摩擦面的抗滑移系数试验

2、术语和高强度螺栓连接原理
a、术语
（1）摩擦面：高强度螺栓连接板层之间的接触面。 （ 2）预拉力（紧固轴力）：通过紧固高强度螺栓连接 副而在螺栓杆轴方向产生的，且符合连接设计所要求的拉 力。 （ 3）摩擦型连接：依靠高强度螺栓的紧固，在被连接 件间产生摩擦阻力以传递剪力而将构件、部件或板件连成 整体的连接方式。 （ 4）抗滑移系数：高强度螺栓连接摩擦面滑移时，滑 动外力与连接中法向压力（等同于螺栓预拉力）的比值。
1、认识高强度螺栓连接摩擦面
表1 试件板的宽度长度及钻孔直径/mm
螺栓直径d 螺孔直径 d0≈1.1d 板宽b L2 16 17.5 100 250 20 22 100 313 22 24 105 341 24 26 110 369 27 30 120 425 30 33 120 467
b、试件制作
摩擦面的抗滑移系数 试验
1、认识抗滑移系数的拼接试件
a、抗滑移系数拼接试件的形式和规格尺寸 抗滑移系数试验采用双摩擦面的二栓拼接的拉力试件:
试件钢板的厚度t1、t2根据钢结构工程中有代表性的板 材厚度来确定，同时应考虑在摩擦面滑移之前，试件钢板 的净截面始终处于弹性状态。b为板宽， L1 根据试验机夹 具的要求确定，一般在120～150mm之间。
摩擦面处理。为了保 证连接钢板接触面之 间在高强度螺栓预拉 力的作用下产生强大 的摩擦力，一般需对 接触面进行特殊处理， 使其表面清洁粗糙， 达到提高抗滑移系数 的目的。
1、认识高强度螺栓连接摩擦面
c、常见的摩擦面处理方法： （ 1 ）喷砂或喷丸处理。沙粒直径为 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、试验相关标准及试验方法
c、抗滑移系数计算：抗滑移系数，应根据试验所测得的滑 移载荷Nv和螺栓预拉力P的实测值，按下式计算：
式中 Nv——由试验测得的滑移载荷（kN）； nf ——摩擦面系数，取2； ——试件滑移一侧高强度螺栓预拉力实测值之和（kN）； m——试件一侧螺栓数量，取2。
5影响试验因素
表4 扭剪型高强螺栓紧固预拉力和标准偏差（kN） 螺栓直径（mm） 紧固预拉力的平均值P 标准偏差 σp 16 99～120 10.1 20 154～186 15.7 (22) 191～231 19.5 24 222～270 22.7
试验时将组装好的试件置于拉力机上，试件的轴线应与试验机夹具中心 严格对中。试验加载时，应先加10%的抗滑移设计载荷值，停1min后 再平稳加载，加载按3 ～5kN/s速度，直至滑动破坏发生，测得滑移载 荷Nv。试验过程中如有试验机发生回针现象、X-Y记录仪上变形曲线 发生突变、试件侧面的画线发生错动或试件突然发生“嘣”的响声发 生时，所对应的荷载即可作为试件的滑移荷载。
（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。
Hale Waihona Puke Baidu
1、认识高强度螺栓连接摩擦面
《钢结构设计规范》（GB 50017—2003）中对于不同钢 号的钢结构及不同处理方法的构件摩擦面规定了抗滑移系 数 μ值，它是钢结构设计的规定值，也是抗滑移试验时应 达到的目标值。
4、试验相关标准及试验方法
不进行实测时，扭剪型高强度螺栓的预拉力（紧固轴力）可按同批复验 预拉力的平均值取用。试件在其侧面画出直线用来观察滑移。
表3 螺栓预拉力值范围（kN） 螺栓规格（mm） 预拉力值 P 10.9S 8.8S M16 93～113 62～78 M20 M22 M24 M27 M30 142～177 175～215 206～250 265～324 325～390 100～120 125～150 140～170 185～225 230～275
2、术语和高强度螺栓连接原理
b、高强度螺栓连接原理
一般高强度螺栓连接都采用摩擦型连接，摩擦型高 强度螺栓连接的基本原理是靠高强度螺栓紧固产生的 强大夹紧力来夹紧板束，依靠板束间接触面产生的摩 擦力传递与螺杆轴垂直方向的应力。
摩擦连接的极限承载能力与板束之间的摩擦系数成 正比，因此板束之间的摩擦系数对连接承载能力有直 接影响。摩擦面抗滑移系数检验主要是检验经处理的 摩擦面的抗滑移系数是否能达到设计要求，若试验测 试值高于设计值，则摩擦面满足要求，若试验测试值 低于设计值，则摩擦面不满足要求，需经重新处理后 再检测，直到达到设计要求。
3、仪器设备
试验用到的主要仪器设备：拉力试验机、抗滑移系数检 测仪（及配套压力传感器）、扭剪型电动扳手和传感器数 字显示仪（扭矩型高强 螺栓连接摩擦面检测用）。辅助工 具：扭矩扳手、管钳。
3、仪器设备
压力传感器高度均为50mm。
表3 压力传感器的规格 类别 序号 1 120 17 16 2 180 22 20 3 220 24 22 4 260 26 24 5 330 29 27 6 400 32 30 限定力值（kN） 孔径（mm） 穿入螺栓规格（mm）
b、试验方法 （1）试件组装 将装有标定好的压力传感器的螺杆穿入试件螺栓孔，或者穿入同 一批经预拉力复验过的扭剪型高强度螺栓，按正确方向装入垫圈和螺 母。高强度螺栓的紧固分初拧和终拧两次进行，紧固时按其顺序并由 螺栓群中心向外进行施拧。初拧值应达到螺栓预拉力标准值得50%左 右，终拧后螺栓预拉力应符合下列规定。 对装有压力传感器或贴有电阻片的高强度螺栓，采用电阻应变仪 实测控制试件每个螺栓的预拉力值应在0.95P ～1.05P之间，P为高强度 螺栓的试件预拉力值。
钻孔。螺栓孔应采用钻孔成 型，孔径可参照表1取值。 可将拼接盖板和被连接板层 叠套钻，成型后螺栓应自由 穿入螺栓孔。孔边应无飞边 毛刺。钻孔一定要保证精度， 偏心会引起测试误差。4个 螺栓孔的圆心应在同一条直 线上，并通过板宽的中心轴 线。
参照表1和图1确 定试件钢板的尺 寸，切割成型后 应采用机械方法， 使板面平整，不 得翘曲变形，保 证摩擦面能紧密 贴合无缝隙。
设备要求：拉力试验机的误差在1%之内。压力传感器的误差应在2%以内。
4、试验相关标准及试验方法
a、试验相关标准 GB 50205-2001《钢结构工程施工质量验收规范》（附录B 紧固件连接工 程项目） GB 50017-2003《钢结构设计规范》（7.2条 紧固件连接） JGJ 82-2011《钢结构高强度螺栓连接技术规程》 TB 2137-1990《铁路桥栓接板面抗滑移系数试验方法》
a、摩擦面处理； b、钢板是否平整； c、钻孔是否同心同轴。
谢谢！