨后置于露天

生锈效果更好，表面粗糙度可达到50μm 以上，但离散性较大。（5）手工钢丝刷清理。使用钢丝刷将钢材表面的氧化铁皮等污物清理干净，该处理比较简单，但

抗滑移系数较低，适用于次要结构和构件或局部处理。