镀锌处理对高强螺栓扭矩系数和抗滑移系数的影响

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ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｔｏｒｕｅｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｎｄｓｌｉｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｒｅｔｗｏｉｍｏｒｔａｎｔａｒａｍｅｔｅｒｓｉｎｔｈｅｄｅｓｉｎｉｎｏｆｈｉｈｓｔｒｅｎｔｈｑｐｐｐｇｇｇｇ，ｎｄｔｈｅｉｒｖａｌｕｅａｎｄｕｓａｅａｒｅｂｏｔｈｓｔａｔｅｄｅｘｌｉｃｉｔｌｉｎｒｅｌａｔｅｄｓｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ．Ｂｕｔｆｏｒｔｈｅｓｔｅｅｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｕｓｅｄｂｏｌｔｓａｇｐｙｐ，ｍｉｎｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｅｎｉｎｅｅｒｉｎａｎｋｉｎｄｓｏｆａｎｔｉｃｏｒｒｏｓｉｏｎｔｒｅａｔｍｅｎｔａｒｅａｄｏｔｅｄｔｏｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｗｅｒｒｏｔｅｃｔｇｇｙｐｐｐ，ｏｆｔｈｅｂａｄｗｏｒｋｉｎｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ａｆｔｅｒａｎｔｉｃｏｒｒｏｓｉｏｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｔｈｅｔｏｒｕｅｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｈｉｈｓｔｒｅｎｔｈｂｏｌｔｓｂｅｃａｕｓｅｇｑｇｇｍａｃｈａｎｅａｎｄｔｈｅｓｌｉｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｓｔｅｅｌｌａｔｅｓｍａｃｈａｎｅｔｏｏ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｒｅｓｅａｒｃｈｔｈｅｃｈａｎｅｏｆｔｏｒｕｅｙｇｐｐｙｇｇｑ，，，ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｎｄｓｌｉｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｈｉｈｓｔｒｅｎｔｈｂｏｌｔｓａｎｄｓｔｅｅｌｌａｔｅｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｎｔｉｃｏｒｒｏｓｉｏｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｇｇｐ，ｓｉｚｅａｎｄｒｏｄｕｃｅｄｂｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒｗｅｒｅｕｓｅｄｔｏｃｏｎｄｕｃｔｔｈｅｔｅｓｔｓｗｏｒｋ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｙｐ，ａａｖｅｒａｅｖａｌｕｅａｎｄｓｔａｎｄａｒｄｄｅｖｉａｔｉｏｎｏｆｔｏｒｕｅｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｍａｉｎｃｒｅａｓｅｉｎｓｏｍｅｄｅｒｅｅｎｄｔｈｅｖａｌｕｅｏｆｓｌｉｇｑｙｇｐｌａｔｅｓ．ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｍａｄｅｅｎｄｏｎｔｈｅａｎｔｉｃｏｒｒｏｓｉｏｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｍｏｄｅｏｆｓｔｅｅｌｐｙｐ：；；；；ａｌｖａｎｉｚａｔｉｏｎｚＫＥＹＷＯＲＤＳｇｉｎｃｒｉｃｈｃｏａｔｉｎｉｈｓｔｒｅｎｔｈｂｏｌｔｔｏｒｕｅｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓｌｉｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ－ｇｈｇｇｑｐ
科研开发
镀锌处理对高强螺栓扭矩系数和抗滑移系数的影响
彭奕亮１魏霞冰１李洪波１杨俊芬２
（）西安７１．河南省电力勘测设计院，郑州４５０００７；２．西安建筑科技大学土木工程学院，１００５５摘要：高强螺栓设计中，扭矩系数和抗滑移系数是２个重要的参数，相关规范中对其取值及使用都有明确规定。输变电工程中的钢结构，因其所处环境的要求，都会采用各种防腐处理方式对结构进行保护。高强螺栓经防腐处其扭矩系数会发生改变；钢板经防腐处理后，其抗滑移系数也会发生改变。为考察扭矩系数和抗滑移系数的理后，对不同厂家、不同规格、不同防腐处理的高强螺栓及钢板分别进行扭矩系数和抗滑移系数的测试工作。结果改变，表明：高强螺栓经镀锌处理后，扭矩系数平均值和标准差均有一定程度的增加；抗滑移系数的大小则与钢板的防腐富锌涂料处理钢板的抗滑移系数比热浸镀锌处理钢板的抗滑移系数大。处理方式关系密切，关键词：镀锌；富锌涂料；高强螺栓；扭矩系数；抗滑移系数
１１１２ＰｅｎＹｉｌｉａｎｅｉＸｉａｂｉｎｉＨｏｎｂｏａｎＪｕｎｆｅｎＹｇｇＷｇＬｇｇ
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钢结构２０１２年第８期第２７卷总第１６２期
彭奕亮，等：镀锌处理对高强螺栓扭矩系数和抗滑移系数的影响
格。１．１．２测试抗滑移系数所使用的材料）钢板：材质均为Ｑ经过热浸镀锌和富１３４５Ｂ，－锌涂料防腐处理。热浸镀锌的钢板表面仅作除锈处理；富锌涂料处理的钢板表面除经酸洗除锈处理外，另进行了抛丸处理。）高强螺栓：包括黑件螺栓、热浸镀锌螺栓和２，级别分别机械镀锌螺栓三种规格均为Ｍ２２×１００，为８．８Ｓ和１０．９Ｓ。８．８Ｓ螺栓生产厂家为厂家一，１０．９Ｓ螺栓生产厂家为厂家四。试验原材料的相关信息见表１。
第一作者：彭奕亮，男，高级工程师。１９７４年出生，：＿Ｅｍａｉｌｌｏｋ＠１２６．ｃｏｍｐｙ收稿日期：２０１２－０２－２５
为宏观上直接反映螺栓拧紧
过程中扭矩与轴力之间关系的系数。经过各种镀锌处理后，高强螺栓的扭矩系数平均值和标准差范围，高强螺栓与钢板连接构件的抗滑移系数等，与未镀锌处理螺栓（俗称黑件）都有一定差异，但由于缺乏镀锌处理高强螺栓的应用存在安全隐详细的研究，患。本文主要研究高强螺栓经热浸镀锌和机械镀锌处理后扭矩系数的变化，以及不同镀锌处理螺栓连接热浸镀锌钢板或刷涂富锌涂料钢板所组成构件的抗滑移系数变化，并对测试结果予以分析。１０
ＴＨＥＩＮＦＬＵＥＮＣＥＯＦＧＡＬＶＡＮＩＺＡＴＩＯＮＯＮＴＨＥＴＯＲＵＥＣＯＥＦＦＩＣＩＥＮＴＱＡＮＤＳＬＩＰＣＯＥＦＦＩＣＩＥＮＴＯＦＨＩＧＨＳＴＲＥＮＧＴＨＢＯＬＴ
表１抗滑移系数试验原材料参数
钢板防腐处理方式热浸镀锌长３００３３４３００３３４钢板规格／ｍｍ宽８０８０８０８０厚１６１２１６１２螺栓防腐处理方式黑件热浸镀锌机械镀锌黑件热浸镀锌机械镀锌ａ－应变仪；ｂ－高强螺栓－应力环－扭矩扳手装置图２螺栓扭矩系数测试装置
输变电工程钢结构常用的防腐方式有：母目前，材采用热浸镀锌或富锌涂料等防腐方式；螺栓采用热浸镀锌或机械镀锌等防腐方式。螺栓的扭矩系数
［１］
方案和方法１试验材料、１．１试验材料１．１．１测试扭矩系数所使用的材料为了使研究结果具有代表性，在螺栓的选择与购买上，考虑了厂家、镀锌处理方式、强度等级和规格等因素，作以下选择。）厂家一、厂家二、厂家三、厂家四。１４个厂家：）螺栓种类：黑件螺栓、热浸镀锌螺栓、机械镀２锌螺栓３种。）螺栓级别：３８．８Ｓ和１０．９Ｓ２个级别。）螺栓规格：４Ｍ２０、Ｍ２２、Ｍ２４和Ｍ２７４个规
富锌涂料
；高强螺栓级别均为８钢板为２种规格的组装体。．８Ｓ和１０．９Ｓ注：
１．２试验方案和方法１．２．１扭矩系数试验方案和方法扭矩系数试验方案详见图１。
Ｔ（）１ＤＰ式中：ｋ为扭矩系数；Ｔ为施加的扭矩，Ｎ· ｍ；Ｄ为螺栓的公称直径，ｍｍ；Ｐ为螺栓所受的预拉力，ｋＮ。ｋ＝
２。扭矩系数测试原理如下：）螺栓在一定扭矩下产生应变，该应变与螺栓１的预拉力之间满足线性关系；）将压力传感器与待测螺栓装配在一起，通过２施加已知的扭矩测试出应变，根据１）中应变－预拉力的线性关系，计算出螺栓所受的预拉力；）根据式（计算出扭矩系数，并计算扭矩系３１）数的算术平均值与标准差。
１．２．２构件抗滑移系数的试验方案和方法主要构件抗滑移系数测试的试验方案见图３，研究钢板在不同螺栓防腐蚀条件和不同级别等条件下，构件抗滑移系数的差异性。
图１高强螺栓经镀锌处理前后扭矩系数对比的试验方案
采用压力传感器与应变仪组成的高强螺栓扭矩
２］，系数测试装置［按照Ｇ钢结构工Ｂ５０２０５－２００１《［３］程施工质量验收规范》进行测试，试验装置见图