抗滑移系數(shù)試驗(yàn)
抗滑系數(shù)試驗(yàn)在金屬材料中是一項(xiàng)比較重要的性能試驗(yàn)項(xiàng)目。在高強(qiáng)度螺栓以及鋼結(jié)構(gòu)的相關(guān)測(cè)試之中進(jìn)行了廣泛的應(yīng)用。今天我們著重的談一下浸鍍鋅螺栓與抗滑移系數(shù)鏈接件的安全問(wèn)題展開(kāi)相應(yīng)的討論。
為了探究螺栓抗滑移系數(shù)。本次試驗(yàn)選用了4款不同廠商生產(chǎn)的高強(qiáng)度螺栓進(jìn)行試驗(yàn)。選用的材質(zhì)包括黑件螺栓、熱浸鍍鋅螺栓、機(jī)械鍍鋅螺栓。選定的螺栓強(qiáng)度等級(jí)是常見(jiàn)的8.8級(jí)與10,9級(jí)。
試驗(yàn)的測(cè)試材料分別是材質(zhì)為Q345的表面除銹鋼板，另一種是富鋅涂料處理清洗之外有進(jìn)行拋丸處理的鋼板。以及4家廠商生產(chǎn)的不同工藝的相關(guān)螺栓。
構(gòu)件抗滑移系數(shù)測(cè)試的試驗(yàn)方案，主要研究鋼板在不同螺栓防腐蝕條件和不同級(jí)別等條件下，構(gòu)件抗滑移系數(shù)的差異性。
本次抗滑移試驗(yàn)的方案為，具體的試驗(yàn)步驟如下：取不同鍍鋅處理的螺栓一測(cè)試扭矩系數(shù)一計(jì)算需要施加的扭矩一螺栓和鋼板裝配成測(cè)滑移系數(shù)的試件一測(cè)試試件發(fā)生滑移時(shí)的荷載一計(jì)算抗滑移系數(shù)。
由表2可知，廠家一、廠家三和廠家四黑件螺栓的扭矩系數(shù)均符合標(biāo)準(zhǔn)要求的0．11～0．15范圍，但是熱浸鍍鋅螺栓和機(jī)械鍍鋅螺栓的扭矩系數(shù)均遠(yuǎn)超過(guò)該范圍。
理論施加扭矩T的大小按照T—kDP計(jì)算，(式(1))。根據(jù)GB 502O5—2001，8．8S螺栓的預(yù)拉力標(biāo)準(zhǔn)值為150 kN，10.9s螺栓的預(yù)拉力標(biāo)準(zhǔn)值為210 kN 。抗滑移系數(shù)是根據(jù)試驗(yàn)所得的滑移荷載N 、螺栓預(yù)拉力P的實(shí)測(cè)值和摩擦面?zhèn)€數(shù)，按下式計(jì)算所得：
抗滑移系數(shù)測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表5。
由表5扭矩系數(shù)和施加扭矩?cái)?shù)據(jù)可見(jiàn)，根據(jù)螺栓種類不一樣，其扭矩系數(shù)差異很大，而根據(jù)扭矩系數(shù)計(jì)算的擰緊螺栓所需施加的扭矩差異也很大，如8．8S黑件螺栓需施加的扭矩為470 N •in，而8．8S熱浸鍍鋅螺栓和機(jī)械鍍鋅螺栓擰緊扭矩分別為1 450 N•ITI和1 030 N•ITt，較黑件螺栓高出很多。
相對(duì)應(yīng)的10．9S黑件螺栓擰緊扭矩為640 N •1TI，10．9s熱浸鍍鋅螺栓和機(jī)械鍍鋅螺栓擰緊扭矩分別為1 300 N•m和2 030 N •m。擰緊10．9S機(jī)械鍍鋅螺栓時(shí)，施加的扭矩過(guò)大，導(dǎo)致螺栓被擰斷，
根據(jù)構(gòu)件的滑移荷載，計(jì)算出構(gòu)件的抗滑移系數(shù)?？够葡禂?shù)呈現(xiàn)的規(guī)律如下：
1)相同防腐處理后的鋼板與不同螺栓組成構(gòu)件，其抗滑移系數(shù)均趨于一穩(wěn)定范圍，如熱浸鍍鋅鋼板與黑件螺栓、熱浸鍍鋅螺栓或機(jī)械鍍鋅螺栓組成構(gòu)件，抗滑移系數(shù)的范圍為0．17～0．23；而富鋅涂料處理的鋼板，采用上述3種螺栓緊固后，抗滑移系數(shù)為0．31～0．39。
2)鋼板的防腐處理方式不一樣，構(gòu)件的抗滑移系數(shù)差異很大。在相同緊固螺栓的連接下，富鋅涂料處理鋼板構(gòu)件的抗滑移系數(shù)較熱浸鍍鋅處理鋼板構(gòu)件的高。其原因是富鋅涂料處理后，鋼板表層含鋅層的顆粒粗大，而熱浸鍍鋅使鋼板表層含鋅層呈現(xiàn)連續(xù)分布的光滑層面，如圖6所示。
3)相同的防腐處理鋼板，采用不同的螺栓擰緊，測(cè)試出的抗滑移系數(shù)也存在差異。主要原因是，施加的扭矩值是按照螺栓扭矩系數(shù)的平均值計(jì)算所得的，而扭矩系數(shù)的離散性較大(即標(biāo)準(zhǔn)差比較大)，因此在同一個(gè)構(gòu)件中施加相同扭矩時(shí)每個(gè)螺栓所獲得的預(yù)拉力值差異也很大。這將會(huì)導(dǎo)致在同一構(gòu)件中有的螺栓過(guò)擰，有的螺栓欠擰。
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