高强度摩擦型螺栓连接性能研究综述
《钢结构》中高强度结构钢高强度螺栓摩擦型连接抗滑移系数取值的探讨
《钢结构》中高强度结构钢高强度螺栓摩擦型连接抗滑移系数取值的探讨朱立【摘要】在钢结构的设计中,节点是保证钢结构安全的重要环节,而高强度螺栓摩擦型连接是钢结构节点连接的重要形式,其具有连接紧密、受力性能稳定、耐疲劳、可拆换、安装简单以及承受动力荷载时不易松动的优点.高强度结构钢在工程中的推广和应用,对连接的设计和应用提出了新的要求,需要发展新的计算理论和方法,而抗滑移系数作为计算承载力最基本的参数,它的取值是否合适直接影响计算结果的精确程度.本文通过调研相关文献的最新研究成果探讨了高强度结构钢抗滑移系数的取值,为土木工程专业钢结构课程的教学和钢结构设计提供一些参考.【期刊名称】《科技视界》【年(卷),期】2019(000)008【总页数】2页(P164-165)【关键词】高强度结构钢;摩擦型连接;抗滑移系数【作者】朱立【作者单位】西南科技大学土木工程与建筑学院,四川绵阳 621010【正文语种】中文【中图分类】TU3910 引言随着建筑理念、结构计算方法以及施工安装技术的发展，高层、超高层以及大跨建筑钢结构日益增多，对建筑钢材的质量和性能提出了更加严格的要求。
新型高效、节能环保的高强度结构钢得到了大力发展，并在国内外建筑和桥梁等工程中得到了应用。
高强度结构钢的应用，可以有效减小构件的截面尺寸和结构自重，减小构件的最大板厚，同时还能降低焊接填充量，改善焊缝质量，使节点连接构造更加合理，还能改善结构的安全性。
GB 50017-2017《钢结构设计标准》中已收录Q460等级的高强度结构钢，并指出Q460钢材摩擦面的抗滑移系数取与Q420钢相同的0.45。
更高等级的高强度结构钢以及不同强度等级钢材之间的抗滑移系数的取值在相关规范和标准中并未提及，有学者已开展了研究并得到了可供参考的结果。
1 高强度结构钢抗滑移系数高强度螺栓摩擦型连接是通过被连接构件接触面之间的摩擦阻力来实现剪力的传递，以滑移作为承载力极限状态。
新型单边拧紧高强度螺栓摩擦型连接扭矩系数及抗剪性能试验研究
文章编号：1000-4750(2021)01-0119-10新型单边拧紧高强度螺栓摩擦型连接扭矩系数及抗剪性能试验研究范俊伟1，杨 璐1，班慧勇2,3(1. 北京工业大学土木工程系，北京 100124；2. 清华大学土木工程系，北京 100084；3. 土木工程安全与耐久教育部重点实验室，北京 100084)摘 要：为促进钢结构装配式建筑和可拆卸钢结构的连接技术发展，该文介绍了一种基于传统高强度螺栓的新型单边连接方式，并设计了5个摩擦型连接接头试件。
通过开展抗剪试验，研究了其扭矩系数、抗滑移系数、抗剪承载力、抗剪机理等，并与《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)的相关设计方法进行了对比分析。
采用有限元软件ABAQUS 建立了高强度螺栓连接接头试件的有限元模型，验证了有限元模型的准确性和适用性，并对该新型螺栓连接接头进行了参数分析。
结果表明，该文提出的新型单边拧紧高强度螺栓摩擦型连接方式安装简单、易于施工和拆卸，抗剪连接破坏前螺栓预拉力损失值在15%~20%，其抗滑移系数、抗剪承载力仍可按照现行标准进行设计计算。
研究成果能够为此类新型单边连接技术的工程应用提供基础。
关键词：单边连接高强度螺栓；试验研究；扭矩系数；抗滑移系数；预拉力损失；有限元分析中图分类号：U213.5+2 文献标志码：A doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2020.02.0111EXPERIMENTAL STUDY ON TORQUE COEFFICIENT AND ON SHEARPERFORMANCE OF A NOVEL BLIND BOLTED CONNECTIONWITH HIGH-STRENGTH BOLTSFAN Jun-wei 1, YANG Lu 1, BAN Hui-yong2,3(1. Department of Civil Engineering, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China;2. Department of Civil Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China;3. Key Laboratory of Civil Engineering Safety and Durability of China Education Ministry, Beijing 100084, China)Abstract: To further develop connection techniques in prefabricated steel building structures as well as deconstructable steel structures, a novel blind bolted connection with traditional high-strength (HS) bolt is introduced herein, and five slip-critical ones are designed. Based on a shearing test, their torque coefficient, slip coefficient, shear capacity and shear mechanism are investigated, and the test results are compared with design values in accordance with standard for the design of steel structures GB 50017−2017. The finite element model for the HS bolted connection is developed with ABAQUS, and its accuracy and applicability are verified against the test results. Parametric analyses are carried out. It is indicated that this new blind bolted connection with HS bolt is favourable to installation and disassembly. During the shear loading process, the loose of pretension within the bolts is up to 15%~20%, and current national standard is generally still adequate for predicting slip coefficient and shear capacity of such bolted connections. Research outcomes obtained may provide an important basis for the utilization of such novel blind bolted connections in practice.Key words: high-strength blind bolt; experimental research; torque coefficient; slip coefficient; pretension loose;finite element analysis收稿日期：2020-02-25；修改日期：2020-07-11基金项目：北京市自然科学基金面上项目(8182029)第 38 卷第 1 期Vol.38 No.1工 程 力 学2021年1 月Jan.2021ENGINEERING MECHANICS119钢结构装配式建筑在结构性能、使用功能、施工效率、可持续发展等方面具有独特的优势，发展装配式建筑是我国建筑行业发展的趋势之一[1 − 2]。
摩擦型多排高强度螺栓连接分析
摩 擦 型 多排 高 强 度 螺栓 连接 分 析
徐 海鹰
（ 中铁 大桥局集团有限公 司， 武汉 ４ ０３ ） ３０４
摘要 ： 究 目的 ： 了明确摩擦 型多排高强度螺栓连接传力性能 、 研 为 接头折减系数和极限状态 ， 通过模 型试验 、 接
触单元有 限元计算 和理论分析进行相关 的研究 。
ｍａ ｉ ｈ ｎ ｔ ｌｍｅ ｔｃ ｌ ｕ ａｉ ｎ ａ ｄ ｔ ｅ ｒ ｔｃ ｌａ ｌ ｓｓ ｆｒ ｃ ｎ ａ ｔｅ ｅ ｎ ． ｋｎｇ ｔ ｅ ｆ ｉｅ ｅ ｅ ｎ ａｃ ｌｔｏ ｎ ｈ ｏ ｅｉ ａ ｎａｙ ｉ ｏ ｏ ｔｃ ｌｍｅ ｔ ｉ
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｃ ｎ ｌ ｓｏ ｓ Ｔ ｅ ｒ ｓ ｌ ｓ ｏ ｅ ｈ ｔ ｔ ｅ ｃ ｎ ｅ ｔ ｎ ｔ ｎ ｆｒ ｆ ｒ ｅ ｃ ａ ａ ｔｒ ｔ ｓ ｏ ｈ ｒ ｔ ｎ — ｔｐ ｄ ｓ ａ ｃ ｏ ｃｕ ｉ ｎ ： ｈ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ｄ ｔ ａ ｈ ｏ ｎ ｃ ｉ ｒ ｓｅ ｏ ｃ ｈ ｒ ｃ ｅ ｓｉ ｆ ｔ ｅ ｆ ｃ ｉ ｓ ｏ ａ ｉ ｃ ｉ ｏ ｙｅ ｍｕ ｔ ｌ ｌ ｐ ｅ—ｒ ｗ ｂ ｌ ｄ ｐ ｎ ｅ ｎ ｔ ｅ ｅ ｔｒ ａ ｏ ｄ， ｔ ｅ ｃ ｎ ａ ｔ ｓ ｒ ｃ ｏ ｄ ｔ ｎ ａ ｄ ｔ ｅ ｅ ｕ ｖ ｌｎ ｒ ｓ ｉ ｏ ｏｔ ｅ ｅ ｄ ｄ ｏ ｈ ｘ ｅｎ ｌ ｌ ａ ｈ ｏ ｔ ｃ ｕ ａ ｅ ｃ ｎ ｉ ｏ ｎ ｈ ｑ ｉａ ｅ ｔ ｃ ｏ ｓ— ｓ ｃ ｉｎ ｆ ｉ ｅｔ ｏ ｓ ｆ ｅ ｓ Ｔ ｅ ｓｉ ｐ ｇ ｅｗｅ ｎ ｔ ｅ ｃ ｒ ｌｔ ｔｔ ｅ ｆｏ ｔａ ｄ ｅ ｄ ｒ ＷＳｂ ｌ ｎ ｈ ｏ ｔ ｃ ｕ ａ ｅ ｏ ｈ ｐ ｉ ｅ ，ｔｅ ｔ ｆ ｓ ． ｈ ｌ ａ ｅ ｂ ｔ ｅ ｈ ｏ ｅ ｐ ａｅ ａ ｈ ｒ ｎ ｎ ｎ Ｏ ｏ ｔ ａ ｄ ｔ ｅ ｃ ｎ ａ ｔｓ ｒ ｃ ｆｔ ｅ ｓ ｌ ｒ ｈ ｉｎ ｐ ｓ ｆ ｃ ｄ ｓｇ ａ ａｕ ｅｗ ｅ ｈ ｏｔ ａ ｄ ｋ ｙ ｏｅ ａ ｄ ｔ ｅ ｌａ ｅ ｔ ｇ ｃ ｐ ｃｔ ｆ ｔ ｅ ｓ ｅ ｒ— ｌ ａ ｅ ｏｅ ｗａｌ ｗｅ ｅ ｅ ｉ ｎ ｇ ｐ ｖ ｌ ｅ ｂ ｔ ｅ ｎ ｔ ｅ ｂ ｌ ｎ ｅ ｈ ｌ ｎ ｈ ｏ ｄ ｂ ａ ｎ ａ ａ ｉ ｏ ｈ ｈ ａ — ｏ ｄ ｄ ｈ ｌ ｌ ｉ ｙ ｒ
摩擦型高强度螺栓
摩擦型高强度螺栓1. 引言螺栓作为机械连接元件的重要组成部分，在许多工程领域中起到至关重要的作用。
为了满足特定工程需求，工程师们不断探索新的螺栓设计和材料。
本文将介绍一种新型的螺栓——摩擦型高强度螺栓，重点探讨其设计原理、材料特性和应用领域。
2. 设计原理摩擦型高强度螺栓采用了一种独特的设计原理，即通过摩擦阻力来实现更高的螺栓强度。
传统螺栓的强度主要由材料强度决定，而摩擦型螺栓则通过增加螺栓与连接部件之间的摩擦力来提高强度。
具体来说，摩擦型高强度螺栓利用两个接触面之间的相对滑动生成摩擦力，这种摩擦力可以抵消由外部载荷引起的剪切力和拉伸力。
螺栓与连接部件之间的摩擦力越大，螺栓的强度就越高。
3. 材料特性摩擦型高强度螺栓通常采用高强度材料制造，以满足工程需求。
常见的材料包括碳钢、合金钢和不锈钢等。
这些材料具有较高的抗拉强度和抗剪强度，同时具有良好的耐磨性和耐腐蚀性。
另外，摩擦型高强度螺栓还采用了特殊的涂层技术，如镀层和热处理等，以增加螺栓的摩擦系数和耐磨性。
通过合理选择材料和涂层，可以提高螺栓的使用寿命和可靠性。
4. 应用领域摩擦型高强度螺栓在许多领域都有广泛的应用。
以下是一些典型的应用领域：4.1 结构工程摩擦型高强度螺栓可以用于各种结构工程中，如桥梁、建筑和大型设备等。
由于其较高的强度和可靠性，它可以提供优异的机械连接性能，并能够承受复杂的工程载荷。
4.2 汽车制造在汽车制造业中，摩擦型高强度螺栓经常用于连接车身和底盘等部件。
它可以提供稳固的连接，并能够抵抗车辆在行驶过程中产生的剧烈振动和冲击。
4.3 航空航天摩擦型高强度螺栓在航空航天领域中也有广泛的应用。
由于航空器对于连接件的要求非常严格，摩擦型螺栓的高强度和可靠性使其成为航空航天工程的理想选择。
5. 结论摩擦型高强度螺栓通过利用摩擦阻力实现更高的连接强度，是一种新型的螺栓设计。
它具有独特的设计原理和优异的材料特性，并在结构工程、汽车制造和航空航天等领域有广泛的应用。
高强度螺栓连接发展现状和性能研究
高强度螺栓连接发展现状和性能研究王彦华【摘要】螺栓连接分为普通螺栓连接和高强度螺栓连接，其中高强度螺栓连接又有摩擦型螺栓连接和承压型螺栓连接．根据高强度螺栓连接的发展、研究现状和连接性能，通过实验研究分析了其受力性能．%The bolt connection is divided into ordinary bolt connection and high strength bolt connection, and high strength bolt connection includes fiction bolt connection and pressure bolt connection. According to the development of high strength bolt connection, research status and connection performance, the thesis analyzes the mechanical properties through the experimental study.【期刊名称】《商丘职业技术学院学报》【年(卷),期】2012(011)005【总页数】3页(P70-72)【关键词】高强度螺栓;发展现状;受力性能;实验研究【作者】王彦华【作者单位】商丘职业技术学院机电系,河南商丘476000【正文语种】中文【中图分类】TU3910 引言近年来，随着建筑、汽车、机械等各个生产行业的快速发展，对各类紧固件（如螺栓、螺钉、螺母等）性能提出了更高的要求，如在建筑钢结构、汽车高性能化和轻型化等方面，提出了高设计应力化和轻型化的要求［1］.高强度螺栓以其承载能力高，受力性能好，施工时劳动强度减轻、改善了劳动条件，施工速度快、安装简便、拆换灵活的突出优点，得到了越来越广泛的应用.1 高强度螺栓连接的发展世界上最早使用高强度螺栓的是美国［2］2－5.由于受到美国的研究和普及的影响，日本和德国几乎同时开始进行研究.我国高强度螺栓连接技术的研究和应用，与工业发达国家相比，虽然起步稍晚，但近些年无论是高强度连接技术的研究，还是在工程实践中的应用，都有迅速的发展.通过近几年的科学研究和工程实践，目前，我国的高强度螺栓连接技术水平已经达到国际先进水平.在材质选择上，由40B钢发展到20MnTiB钢；在造型上，由单一的大六角投螺栓发展到自标量型的扭剪型高强度螺栓；在紧固机具上，由普通的手动、风动扳手发展到电动扳手.并且摩擦面处理方法上也是有了新的突破.我国采用高强度螺栓的性能等级有8.8级和10.9级.8.8级国际推荐采用40B钢、45号钢和35号钢，10.9级国际推荐采用20MnTiB钢和35VB钢.2 高强度螺栓连接性能高强度螺栓连接对高强度螺栓施加强大的预拉力，使杆件之间产生压力，由此而传递外力.所以高强度螺栓连接应力传递也比较均匀，同时刚性好，承载力大.因其在反复荷载作用下疲劳强度也高，所以，具有承载能力高，受力性能好，施工方便等特点.高强度螺栓其材料的屈服强度通常达到660MPa以上，是普通螺栓（通常用Q235钢）屈服强度的2～3倍.高强度螺栓连接杆内很大的拧紧预拉力使被连接的板件间产生很大的摩擦力，因而连接的整体性和刚度很好.高强度螺栓连接当螺栓受拉时，螺栓的预拉力增加不多，外拉力主要靠板件间夹紧力的减小来承受，但板件间始终保持夹紧状态.当受剪力时，按照设计和受力要求的不同，可以分为摩擦型和承压型两种.其中，摩擦型高强度螺栓连接，在受剪设计时以外剪力达到板件接触面间由螺栓拧紧力所提供的可能最大摩擦力为极限状态，并应保证连接在整个使用期间外剪力不超过最大摩擦力，能由摩擦力完全承受，板件间不发生相对滑移变形，被连接板件按弹性整体受力；承压型高强度螺栓连接，受剪设计时只保证在正常使用荷载下，外剪力一般不会超过最大摩擦力，受力性能和摩擦型相同；但如荷载超过标准值，则剪力就可能超过最大静摩擦力，被连接板件间将发生相对滑移变形，直到螺栓杆与孔壁一侧接触，此后连接就靠螺栓杆身剪切和孔壁承压以及板壁接触面间摩擦力共同传力，最后以杆身剪切或孔壁承压破坏，即达到连接的最大承载力，作为连接受剪的极限状态［3］.承压型高强度螺栓其设计承载力高于摩擦型，可节省螺栓用量；但与摩擦型高强度螺栓连接相比，其整体性和刚度差，变形大动力性能差，其实际强度储备小；只用于承受静力或间接动力荷载结构中允许发生一定滑移变形的连接.3 高强度螺栓试验研究3.1 螺栓连接构件抗剪试验测试螺栓的抗剪承载能力，为螺栓群的试验及有限元模拟提供对照及参考依据. 对于高强度螺栓连接构件采用8.8级承压型高强度螺栓，材料为20MnTiB，螺栓试件栓杆直径为16 mm，连接钢板为Q235钢，制作了高强螺栓连接试件.符合钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规范，同时按照钢结构GB50221.95质量检验评定标准中抗滑移的要求和方法进行试验.测量仪器：采用DH3815应变记录仪来记录加载过程中各应变片的应变数值.用机电百分表来记录钢板的轴向位移.应变片以及百分表安装位置如图1所示.加载装置：加载装置为1000kN液压万能试验机，试验最大加载能力为100t. 3.1.1 试验步骤1）用扭力扳手对试件施压，至扭矩达240kN·M.2）试验前将两个单向应变片分别贴在拼接缝对应的两侧拼接板的正中心，方向与试件的长向相同.3）在试件的侧向标出刻度，并在指定位置安装百分表，以观察试件的滑移和变形情况.4）试验在1000kN液压万能试验机上进行，试件安装时试件的轴线与试验机夹具中心严格对中.5）加载时先加约计算抗滑移荷载设计值的10%，停2min，检查加载系统、支承系统和数据采集系统工作运转是否正常，随后进行实验的正式加载，正式加载采用分级加载，每级加载5kN，加载至试件破坏.6）记录破坏荷载.卸下百分表及试件.图1 应变片及百分表安装位置示意脚3.1.2 试验结果分析对试件进行恒温拉伸，并通过百分表测得钢板相对位移，依据测试数据制作成曲线如图2所示.本试验测得该试件螺栓的极限抗剪能力为183kN.试件在55kN处开始发生滑移，根据公式N＝0.9nfμP.图2 高强度螺栓受剪位移曲线其中，N为滑移荷载，nf为摩擦面数，μ为摩擦系数，试验测得μ＝0.37，算得P ＝82.5kN.根据公式其中T为扭矩，K为扭矩系数，d为螺栓直径，可求得K＝0.182.3.2 高强度螺栓拉伸试验由于在规范中的螺栓承载能力都是按其强度设计值来进行计算的，这往往与螺栓的实际极限承载能力有很大差异，因此我们还进行了单个M16高强度螺栓的拉伸试验，并将在此试验基础上所得的结果应用到有限元的材料定义中去.其变形曲线如图3所示.图3 高强度螺栓抗拉位移曲线其极限抗拉载荷为175kN.则其极限抗拉强度为175000／157－1115MPa.4 实验结果分析试验表明，承压型连接高强度螺栓的预拉力可以延缓被连接板之间的滑动的出现，但不能提高其承载能力，因此对承压型高强度螺栓，不必通过严格的试验来保证严格的预拉力，同时，对预拉力的松弛也不可作严格规定；连接破坏时所达到的最大承载能力，与摩擦系数关系不大，只能延缓滑动的出现，不能提高连接的强度，因此对于承压型高强度螺栓，不必计较摩擦系数的大小，接触面只需清除油污及浮锈即可.【相关文献】［1］张先明.高强度螺栓的研究及发展趋势［J］.国外金属热处理2004，（2）：2－5.［2］田岛二郎.高强度螺栓摩擦连接概论［M］.北京：人民铁道出版社，1978.［3］郑冰心.门式刚架轻钢结构节点性能和设计方法研究［J］.武汉理工大学，2003，（11）：11－15.。
高强度螺栓抗拉连接的仿真及实验研究
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｂｏｌｔｅｄ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ，ｐｒｙｉｎｇ ｆｏｒｃｅ，ｎａｔｕｒａｌ ｓｔｒａｉｎ ａｎｄ ｓｔｒｅｓｓ，
ｃｌｅｍｅｎｔ ｃｏｎｔａｃｔ ｓｔａｔｕｓ ｎｏｎｌｉｎｅａｒｉｔｉｅｓ，ｍａｔｅｒｉａｌ ｎｏｎｌｉｎｅａｒｉｔｉｅｓ，ｆｉｒｄｔｅ
ｍｅｔｈｏｄ
ｓｅｃｔｉｏｎ ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｓｐｅｃｉｆｉｅｓ ｔｈｒｅｅ ｐｏｓｓｉｂｌｅ ｆａｉｌｕｒｅ ｍｏｄｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｕｌｔｉｍａｔｅ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ， ｄｅｐｅｎｄｉｎｇ Ｏｉｌ ｔｈｅ ｒａｔｉｏ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｆｌｅｘｕｒａｌ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｆｌａｎｇｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ ａｘｉａｌ
ＩＩ
重庆大学硕士论文
１绪论
１．１引言
钢结构近几年在全国发展势头强劲，钢结构建筑以其适应造型复杂的建筑设 计要求、施工的便捷和建设周期短等特点在建筑市场上成为关注的焦点。钢结构 的体系计算已是较为成熟的理论。理论中关注的重点是结构体系中梁、柱的受压 稳定性问题。在结构和构件稳定性问题方面国内外学术界研究已取得了骄人的成 果，目前研究正朝弹塑性稳定方向进一步深入发展。稳定问题是一个较为复杂的 问题，我们从实际运用和计算理论的结合处考察不难发现节点的受力性能是另一 个关键性问题。节点受力性能是构件约束条件的重要保证，而约束条件则是构件 稳定分析中的基本条件。一位研究钢结构的前辈曾经说过“约束等于刚度”，我们 可以体会出约束对于稳定问题的重要性。本文关注抗拉螺栓连接的受力性能问题， 并进行了分析研究。
△Ｐ＝Ｆ冬屯 ｋｂ＋ｋ，‘
（１．１）
重庆大学硕士论文
１绪论
Ｎ。ｆ。
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一＋一 △ｅ
摩擦型高强螺栓传力性能及缺失的非线性分析
摩擦型高强螺栓传力性能及缺失的非线性分析张德莹;王慧佳;李运生【摘要】针对钢桁梁桥摩擦型高强螺栓连接出现的螺栓缺失问题，利用ANSYS 软件，采用壳单元模拟连接板件，弹簧单元模拟接触面相互作用，对摩擦型高强螺栓连接进行了设计状态和螺栓缺失状态下的非线性有限元分析。
结果表明：摩擦型高强螺栓连接发生滑移后，外荷载与螺栓所传剪力之间呈现非线性关系；在无滑移状态，各螺栓所传剪力沿外力方向和其垂直方向均为外侧大，中间小，滑移后趋向均匀；随螺栓缺失个数的增加，螺栓群初始滑移荷载、极限滑移荷载和缺失排螺栓传力比均减小，无滑移和局部滑移时相邻排增大最明显，全面滑移后其余各排则同等增大。
因此，在高强螺栓连接的设计中，应对螺栓群受力是否进入非线性进行判断，以确定各排螺栓的实际传力比。
%In order to solve the problem of bolt missing of the frictional high strength bolted connec-tions ( FHSBC) in steel truss bridges, the nonlinear finite element analysis on FHSBC with and without missed bolts was conducted using software ANSYS. In the finite element model, the plates were simulated with a shell element, and the interaction between the splice and core plates at the position of each bolt was simulated with a spring element. The results show that, once the slippage happens in the FHSBC, the correlation between the external load and the transferred shear load of each bolt is nonlinear. The transferred shear loads of bolts without slippage are larger for the outer bolts and smaller for the inner bolts both along the loading direction and the vertical direction, and after part of bolts slips, the non-uniformity decreases. With the number of missing bolts increases, the initial slipping load, the ultimateslipping load and the load transfer ratio of the row of missing bolts all decrease. If no slippage happens or only some bolt slips, the load transfer ratio of the neighboring row has the largest increase;if all the bolts slips, the increase of the load transfer ratio <br> of the rest rows will be the same. In the design of the FHSBC, it should be decided whether the cor-relation between the load and the transferred load of each bolt is nonlinear, so that a correct load transfer ratio could be obtained.【期刊名称】《广西大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】9页(P19-27)【关键词】摩擦型高强螺栓;非线性;螺栓缺失;传力比;滑移【作者】张德莹;王慧佳;李运生【作者单位】石家庄铁道大学土木工程学院，河北石家庄 050043; 石家庄铁道大学道路与铁道工程安全保障省部共建教育部重点实验室，河北石家庄 050043;石家庄铁道大学土木工程学院，河北石家庄 050043; 石家庄铁道大学道路与铁道工程安全保障省部共建教育部重点实验室，河北石家庄 050043;石家庄铁道大学土木工程学院，河北石家庄 050043; 石家庄铁道大学道路与铁道工程安全保障省部共建教育部重点实验室，河北石家庄 050043【正文语种】中文【中图分类】TU3910 引言摩擦型高强螺栓连接具有施工简便、可拆换、整体性和刚度较好、耐疲劳、不松动等优点，已成为铁路钢桥节点连接的主要形式之一。
高强度螺栓连接摩擦面的抗滑移系数试验探讨
高强度螺栓连接摩擦面的抗滑移系数试验探讨李 晗 李 飞（新疆天正大土木检测工程有限公司，新疆乌鲁木齐８３００２９）摘 要：本文介绍了一种抗滑移试板的装配支撑台，方便组装抗滑移试件，并探讨了抗滑移系数试验中，用高精度数显扭矩扳手紧固大六角头高强度螺栓的方法。
关键词：抗滑移系数；大六角头高强度螺栓；扭矩；预拉力中图分类号：ＴＧ３５６ １６ 文献标识码：Ａ 国家标准学科分类代码：４６０ ４０３０ＤＯＩ：１０．１５９８８／ｊ．ｃｎｋｉ．１００４－６９４１．２０２０．８．０１７ＤｉｓｃｕｓｓｉｏｎｏｎＳｌｉｐＣｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆＦａｙｉｎｇＳｕｒｆａｃｅＴｅｓｔｉｎｇＬＩＨａｎ ＬＩＦｅｉＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓａｎａｓｓｅｍｂｌｙｓｕｐｐｏｒｔｐｌａｆｏｒｍｆｏｒｓｌｉｐｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｆａｙｉｎｇｓｕｒｆａｃｅｔｅｓｔｉｎｇｔｅｓｔ－ｐｉｅｃｅ，ｗｈｉｃｈｉｓｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔｆｏｒａｓｓｅｍｂｌｉｎｇｓｌｉｐｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｆａｙｉｎｇｓｕｒｆａｃｅｔｅｔｉｎｇｔｅｓｔ－ｐｉｅｃｅ，ａｎｄｄｉｓｃｕｓｓｅｓｓｌｉｐｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｆａｙｉｎｇｓｕｒｆａｃｅｔｅｓｔｉｎｇｗｉｔｈＨｉｇｈ－ｐｒｅｃｉｓｉｏｎｄｉｇｉｔａｌｔｏｒｑｕｅｗｒｅｎｃｈ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｌｉｐｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｆａｙｉｎｇｓｕｒｆａｃｅ；ｈｅｘｈｅａｄｈｉｇｈ－ｓｔｒｅｎｇｔｈｂｏｌｔｓ；ｔｏｒｑｕｅ；ｐｕｌｌｉｎｇｆｏｒｃｅ１ 概述钢结构工程在我国建筑主体工程应用越来越广泛，其中门式钢结构、钢结构桥梁、钢结构高层办公楼和住宅大量地使用高强螺栓进行柱梁连接。
这类摩擦型连接的柱梁连接接头，在钢构件制作过程中对接头表面均需进行喷砂或抛丸等方式表面处理，改变钢构件接头部位表面粗糙度，增大其表面摩擦力。
根据ＧＢ５０２０５－２００１《钢结构工程施工质量验收规范》规定，对于摩擦型连接高强螺栓的钢结构工程，钢结构构件在生产和安装前，每２０００ｔ钢构件须分别进行一组抗滑移系数试验，测定抗滑移系数是否达到设计要求。
高强螺栓连接节点高温摩擦系数试验研究
图 １ 试件环与止推圈详图
图 ３ ＭＭＷ－ １ Ａ 摩擦磨损试验机
２ 试验结果及分析 ２ ． １ 试验 现 象
图 ２ 小止推圈摩擦副
常温下 ： 试验 初 始 ， 试 件 环 开 始 慢 慢 转 动， 与止 推圈开始摩擦 ， 试件环与止推圈上均无铁屑 ， 试件环 试验 ３ｍ 试件环上不断出 温度与室温相同 ； ｉ ｎ 左右 ， 现铁屑 ， 止推圈上也开始出现铁屑 ， 试件环的表面因 摩擦作用温度升高 ； 试验 ５ｍ 试件环上出现 ｉ ｎ 左右 ， 磨损槽 ， 但磨损槽 很 浅 ， 试 件 环 表 面 的 温 度 较 高； 试 验至 １ 试 件 环 上 的 铁 屑 增 多， 磨损槽也 ０ｍ ｉ ｎ 左右 ， 很深 ， 试件环表面温度很高 ， 摩擦系数产生较大的变 化， 至此试验结束 。 高温下 ： 高温时的摩擦现象基本上与常温相似 ， 但是高温下铁屑与磨损槽出现的时间随着温度的升 高而越来越晚 。 各温度值试验后的试件环见图 ４。
ａ － 常温 ； ｂ－１ ０ ０ ℃； ｃ －１ ５ ０ ℃； ｄ －２ ０ ０ ℃； ｅ －２ ５ ０ ℃； ｆ －３ ０ ０℃ 图 ４ 试验后的试件环
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钢结构 ２ ０ １ ３ 年第 ２ 期第 ２ ８ 卷总 第 １ ６ ９期
佘晨岗 ， 等： 高强 螺栓连 接节点 高 温 摩擦 系 数 试验研究
０ 引 言 摩擦型连接高 强 螺 栓 的 节 点 连 接 质 量 主 要 通 过预拉力 和 抗 滑 移 系 数 来 控 制， 而抗滑移系数表 现为摩擦型高强螺栓连接节点构件间 接 触 面 的 摩 擦系数。由于接触面的摩擦系数 直 接 影 响 连 接 节 故对连接节点不同温度下的抗滑 点的受力 性 能， 移系数的 研 究， 在保证钢结构连接的可靠性方面 有着重要的意义。目前国内对高 温 下 连 接 面 的 摩 擦系数的 试 验 研 究 很 少， 尚不能为摩擦型高强螺 栓连接节点在不同温度环境下的抗滑 移 系 数 提 供 较全面的数据。 本文对 ６ 组 （ 取自同批次钢板做成的摩 ２ ４ 个） （ ， 擦副在 ２ 常温 ） ０ １ ０ ０， １ ５ ０， ２ ０ ０， ２ ５ ０， ３ ０ ０ ℃时的摩 擦系数进行试验研 究 ， 通过与常温下摩擦副的摩擦 分析温度的升高对摩擦系数的影响 ， 即反 系数比较 ， 映高温对高强螺栓 连 接 节 点 的 抗 滑 移 系 数 的 影 响 ， 从而为摩擦型高强螺栓连接的耐火设计提供一定的
高强螺栓轴心抗剪连接性能分析
高强螺栓轴心抗剪连接性能分析!郑"悦1"赵"伟.!1-浙江大学城市学院土木系"杭州"N 1//16#.-浙江树人大学城建学院"杭州"N 1//16$摘"要!采用三维实体单元和接触单元!对承受轴心剪力的高强螺栓连接的性能进行研究!得出各螺栓外加拉力H 螺栓剪力曲线和滑移曲线等"研究表明#各螺栓的剪力分布是中心小两头大!但并非按螺栓群中心完全对称分布$摩擦型螺栓群!剪力分布不均匀程度较大!但是在滑移发生时各螺栓分担剪力基本相等$滑移发生后螺栓群剪力分布又向不均匀发展!但是不均匀程度下降$螺栓内预拉力在外加拉力作用下会因板件泊松比效应和栓杆承压后的挤长效应发生松弛而减小"研究了螺栓间距%螺栓个数%预拉力大小%栓杆长度和板宽度对螺栓剪力的影响"关键词!高强螺栓连接$有限元分析$螺栓抗剪)$)/’(+(.3("#)%0#")*+.%.$"+&"4(!%#$&!"0./!05!!1.$$#1!+.$(($%&’5"%1"($),!%+.&1-Z #G <)"F #’"&8%,9,$:’7,’##),’7!‘;#a ,<’7?’,9#)(,">%,">%&$$#7#!@<’7c ;&*N 1//16!%;,’<$.-%&$$#7#&8?)A <’%&’(")*+",&’!‘;#a ,<’7!;*)#’?’,9#)(,">!@<’7c ;&*N 1//16!%;,’<’)0(!%)1!#C ;,(("*E >G )#(#’"(<";)##H E ,F #’(,&’<$&N Z ’(&$,E#$#F #’"<’E+&’"<+"#$#F #’""&("*E >’*F #),+<$$>";#A *""+&’’#+",&’I ,";;,7;(")#’7";A &$"(-V #$<",&’(&8A &$"(;#<)<’E ($,G E#8&)F <",&’"&#M "#)’<$<M ,<$8&)+#<)#&A "<,’#E -B ",()#9#<$#E";<"";#E ,("),A *",&’&8(;#<)8&)+#(<F &’7A &$"(,(’&"*’,8&)F !$<)7#)<""I &#’E (<’E (F <$$#),’";#F ,E E $#&8";#A &$"7)&*G -J *"<"";#F &F #’"";#($,G &++*)(!A &$"(;#<)(<)#’#<)$>*’,8&)F -D 8"#)($,G G ,’7!";#E ,("),A *",&’&8(;#<)8&)+#(<)#’&"*’,8&)F<7<,’!A *"";#*’#9#’’#((E #+)#<(#(+&F G <)#E "&";#($,G H +),",+<$A &$"+&’’#+",&’-C ;#<’<$>(,()#9#<$(";<"";#A &$"G )#"#’(,&’E #+)#<(#(<(";##M "#)’<$8&)+#,’+)#<(#(-C ;#+<*(#(&8";,(E #+)#<(#<)#";#W &,((&’(()<",X#+"&8G $<"#(<8"#)"#’(,&’#E !<’E(f *##c ,’7&8A &$"(;<’L<8"#)+&’"<+"A #"I ##’A &$"<’E ";#;&$#I <$$-C ;##88#+"(&8A &$"G ,"+;!’*F A #)&8A &$"!G )#"#’(,&’8&)+#!$#’7";&8(+)#I A &$"<’E G $<"#I ,E ";<)#("*E ,#E -7#’6.%,(#;,7;(")#’7";A &$"+&’’#+",&’($8,’,"##$#F #’"<’<$>(,($A &$"(;#<)!国家自然科学基金资助项目!6/6O R 13/$#浙江省科技计划项目!.//R %N 1/.O$%第一作者&郑悦"女"105R 年1月出生"高级工程师%:F <,$&c ;#’7>!c *++^#E *^+’收稿日期&.//0H /O H ./""在多种钢结构节点连接形式中"高强螺栓连接因具有施工简单’耐疲劳’可拆换’能承受动力荷载等优点而成为应用最为广泛的连接方式之一%高强螺栓连接可分为摩擦型和承压型两种%S J6//1O T .//N(钢结构设计规范)*1+已经给出了摩擦型和承压型连接高强螺栓的抗剪承载力计算公式"并对其抗滑移系数和预拉力作了明确规定%对图1所示的两端承受轴心拉力的高强螺栓抗剪连接"当处在弹性工作阶段时"螺栓群沿外力作用方向受力不均匀"如图.所示"为沿螺栓群中心对称分布%连接两端的螺栓受力最大"各螺栓受力向中间依次逐渐减小"且连接长度愈大"不均匀受力的情况就愈甚%当进入塑性阶段"各螺栓受力逐渐趋向均匀%考虑到这种不均匀分布*.H N +"我国设计规范规定&在构件的节点处或拼接接头的一端当螺栓或铆钉沿受力方向的连接长度<1’164/时"应将螺栓或铆钉的承载力设计值乘以折减系数&&&d 1-1T <116/4/&/-O !1$式中&<1为从连接一端的第一个螺栓到最末一个螺栓的中心距离"当<1’5/4/时取折减系数为/-O #4/为螺栓孔直径%图1"高强螺栓受剪连接示意""但国外的一些规范"如英国钢桥规范!J !63//$*3+和国际标准化组织B 
２ １
科研开发
） 由公式 （ 可以看出 ， 疲劳裂纹的扩展速率与材 １ 料的应力强度因子有密切关系 。 应力强度因子可以 即缺口材料在缓慢加载 用来表征材料的裂 纹 韧 性 ， 及线弹性特性情况 下 承 受 荷 载 和 塑 性 变 形 的 能 力 ， 一般通 过 临 界 应 力 强 度 因 子 ＫＣ 来 描 述 。 一 般 来 说， 结构裂纹的韧性 ， 特别是钢材裂纹的韧性随温度 的增加而增加 ， 达到 破 坏 时 的 应 力 强 度 因 子 的 范 围 从而会增加裂纹的扩展速度 。 会增大 ， 影响疲劳裂纹扩展的另一个因素为应力集中。 承载结构部件中几何不连续性的影响会增加不连续 区附近的名义应力值 。 有应力集中现象的疲劳裂纹 ） 的扩展规律可用公式 （ 表示 ： ２ ｄ ａ ｎ Ｋｅ ＝ Ａ·（ Δ ｆ ｆ） ｄ Ｎ （ ） ２
０ 引 言 钢桥因其安装方便 、 材料的自身强度高 ， 是大跨 度桥梁设计采用的主要结构形式 。 钢构件之间的连 接一般分 为 工 厂 焊 接 和 施 工 现 场 螺 栓 连 接 两 种 方 式 。 由于焊接连接 受 焊 接 工 艺 和 施 工 环 境 的 限 制 ， 在施工现 场 采 用 此 方 式 时 很 难 保 证 施 工 质 量 。 因 此， 现场安装时构件 间 的 连 接 常 常 采 用 高 强 度 螺 栓 连接 。 由于桥梁 往 往 承 受 汽 车 等 反 复 的 荷 载 作 用 ， 最终会引起钢桥 的 疲 劳 破 坏 。 如 今 ， 针对焊接连接 的疲劳研究成果很 多 ， 但是对高强螺栓疲劳性能的 研究相对较少 ， 而螺 栓 连 接 结 构 同 样 也 存 在 疲 劳 问
（ ， ， ） Ｂ ｒ ｉ ｄ ｅＳ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅＲ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈＩ ｎ ｉ ｔ ｆＴ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ Ｄ ａ ｌ ｉ ａ ｎ１ １ ６ ０ ２ ３， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ｇ ｙｏ ｇ ｙ
摩擦型高强螺栓连接节点性能试验研究
以 承担 较 大 的弯 矩 ， 因此 在 单 独 采用 类 似设计 的 高
强螺栓 连接 时 ， 将节点 作 为铰 接处理 是 比较合 适 的。 ２ ３ 弯矩 传递 性能 分析 ． 单 纯 的 高 强 螺 栓 连 接 在 设 计 中往 往 被视 为 铰
栓处 的滑移不 是 同时发 生 的 。这 一 阶段 的滑移 量非 常小 ， 肉眼无 法观察 到 ， 映在 荷 载一变 形 曲线上则 反 为 荷 载的 多次 突 然下 降 后 又 迅 速 回升 ， 在这 一 阶段
以阻止 连接 构件之 间 的相互 滑移 以达 到 传递外 力的 目的 。、 安装 简 便以
及 在 动荷 载作 用 下不 易 松 动 等优 点 ， 因此 在桥 梁 以 及 工业 与民用 建筑 中得 到 了广泛应 用 。在 钢梁 与混
凝 土墙 连接 节 点 试验 研 究 的 基础 上 ， 其 中 ６个采 对 用摩 擦型 高强螺 栓 连接 的钢梁 和 连接板 连接节 点域
关 键 词 ： 摩擦型 高强螺栓 ； 节点 ； 弯矩传递； 试验研究
摩擦 型高 强螺 栓连 接是 钢结 构最 主要 的连接 方
法 之一 ， 其最 大的 特点 在 于 施 工 时 给螺 栓 杆施 加 了 很 大 的预拉 力 ， 使得 被 连 接 构 件 的接 触 面 之间 由于 挤压 作用 而 产生 很 大 的摩 擦 力 ， 用 这种 摩 擦 力可 利
蜀
上 ． １ 丝
图 １ 高 强 螺 栓 连 接 节 点 域 构 造 图
１ 钢 梁 （ １ ０ ５ ×７ ０ ；． 接 板 （Ｊ１ ２厚 １ ．Ｊ３ ４ ． ＨＷ ５ ｘ１ ０ ×１ ） ２ 连 Ｊ．／ ２ｍｍ Ｊ一／ ／
５厚 １ ，Ｊ６厚 １ ６ｍｍ Ｊ一 ０ｍｍ） ３ 封 口板 （ ９ Ｘ１ ５ ６ ；． 擦 型 ；． 一２ ０ ６ Ｘ １ ）４ 摩
浅谈高强度螺栓连接形式与施工要求
浅谈高强度螺栓连接形式与施工要求高强度螺栓连接具有受力性能好、耐疲劳、抗震性能好、连接刚度高、施工简便等优点，被广泛应用于建筑钢结构和桥梁钢结构现场拼装节点等重要连接中，成为钢结构安装的主要手段之一。
按受力状况主要分为摩擦型连接、承压型连接，其中摩擦型高强度螺栓是目前我国主要采用的连接形式。
本文结合现行相关规范和技术规程，对其进行分析比较。
一、受力性能摩擦型连接：连接接头处用高强度螺栓紧固，使连接板层夹紧，利用产生于连接板接触面间的较大摩擦力来传递外荷载。
板件不会发生相对滑移变形（螺杆和孔壁之间始终保持原有的空隙量），高强度螺栓在连接接头中不受剪，只受拉并由此给连接件之间施加接触压力，这种连接应力传递圆滑，接头刚性好（图1）。
承压型连接：当外力超过最大摩擦阻力时，接头发生明显的滑移，高强度螺栓杆与连接板孔壁接触并受力，这时外力靠连接接触面间的摩擦力、螺栓杆剪切及连接板孔壁承压三方共同传递。
该种连接承载力高，但连接变形大。
其工作性能与普通螺栓完全相同，只是由于螺杆预拉力的作用和高强度钢的应用使连接的性能优于普通螺栓连接（图2）。
（一）设计极限状态摩擦型连接：在荷载设计值下，连接件之间产生相对滑移，作为其承载力极限状态，即板件间的摩擦力刚要被克服的极限状态。
摩擦型连接绝对不允许连接件滑移，螺栓不承受剪力，一旦滑移，设计就认为达到破坏状态。
承压型高强螺栓连接设计本意是充分螺栓的承载能力，节约螺栓，所以《钢结构设计规范》（GB50017-2003）取消了"高强螺栓承压型连接关于摩擦面抗滑移系数的具体要求和承压型高强螺栓连接的高强螺栓的受剪承载力设计值不得大于按摩擦型连接计算的1.3 倍"之规定。
为统一标准，现行的《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》（GJG82-90）也应取消上述有关规定和"承压型连接在荷载标准值下，连接件间产生相对滑动，作为其正常使用极限状态。
"的规定。
摩擦型高强螺栓连接节点性能试验研究
摩擦型高强螺栓连接节点性能试验研究*王哲夫,李云涛(武汉理工大学)摘 要: 通过试验,对6个采用摩擦型高强螺栓连接的钢梁和连接板连接节点域在往复荷载作用下的承载力、破坏形态以及变形性能等进行了研究。
研究结果表明,摩擦型高强螺栓连接节点能够传递一定弯矩并具有较强变形能力,但其承载力较差,在设计中宜作为铰接节点处理。
另外螺栓规格及螺栓排列方式对节点性能也有较大影响。
关键词: 摩擦型高强螺栓; 节点; 弯矩传递; 试验研究 摩擦型高强螺栓连接是钢结构最主要的连接方法之一,其最大的特点在于施工时给螺栓杆施加了很大的预拉力,使得被连接构件的接触面之间由于挤压作用而产生很大的摩擦力,利用这种摩擦力可以阻止连接构件之间的相互滑移以达到传递外力的目的。
这种连接具有连接紧密、耐疲劳、安装简便以及在动荷载作用下不易松动等优点,因此在桥梁以及工业与民用建筑中得到了广泛应用。
在钢梁与混凝土墙连接节点试验研究的基础上,对其中6个采用摩擦型高强螺栓连接的钢梁和连接板连接节点域在往复荷载作用下的承载力、破坏形态以及变形性能等进行了试验研究。
1 试 验文中所研究的节点域取自钢梁与混凝土墙连接节点构件中的高强螺栓连接部分,节点域的简图如图1所示,图1中省去了混凝土墙,仅保留了钢梁、连接板以及固定连接板的封口板。
节点部分的钢材全部为Q235钢,螺栓采用10.9级摩擦型高强螺栓,螺栓孔直径取螺栓直径加1.5mm。
摩擦面用钢丝刷清除浮锈,抗滑移系数要求达到0.3以上。
M16、M20和M223种高强螺栓的施工预拉力分别为100kN、155kN和190kN。
试验以文献[1]为依据,采用拟静力加载方案对钢梁和混凝土墙连接节点进行了低周往复加载试验,加载装置如图2所示。
加载程序采用荷载-变形双控制的方法,在节点屈服前,采用荷载控制并分级加载,每级荷载取2kN,往复循环一周;当节点屈服后,采用变形控制,基准变形值取屈服时试件的最大位移值,此后以该位移值的倍数为级差进行加载控制,每级荷载往复循环两次。
摩擦型高强度螺栓抗剪连接实验
摩擦型高强度螺栓 抗剪连接实验实验名称：摩擦型高强度螺栓抗剪连接实验 实验日期：2015年12月5日 实验目的：① 了解摩擦型高强度螺栓抗滑移系数的计算方法；② 了解摩擦型高强度螺栓连接不同阶段的受力性能和破坏过程； ③ 掌握摩擦型高强度螺栓抗剪连接的承载力计算方法。
实验原理摩擦型高强螺栓连接是将高强度螺栓拧紧，使螺杆产生预拉力压紧构件接触面，靠接触面的摩擦力阻止其相对滑移，达到传力目的，并以板件间的摩擦力被外力克服作为极限状态。
因此，接触面抗滑移系数是重要的计算参数。
即NP μ=（其中N 为滑动外力，P 为螺栓预拉力）单个剪力螺栓的承载力计算： 受剪承载力：b f 0.9n v N Pμ=承压承载力：b c c tf d N ∑=b注：实验给定参考数f 2n =、实验器材实验器材统计表双摩擦面双栓拼接拉力试件155kN P =图1 双摩擦面双栓拼接拉力试件平面图图2 双摩擦面双栓拼接拉力试件图图3 拉力试件零件① 图4 拉力试件零件②注：拉力试件摩擦面采用抛丸、除锈处理 图中所示单位均为mm 实验过程及结果Step1 试件组装：将一片100×15×310钢板放置在最底层，将两片100×10×325放置在第二层，两块钢板间距为5mm,将一片100×15×310钢板放置在最顶层，竖直方向四块钢板螺栓孔径垂直。
Step2 螺栓初拧、终拧：设置扭矩扳手设置值为760N.M, 将螺栓套入，用手进行初拧，初拧完成后用设置好扭矩值的扭矩扳手进行终拧直到终拧完成。
Step3 试件加载：将组装好的构建安装在万能试验机上进行加载，观察螺栓滑移情况和粉笔线错动情况在电脑上观察曲线变化。
加载工况及结果记录 实验结果及思考1、 由实验过程求取摩擦系数；b f 0.9n v N Pμ=f 2n =μ= 0.500352、 由实验过程理解预拉力的加载原理；高强螺栓通过螺栓的抗剪能力和螺帽与母板之间的摩擦力来提供抗力，而摩擦力的大小与压力成正比，压力正是施加在高强螺栓上的预拉力，因此必须控制预拉力达到一定限值。
高强度螺栓连接摩擦面的抗滑移系数实验报告
检测单位：批准：审核：试验：
有限公司
高强度螺栓连接摩擦面的抗滑移系数试验报告
委托单位
报告编号
工程单位
喷砂车间
螺栓生产批号
建设单位
安徽宏宇铝业有限公司
拼接方式
双拼
螺栓规格、等级
M20X70/10.9S
代表数量（吨）
80
试件制作单位
杭州天乐钢构
见证人
摩擦面数
双面
送样日期
摩擦面处理工艺
试验日期
螺栓生产单位
报告日期
检测结果
试件编号
1
2
3
同批螺栓连接副预拉力平均值（kN）
159
159
159
滑移荷载（KN）
329.4
319.6
288.2
抗滑移系数
0.52
0.50
5
设计要求
≥0.4
试验结论
来样所检项目符合设计要求
执行标准
GB 50205-2001
备注:1、本结果仅指来样而言2、本报告无试验报告专用章无效3、未经批准不得部分复制本报告4、对本报告有异议，应于收到报告之日起十日内向本试验单位提出，逾期恕不受理
高强度螺栓摩擦连接中,螺栓的抗滑系数
高强度螺栓摩擦连接中,螺栓的抗滑系数摘要：1.高强度螺栓摩擦连接的概述2.螺栓的抗滑系数的概念和影响因素3.高强度螺栓摩擦连接中螺栓的抗滑系数的重要性4.如何提高高强度螺栓摩擦连接中螺栓的抗滑系数5.结论正文：一、高强度螺栓摩擦连接的概述高强度螺栓摩擦连接是一种常见的连接方式，其主要依赖于螺栓与螺母之间的摩擦力来传递荷载。
在实际应用中，高强度螺栓摩擦连接具有拆卸方便、承载能力强等优点，被广泛应用于各种钢结构的连接和固定。
二、螺栓的抗滑系数的概念和影响因素螺栓的抗滑系数是指在受到荷载作用下，螺栓在螺母下面产生的摩擦力与荷载之间的比值。
抗滑系数的大小直接影响到螺栓连接的稳定性和承载能力。
影响螺栓抗滑系数的因素主要有：螺栓的材料、表面处理方式、螺母的材料和表面处理方式等。
三、高强度螺栓摩擦连接中螺栓的抗滑系数的重要性在高强度螺栓摩擦连接中，螺栓的抗滑系数对于连接的稳定性和承载能力至关重要。
如果抗滑系数过低，会导致螺栓在受到荷载时产生滑动，从而降低连接的承载能力，甚至引发结构安全事故。
因此，合理选择螺栓和螺母的材料和表面处理方式，提高螺栓的抗滑系数，是确保高强度螺栓摩擦连接稳定性和承载能力的关键。
四、如何提高高强度螺栓摩擦连接中螺栓的抗滑系数为了提高高强度螺栓摩擦连接中螺栓的抗滑系数，可以从以下几个方面进行：1.选择合适的螺栓材料：高强度螺栓的材料应该具有高的抗拉强度、良好的韧性和耐腐蚀性能。
2.采用适当的表面处理方式：螺栓的表面处理方式会影响其抗滑系数。
常见的表面处理方式有热处理、电镀、涂层等。
应该根据实际应用环境选择合适的表面处理方式。
3.选择合适的螺母材料和表面处理方式：螺母的材料和表面处理方式也会影响螺栓的抗滑系数。
应该与螺栓的材料和表面处理方式相匹配，以提高抗滑系数。
4.控制螺栓的预紧力：预紧力是影响螺栓抗滑系数的重要因素。
合理的预紧力可以有效提高螺栓的抗滑系数，同时避免过度预紧导致螺栓疲劳损伤。
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引言
钢结构高强度螺栓连接是２０世纪５０年代末开始研究、７０年代投入使用并迅速发展起来的螺栓连接新形式，因其具有受力性能好、耐疲劳、抗震性能好、连接刚度高、
施工简便等优点，被广泛应用于国内外。
随着建筑钢结构工程产业化、标准化，采用高强度螺栓连接方式比现场焊接具有更好的综合经济性和合理性。
1
高强度摩擦型螺栓的起源与发展
自２０世纪６０年代在日本的实际工程中得到应用以来，高强度钢材钢结构已在国内外的多个建筑和桥梁结构工程中得到了广泛应用。
高强度钢材与普通钢材相比，在构件受力、建筑空间、结构安全性和耐久性以及环境可持续发展等方面具有显著优势。
高强度钢材的屈服强度和抗拉强度显著提高的同时带来了钢材塑性变形能力的劣化，使得高强度钢材的应用受到了一定的限制。
高强度螺栓连接在此阶段投入使用，并迅速发展成为螺栓连接的新形式。
2
高强度摩擦型螺栓连接性能及特点
高强螺栓不同于普通螺栓的连接，拧紧时螺杆中产生了很大的预拉力，而被连接板件间则产生很大的预压力。
连接受力后，由于接触面上产生的摩擦力能在相当大的荷载情况下阻止板件间的相对滑移，因而弹性工作阶段较长。
当外力超过了板间摩擦力后，板件间产生相对滑动。
高强度摩擦型螺栓连接接头通过高强度螺栓紧固，预拉力可以防止板与板之间错动，从而提高了连接构件的抗锈蚀能力，板件
不会发生相对滑移变形。
高强度螺栓在连接接头中不受剪，只受拉并由此给连接件之间施加接触压力，这种连接应力传递圆滑，接头刚性好。
3高强度摩擦型螺栓理论分析与数值模拟
３．１高强度摩擦型螺栓理论分析
高强度摩擦型螺栓理论分析的研究，主要集中在基于《钢结构设计规范》（ＧＢＪ１７—８８）（ＧＢ５００１７—２００３）等规范中进行讨论，主要涵盖了高强度摩擦型螺栓在抗拉、
抗压、抗剪以及不同力状态组合下的计算公式比较，其中抗拉、抗剪组合的计算理论在规范基础上进一步同实际相符合，也为后续实验测定抗滑移系数，预拉力设置提供了理论支持。
高强度摩擦型螺栓连接在荷载设计值下，连接件之间产生相对滑移，作为其承载力极限状态，即板件间的摩擦力刚要被克服的极限状态。
摩擦型连接绝对不允许连接件滑移，螺栓不承受剪力，一旦滑移，就认为设计达到破坏状态。
３．２高强度摩擦型螺栓数值模拟
基于有限元软件的建模，研究者对高强度摩擦
型螺栓的研究不再仅仅局限在依照规范基础上的单个螺栓下的实验分析，更多地结合实际工程对螺栓群组之间的力学性能进行分析。
现有研究当中，针对抗剪状态下螺栓周边应力分布规律，螺栓群组应力分布、传递规律，孔距、垫片等变化因素下高强度摩擦型螺栓的力学性分析问题有了初步的软件建模研究。
但软件参数设置因研究者而异，目前尚缺少针对软件参数不同下分析结果对比的研究，有待日后的进一步深入。
在软件模拟中单元性质的定义、网格的划分、材料参数的设置、接触面定义以及预拉力的施
高强度摩擦型螺栓连接性能研究综述
赵志鹏，武千翔，梁黄彬
（同济大学土木工程学院，上海
２０００９２）
摘
要：介绍高强度摩擦型螺栓基本概念、连接性能、特点以及起源、发展概况；系统阐述高强度摩擦型螺栓理
论分析、数值模拟及实验研究发展情况；重点介绍高强度摩擦型螺栓在土木工程领域的应用及相应研究，指出其在应用中的诸多优点及使用潜力。
关键词：高强度摩擦型连接螺栓中图分类号：ＴＵ５１１．３
文献标识码：Ａ
文章编号：1003-773X （2016）06-0113-02
收稿日期：２０１６－０４－２０
第一作者简介：赵志鹏（１９９４—），男，河北深州人，本科，毕业于同济大学土木工程专业，研究方向：结构减灾。
总第１５８期２０１６年第６期机械管理开发
ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴＡＮＤＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴＴｏｔａｌ１５８Ｎｏ．６，２０１６
ＤＯＩ：１０．１６５２５／ｊ．ｃｎｋｉ．ｃｎ１４－１１３４／ｔｈ．２０１６．０６．４４
专题与综述
加是软件模拟的难点和重点。
4高强度摩擦型螺栓连接的实验研究４．１高强度钢材螺栓连接抗剪性能实验
清华大学的石永久教授等人在这一方面进行了较多的研究，他们对高强度钢材螺栓抗剪连接性能的影响进行了深入试验。
针对１０ｍｍ、
１２ｍｍ厚的Ｑ４６０强度等级的高强度钢材进行螺栓抗剪连接实验，通过改变两个１０．９级Ｍ２７高强度螺栓的几何布置，研究不同端距、边距和螺栓间距情况下，得出高强度钢材的承压性能的变化情况。
由实验可以观察到螺栓抗剪连接的３种不同的破坏模式：端部撕裂、孔壁拉长和板净截面拉断。
实验结果表明端距、边距和螺栓间距等几何参数会很大程度影响钢板承压破坏模式。
随着边距和螺栓间距的减小，
破坏模式会从孔壁承压破坏逐渐过渡到净截面拉断。
这对研究螺栓抗剪连接构造限值有很大意义。
设计方法的计算结果普遍低于实验值，且对于孔壁承压破坏模式，安全系数较大；而当考虑螺栓孔变形限值时，实验结果都低于ＡＩＳＣ３６０－０５设计公式计算结果。
同时还将实验得到的极限承载力与欧洲和美国钢结构设计规范设计值进行比较。
结果发现，
现有规范并不能很好地预测高强度钢材螺栓抗剪连接的破坏模式和极限强度，建议更深入地进行参数分析以完善规范设计方法。
４．２高强度钢材螺栓连接抗滑移系数实验《钢结构工程施工质量验收规范》（ＧＢ５０２０５—
２００１）（以下简称为《规范》）作了严格的规定，并给出了详细的实验程序。
主要从试件的制作及要求，抽样数量和代表批量，试件形式及尺寸，制作流程，试件组装，实验设备，实验加载及测量方式，结果评定方式给出了具体要求，作为测定的依据。
４．３螺栓孔径与孔型对连接承载能力影响的实验中冶集团建筑研究总院的彭铁红等人对于这一
方面进行了大量的实验研究，通过实验来探求孔径和孔、
型对高强度螺栓预拉力损失大小以及抗滑移系数的变化，总结其对摩擦型连接抗剪承载能力的影响，并提出设计建议。
通过他们的实验，得出如下结论：
１）与标准孔试件相比，圆形螺栓孔径增大量为１．５～５．５ｍｍ，
对抗滑移系数的影响基本一致；槽型孔的应用使抗滑移系数降低比较明显，达到１３％。
２）实验中，槽型孔长度方向与荷载方向垂直或平行布置，对摩擦型高强度螺栓连接的抗滑移承载性能影响基本一致。
３）随着螺栓孔径的增大，抗滑移系数随之降低。
４）螺栓孔面积比与抗滑移系数比的线性回归函数表现在大圆孔或槽型孔对高强度螺栓摩擦型连接抗剪承载能力的影响，主要有高强度螺栓的预拉力损失量增大和接触面的抗滑移系数降低。
5
高强度摩擦型螺栓连接的工程应用
在ＧＢ５０２０２—２００２钢结构工程施工质量验收规范中，对于高强度摩擦型螺栓连接的摩擦面处理、螺栓对孔、接头组装、临时螺栓安装、高强螺栓安装、高强螺栓紧固，成品保护都做出了具体要求，工程技术人员应依照规范要求操作以满足高强度摩擦型螺栓连接的施工要求。
6结语
针对高强度摩擦型螺栓进行的诸多理论，数值及实验研究，主要仍为基础类的研究；利用数值模拟方法同实验相结合的方法尚存在缺点，例如对具体材料属性参数设置、边界条件设置等存在问题。
高强度摩擦型螺栓连接形式用于土木工程的前景与发展潜力巨大，有关高强度摩擦型螺栓连接中孔径、孔型、孔距、端距等影响因素对螺栓连接性能的影响有待进一步研究。
（编辑：赵婧）
Connection Performance of the Frictional High-strength Bolts
Zhao Zhipeng,Wu Qianxiang,Liang Huangbin
（Tongji University,Shanghai 200092）
Abstract:Ｈｉｇｈｓｔｒｅｎｇｔｈｆｒｉｃｔｉｏｎｔｙｐｅｂｏｌｔｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｂａｓｉｃｃｏｎｃｅｐｔ，ｏｒｉｇｉｎ，ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｖｅｒｖｉｅｗａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ；ｔｈｅｈｉｇｈｓｔｒｅｎｇｔｈｆｒｉｃｔｉｏｎｔｙｐｅｂｏｌｔｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓ，ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｅａｒｃｈｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓｉｔｕａｔｉｏｎａｒｅｉｎｄｉｃａｔｅｄ；ｔｈｉｓｐａｐｅｒｆｏｃｕｓｅｓｏｎｈｉｇｈｓｔｒｅｎｇｔｈｆｒｉｃｔｉｏｎｔｙｐｅｂｏｌｔａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎａｎｄｒｅｌｅｖａｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｃｉｖｉｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｐｏｉｎｔｓｏｕｔｉｔｓｕｓｅｉｎｍａｎｙｏｆｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｏｔｅｎｔｉａｌ．
Key words:ｆｒｉｃｔｉｏｎａｌｈｉｇｈ－ｓｔｒｅｎｇｔｈ；ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ；ｂｏｌｔ
第３１卷
机械管理开发
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