朱立

【摘 要】在鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，節(jié)點(diǎn)是保證鋼結(jié)構(gòu)安全的重要環(huán)節(jié)，而高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接是鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)連接的重要形式，其具有連接緊密、受力性能穩(wěn)定、耐疲勞、可拆換、安裝簡(jiǎn)單以及承受動(dòng)力荷載時(shí)不易松動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼在工程中的推廣和應(yīng)用，對(duì)連接的設(shè)計(jì)和應(yīng)用提出了新的要求，需要發(fā)展新的計(jì)算理論和方法，而抗滑移系數(shù)作為計(jì)算承載力最基本的參數(shù)，它的取值是否合適直接影響計(jì)算結(jié)果的精確程度。本文通過(guò)調(diào)研相關(guān)文獻(xiàn)的最新研究成果探討了高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼抗滑移系數(shù)的取值，為土木工程專(zhuān)業(yè)鋼結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)和鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供一些參考。

【關(guān)鍵詞】高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼;摩擦型連接;抗滑移系數(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)： TU391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）08-0164-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.08.071

【Abstract】In the design of steel structure， joint is an important link to ensure the safety of steel structure， and high-strength bolt friction connection is an important form of joint connection of steel structure. It has the advantages of tight connection， stable mechanical performance， fatigue resistance， removable， simple installation and not easy to loosen under dynamic load. The popularization and application of high strength structural steel in engineering put forward new requirements for the design and application of connections. New calculation theories and methods need to be developed. As the most basic parameter for calculating bearing capacity， the value of anti-slip coefficient directly affects the accuracy of calculation results. In this paper， the value of anti-slip coefficient of high strength structural steel is discussed by investigating the latest research results of relevant literature， which can provide some references for the teaching of steel structure course and steel structure design of civil engineering specialty.

【Key words】High Strength Structural Steel; Friction Connections; Anti-slip coefficient

0 引言

隨著建筑理念、結(jié)構(gòu)計(jì)算方法以及施工安裝技術(shù)的發(fā)展，高層、超高層以及大跨建筑鋼結(jié)構(gòu)日益增多，對(duì)建筑鋼材的質(zhì)量和性能提出了更加嚴(yán)格的要求。新型高效、節(jié)能環(huán)保的高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼得到了大力發(fā)展，并在國(guó)內(nèi)外建筑和橋梁等工程中得到了應(yīng)用。高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的應(yīng)用，可以有效減小構(gòu)件的截面尺寸和結(jié)構(gòu)自重，減小構(gòu)件的最大板厚，同時(shí)還能降低焊接填充量，改善焊縫質(zhì)量，使節(jié)點(diǎn)連接構(gòu)造更加合理，還能改善結(jié)構(gòu)的安全性。GB 50017-2017《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中已收錄Q460等級(jí)的高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼，并指出Q460鋼材摩擦面的抗滑移系數(shù)取與Q420鋼相同的0.45。更高等級(jí)的高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼以及不同強(qiáng)度等級(jí)鋼材之間的抗滑移系數(shù)的取值在相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)中并未提及，有學(xué)者已開(kāi)展了研究并得到了可供參考的結(jié)果。

1 高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼抗滑移系數(shù)

高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接是通過(guò)被連接構(gòu)件接觸面之間的摩擦阻力來(lái)實(shí)現(xiàn)剪力的傳遞，以滑移作為承載力極限狀態(tài)。而抗滑移系數(shù)作為計(jì)算承載力最基本的參數(shù)，它的取值是否合適直接影響計(jì)算結(jié)果的精確程度。李友志等[1]針對(duì)鋼板材質(zhì)為Q460，Q550，Q690的高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼和Q345普通鋼、摩擦面經(jīng)過(guò)拋丸除銹和噴硬質(zhì)石英砂處理的試件進(jìn)行了高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明：三種高強(qiáng)度鋼材的抗滑移系數(shù)比較接近，與Q345普通鋼的抗滑移系數(shù)相比有所降低。分析其原因認(rèn)為，鋼材強(qiáng)度提高使鋼材表面硬度增加，導(dǎo)致摩擦面的粗糙度小于Q345鋼，因此抗滑移系數(shù)降低。

王彥博等[2]研究了Q550、Q690、Q890三種等級(jí)國(guó)產(chǎn)高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接拋丸和拋丸后生赤銹兩種表面的抗滑移性能，結(jié)果表明：對(duì)于拋丸表面，Q550鋼拋丸表面抗滑移系數(shù)與《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》Q(chēng)345普通鋼系數(shù)取值一致，可取0.50;而Q690和Q890鋼的抗滑移系數(shù)相對(duì)減小，可取0.45。對(duì)于拋丸后生赤銹表面，建議設(shè)計(jì)中不宜考慮生赤銹導(dǎo)致的抗滑移系數(shù)的增長(zhǎng)。

2 高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼與普通鋼混合連接抗滑移系數(shù)

高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼延性較普通鋼差，不宜應(yīng)用于抗震設(shè)計(jì)中會(huì)出現(xiàn)塑性鉸的高延性構(gòu)件;在抗震設(shè)防區(qū)建筑結(jié)構(gòu)中，高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼構(gòu)件宜與普通鋼混合使用以滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)抗震要求。王彥博等[3]研究了Q550、Q690、Q890三種等級(jí)國(guó)產(chǎn)高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼搭配Q235與Q345普通鋼混合連接拋丸表面的抗滑移系數(shù)，結(jié)果表明：混合連接拋丸表面抗滑移系數(shù)大于同等級(jí)高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼連接表面抗滑移系數(shù)。設(shè)計(jì)中，建議其取值與同等級(jí)高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼連接表面抗滑移系數(shù)保持一致：Q550的混合連接抗滑移系數(shù)取0.50，Q690與Q890混合連接抗滑移系數(shù)可取0.45。摩擦面相對(duì)變形能力受到材料本身塑性及不同材料塑性變形能力匹配度的共同影響，隨著鋼材等級(jí)的增加，拋丸表面粗糙度及鋼材變形能力的下降，導(dǎo)致更高等級(jí)高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼混合連接抗滑移系數(shù)的降低。

3 小結(jié)

隨著高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼在工程中的推廣和運(yùn)用，國(guó)內(nèi)外關(guān)于高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼方面的研究已經(jīng)展開(kāi)，這些最新的研究成果可以為高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的設(shè)計(jì)和應(yīng)用提供參考。針對(duì)高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接抗滑移系數(shù)來(lái)說(shuō)，最新的研究成果表明：高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的抗滑移系數(shù)比Q345普通鋼要低，Q550可取0.50，Q690和Q890可取0.45;而對(duì)于高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼與普通鋼混合連接抗滑移系數(shù)的取值與同等級(jí)高強(qiáng)鋼連接表面抗滑移系數(shù)保持一致，即Q550的混合連接抗滑移系數(shù)取0.50，Q690與Q890混合連接抗滑移系數(shù)可取0.45。

【參考文獻(xiàn)】

[1]李友志，季小蓮，吳耀華.高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)研究[J].建筑結(jié)構(gòu)，2015，45（21）：21-24.

[2]王彥博，陳坤，李國(guó)強(qiáng).超500MPa級(jí)高強(qiáng)鋼拋丸及拋丸后生赤銹表面抗滑移系數(shù)試驗(yàn)研究[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)，2018，39（07）：162-168.

[3]王彥博，陳坤，李國(guó)強(qiáng).高強(qiáng)鋼與普通鋼混合連接拋丸表面抗滑移系數(shù)試驗(yàn)研究[J].土木工程學(xué)報(bào)，2018，51（12）：21-27+89.