［文章编号］1002 -8528 ( 2012 ) 09 -0025 -04
宋明志 1
，王
下颌角肥大矫正术
勇2 ( 1 ．淮海工学院土木工程学院，江苏 连云港 222005 ; 2 ．国家网架及钢结构产品质量监督检验中心，江苏 徐州 221006
) ［摘 要］ 抗滑移荷载是检验抗滑移系数的重要参数，按现行规范对高强度螺栓连接件滑移荷载判定的某些判据，受 试 验假象影响，得到的滑移荷载可能不准确。 文中通过自行设计检验装置，对连接件滑移阶段的工作性能展开研究，研 究 结 果 表明: 试验机回针不能反映滑移的整个工作性能，试件滑移先于试验机回针。 因 此，将部件间的滑移量作为判断滑移荷载更 为合理。 ［关键词］ 摩擦型高强螺栓; 滑移阶段; 工作性能 ［中图分类号］ T U391 ; TU758. 11 ［文献标识码］ A
Study on the W or k i n g Performance
of F r i c t i o n -Ty p e d H i g h -St re n g t h Bo l t Connectors in S li d i n g St age
SONG M i ng-z h i 1
，WANG Yong 2
( 1 ．Co ll e g e of C i v il Eng i n eer i ng ，Hua i ha i I n s t i t u te of Tec hn o l o g y ，L i an y ungang 222005 ，J i ang s u ，
C h i na ; 2 ．Na t i o na l Space F r am e and Stee l Structure s Q ua li ty S u perv i s i o n and I n s pect i o n Ce n ter ，Xu z h o u 221006 ，J i ang s u ，C h i na )
［Ab s tr ac t ］ S li p l oa d i s an i mp o rta n t pa ramete r to te st the a n t i -s li p coeff i c i e n t ． I t may not be accura te due to fa l se appearance i n accordance to the c r i te r i o n of h i g h -stre n gt h b o l t co nn ecto rs ． W or k i n g p erfo rman ce of a n t i -s li p conn ectors in s li d i n g sta ge was st ud i e d by se l f -d e s i g n e d c h e c k i n g d ev i ce in t h i s p a p e r ． The re s u l ts show that p o i n ter re tu rn co u l d no t ref l e ct the w h o l e s li pp i n g performance f or p o i n ter retu rn i s preceded by s li p ． T h e refo re ，i t i s more rea so n a b l e j ud g i n g
the s li p l o a d by co nnec to rs s li d ．
［K e yw o r d s ］ fr i ct i o n -ty p e d h i g h -stre n gt h b o l t ; s li d i n g sta ge ; wo r k i n g performance
( 2 ) 试件侧面画线发生错动; ( 3 ) X-Y 记录仪上曲线发生突变; ( 4 ) 试件突然发生“嘣”的响声。 但在实际的操作中，经常出现夹头打滑、试件的 轴线与试验机中心不严格对中等诸多不利因素造成 滑移假象，依据上述判定，得不到准确的滑移荷载， 不能准确反映摩擦面的实际质量。 因此，本文对此 展开相关研究，基于试件滑移阶段的工作性能，到 真正的滑移荷载，寻合理的判据。 1 引言
摩擦型高强度螺栓连接是工程中较为重要的连 接方式，它是将高强度螺栓拧紧，使螺杆产生预拉力 压紧构件接触面，靠接触面的摩擦力来阻止其相对 的滑移，达到传力的目的，并以板件间的摩擦力被外
力克服作 为 极 限 状 态［1 ，2］
。 因 此，接触面的抗滑移
系数是一个重要的检验参数，对保证钢结构连接的
可靠性有着重要意义。 文献［3］
、［4］对高强度螺栓 连接摩擦面的抗滑移系数检验都做出相应的规定， 其中规定，在试验机中发生以下情况之一时，所对应 的荷载可定为试件的滑移荷载:
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( 1 ) 试验机发生回针现象; 试验设计
2 试验参数
判据“X-Y 记录仪上曲线发生突变 ”中 的 位 移 量通常为试验机的行程量，并非构件摩擦面的相对 滑移量。 因此，准确判断滑移的发生，构件的相对滑 移量参数尤为重要。 为准确测定滑移荷载，故压力
2. 1 ［收稿日期］ 2012 -02 -22
［基金项目］ 徐州科技发展基金项目( X J 08089 )
［作者简介］ 宋明志( 1977 -) ，男，硕士，讲师
［］ so n g m i n gz h i 77 @ 126 ． com
(2 )油压传感器的安装固定
数字信号也是一个重要的参数。油压传感器的安
装固定，这里采用一个三通进行连接，将其安装在试
验机油缸的底部进油口位置上，如图 4 所示。
2. 2 测试功能设计
根据研究要求，研究组设计了滑移阶段试验测
试系统的系统功能，如图 1 所示。系统采用了油压
传感器和位移传感器作为系统的输入，采用变送器
转换后送入数据采集卡，由计算机上编制的试验软
件进行数据的采集和记录。
图4 油压传感器的安装
2. 4 软件设计
为能实时采集信号数据，采用V i s u a l C ++ 6. 0 ，
对数据采集及储存软件的设计，数据储存采用exce l
格式，并采用曲线智能显示技术，能够显示试验装置
各个传感器的实时数据，工作界面如图 5 所示。
图1 滑移阶段试验测试系统
2. 3 传感器安装与固定设计
(1 )位移传感器的安装与固定检测栓接板芯
板和盖板间的位移，首先要在芯板和侧板上选取固
定位移传感器的位置和选取传感器检测头连接的位
置。试验中，试验机的夹头会夹住栓接板的芯板露
出部分的大部分区域，只会留下约4 ～5 cm 的空间
能够安装传感器，空间非常狭小。因此这里拟采用
侧面安装传感器的解决方案，如图 2 所示。整个固
定装置分为三个部分：上、下芯板传感器固定架，如
图3 a，侧板连接架如图3 b。上下固定架起到固定传
感器在芯板上的作用，侧板连接架起到连接上下位
移传感器的作用。
图5 滑移试验系统软件界面
设备制作、安装
按照设计的要求，课题组购买了相应的位移传
2. 5青铜工艺
感器、油压传感器、数据采集卡、电子元件，对采集电
路进行制作，加工滑移量检测用的传感器安装架、连
接架，将传感器进行安装，如图6 所示。
图2 栓接板的结构
图6 试验装置部件
3 滑移阶段试验
3. 1 试验准备
在前述设计下，采用100 吨万能液压试验机，采图3 组件的3 D模型
用满足文献［3］要求的抗滑移试件，表面处理方式
为钢丝刷清除浮绣，试件尺寸如表 1 示。为保证数
据有较高可信度，取六组试件进行试验。螺栓采用
常用的M20 ，安装好的滑移量检测装置如图7 。
显，这样的曲线更有利于检测人员进行滑移判断。
表1 试件尺寸(mm )
性能等级公称直径孔径芯板厚度盖板厚度板宽端距间距
10. 9 M20 22 18 10 100 44 66
图7 试件及试验装置的安装
为更好的掌握不同油路控制下的试件滑移阶段
工作性能，试验中采用了开环控制( 三套试件)和闭
环控制(三套试件)两种方式。
图9 闭环控制下的荷载—时间曲线
利用开环控制，采用自行设计的试验装置对一
组试件进行试验，试验数据采集结果如图10 中的荷
载—时间曲线和位移—时间曲线所示。
3. 2 试验结果与分析
在开环控制下得到其中一组抗滑移试件的荷
载—时间曲线，如图8 所示。
图8 开环控制下荷载—时间曲线
从图8 曲线可以明显得到，约在55 s的位置上
力值发生了明显的下降，随后又立刻上升的现象，这
就是在抗滑移试验中常见的回针现象，回针幅度超
过50 kN，从此种现象就可以判断试件已经滑移，并
且判定滑移荷载应该是在荷载值下降的拐点处。
在闭环恒加载控制下，得到其中一组抗滑移试
件的荷载—时间曲线，如图9 所示。图9 a 是整条试
验曲线；图9 b 是试验曲线滑移区域的局部曲线。可
以得到，闭环控制下的回针时间比较短，与图8 相比
数据变化更为平和，回针幅度为30 kN 左右。因此
开环控制下滑移处的拐点比闭环控制下的更加明
图10 抗滑移试验荷载、位移—时间曲线图
从图10 这组曲线可以得到:
( 1 ) 两条位移曲线中上曲线变化较下曲线剧
烈，说明滑移发生在上夹头侧。
( 2 ) 在约35 s前，荷载值基本上为线性增加趋
势，位移曲线为水平直线段，这说明试件没有滑移迹象，文中这个阶段称为稳定区；在约35 ～62 s 之间力值增加后出现急剧下降，而试件位移曲线则一直处于下降状态，说明试件已经滑移，此阶段称为滑移区；在约62 s 后，荷载曲线继续上升，位移曲线又成为水平状态，说明滑移后螺栓和孔壁顶紧，无法产生滑移，此阶段称为后稳定区，显然这个阶段螺栓参与抗剪，试件已经失效。
( 3 ) 在滑移区，位移曲线有一转折点，此转折点对应的荷载曲线中的回针点。
在转折点前，荷载持续增加，相对位移也逐渐增大，这说明滑移先于荷载回针点，这时相应的芯板和其两侧的盖板表面发生了滑移现象，虽有滑动，但是摩擦力仍然能够抵抗试件拉力；在转折点后，荷载下降，相对位移仍在继续加大，这说明摩擦力完全被克服。因此，滑移先于试验机指针回针。
( 4 ) 初始滑移点对应的荷载约240 kN，回针点对应的荷载约265 kN，回针点数值比实际初始滑移对应荷载大10 %左右。性能研究可以得到以下结论:
( 1 ) 抗滑移试件整个试验过程，其部件间滑移工作性能可以分为三个工作阶段，即稳定、滑移和后稳定阶段。
分压器( 2 ) 通过对滑移阶段的分析，试件的滑移先于试验机的回针，回针点对应的荷载比初始滑移点对应的荷载高出10 % 左右。
( 3 ) 由试验机指针回针的判据判断滑移荷载不能准确反映滑移的工作性能，同时抗滑移试验中由于夹头滑动干扰因素影响，单靠指针回针或者“蹦” 响判定滑移荷载不科学，试验过程中只有部件间相对滑移量是不受这些因素影响，因此，准确判断滑移的发生，检测滑移量的变化最为合理。
［参考文献］科学启示录
［1 ］宋明志，张树勋，等．摩擦型高强度螺栓预拉力控制及连接面抗滑移系数试验研究［J］．四川建筑科学研究，2011 ，37
( 2 ) : 42 ～45 ．
宋明志，徐觉慧，吕恒林，王勇．摩擦型高强度螺栓连接件抗
滑移系数试验研究［J］．工业建筑，2009 ，39 ( 12 ) : 102 ～
104 ．
J G J82 -91 ，钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程
［S］．
G B J50205 -2001 ，钢结构工程施工及验收规范［S］．
［2 ］
［3 ］
4 结论
通过对摩擦型高强度螺栓连接件滑移阶段工作［4 ］
( 上接第50 页)
( 2 ) 基坑平面尺寸越大，抵抗变形能力越小，其稳定性越低，产生的水平位移越大，坑底隆起变形也越大。同时，受到的土压力反而偏小;
( 3 ) 基坑距桩区越近，基坑水平位移和坑底隆起变形越大，受到的土压力也越大，反之亦然。可见，做好沉桩施工场地附近基坑工程的监测工作是非常重要的，也是非常必要的。
m o d i f i e d Cam c l ay I:T h eo ret i c a l a n a l ys i s［J］． G e otec hn i qu e，
2001 ，51 ( 4 ) :323 ～334 ．
S hu il o n g S h e n，J i e H a n． E va l u at i o n of a d i k e dam age d by p il e
d r i v i n g i n soft c l ay［J］．J o u r n a l of Performanc
e o
f Co n st r u cte d
F ac ili t i es，2005 ，(11 ) ．
徐建平，周健，许朝阳，等．沉桩挤土效应的模型试验研究
［J］．岩土力学，2000 ，21 ( 3 ) :235 ～238 ．
孙厚超，李富荣，张艳梅，胡艳丽．软土地区桩挤土效应模
型试验研究［J］．建筑技术，2012 ，43 ( 1 ) :71 ～73 ．
丁佩民，肖志斌，施健勇．松砂中大型静压沉桩模型试验研究
桩基挤土加密效应［J］．工业建筑，2003 ，33 ( 3 ) :45 ～48 ．
周火垚，施建勇．饱和软黏土中足尺静压桩挤土效应试验研
究［J］．岩土力学，2009 ，30 ( 11 ) : 3291 ～3296 ．
张述涛，李镜培，李雨浓．成层地基中静压桩挤土效应模型试
验研究［J］．地下空间与工程学报，2009，5(增2):1557 ～1561．詹
乐，李镜培，饶平平．坡顶邻近处桩对边坡的挤土效应模型
试验研究［J］．岩土工程学报，2010 ，32 ( 增2 ) :150 ～153 ．
金国龙，王勇，顾开云．人工挖孔桩施工对紧邻基坑围护结
构的影响［J］．上海交通大学学报，2012 ，46 ( 1 ) :84 ～88 ．
徐前卫，马险峰，朱合华，丁文其．软土地基超深基坑开挖的
离心模型试验研究［J］．土木工程学报，2009 ，42 ( 12 ) : 154 ～
161 ．
［5 ］
［6 ］
［7 ］
［8 ］
［参考文献］
［9 ］［1 ］刘国彬，侯学渊，黄院雄．基坑工程发展的现状与趋势［J］．
地下空间，1998 ，18 ( 5 ) :400 ～405 ．
SA LGAD O R，M I TC H EL L J K，J AM I O L K O W S K I M ．C av i t y e x p a n s i o n an d p e n et rat i o n re s i st a n c e in sa nd ［J］．J o u r n a l of
G eotec hn i c a l and G e oe n v i ro nm e n t a l En g i n e e r i n g，1997 ，123
(4 ) :344 ～354 ．
SA GA SETA C，W H I TT L E J．Pre d i ct i o n of ground m o ve m e n t s due to p il e-d r i v i n g in c l ay［J］．J o u r n a l of G eotec h n i c a l a nd G eoe n v i ro nm e n t a l En g i n ee r i n g，2001 ，127 ( 1 ) :55 ～66 ．
Cao LF，The C I，C h a n g MF． U nd ra i n e d c av i t y e x p a n s i o n i n ［10］
［2 ］
［11］
［12］［3 ］
［13］［4 ］
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