单选题
根据GB50205-2020和GB/T34478-2017标准进行抗滑移系数试验,抗滑移系数设计规定值为0.40,钢板材质Q235,使用10.9级M20高强螺栓设计预拉力值P=155kN,滑移设计荷载值为()。
A
A、124kN
B
B、186kN
C
C、248kN
D
D、310kN
答案解析
正确答案:C
解析:
根据《钢结构工程施工质量验收标准》(GB 50205-2020)及《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》等相关规范,高强螺栓摩擦型连接抗滑移承载力的计算公式如下:
### 1. 确定计算公式
对于高强螺栓摩擦型连接,单个螺栓的抗滑移承载力设计值 $N_v^b$ 或试验中的滑移荷载值通常依据以下公式计算:
$$ N = n_f \cdot \mu \cdot P $$
其中:
* $N$:单个高强螺栓的抗滑移承载力(即滑移荷载值);
* $n_f$:传力摩擦面数目。在标准的抗滑移系数试件(双剪试件)中,通常有两个摩擦面,即 $n_f = 2$;
* $\mu$:抗滑移系数设计规定值,题目给定 $\mu = 0.40$;
* $P$:高强螺栓的设计预拉力值,题目给定 $P = 155 \text{ kN}$。
**注意**:在抗滑移系数试验中,试件通常由两块钢板拼接而成(双剪),中间通过螺栓连接。当施加拉力时,螺栓杆身受到剪切,但摩擦力作用在两个接触面上。因此,一个螺栓对应的总抗滑移力是两个摩擦面摩擦力之和。
### 2. 代入数据计算
将题目给定的数值代入公式:
$$ N = 2 \times 0.40 \times 155 \text{ kN} $$
逐步计算:
1. 计算单个摩擦面的摩擦力:$0.40 \times 155 \text{ kN} = 62 \text{ kN}$
2. 计算双摩擦面的总抗滑移力:$2 \times 62 \text{ kN} = 124 \text{ kN}$
**等等,这里需要仔细审视题目的语境和选项。**
让我们重新检查常见的考试陷阱或标准定义差异。
在 GB 50205 中,抗滑移系数试验的目的是测定 $\mu$。试验加载直至试件发生滑移。
对于**双剪**试件(最常见的一种),一个螺栓连接两个板缝,确实有2个摩擦面。
如果按上述计算 $N = 124 \text{ kN}$,对应选项 A。
但是,让我们看选项 C (248 kN) 是 124 kN 的两倍。这暗示可能涉及**螺栓数量**或者**试件结构**的理解不同。
通常抗滑移试件(如 GB/T 34478 或 GB 50205 附录 B 描述的试件):
* 如果是**单剪**试件(两块板搭接),$n_f = 1$。则 $N = 1 \times 0.40 \times 155 = 62 \text{ kN}$。无此选项。
* 如果是**双剪**试件(三块板,中间一块,两边各一块),$n_f = 2$。则单个螺栓承担的滑移荷载为 $124 \text{ kN}$。
然而,很多此类题目考察的是**整组试件**或特定构造下的总荷载,或者是对公式中 $n_f$ 的定义有不同理解。让我们再看一种可能性:
有些教材或旧规范语境下,或者特定的试件设计中,可能会使用**2个螺栓**进行试验?
如果试件中有 **2个** M20 螺栓,且为双剪结构:
总滑移荷载 = $2 \text{ (螺栓数)} \times 2 \text{ (摩擦面数)} \times 0.40 \times 155 = 248 \text{ kN}$。
**关键点分析:**
在标准的抗滑移系数试验试件制作中(参考 GB 50205-2020 附录 B),试件通常包含**两排**或**多个**螺栓吗?
实际上,标准试件(如附录B图B.0.1)通常展示的是**双摩擦面**试件。但是,为了测试的代表性,试件宽度方向往往布置**2个**螺栓(或者更多,视板宽而定,但常见简化模型或考试题常隐含螺栓数量)。
让我们反向推导选项:
* A: 124 kN = $1 \times 2 \times 0.4 \times 155$ (1个螺栓,双摩擦面)
* B: 186 kN = $1.5 \dots$ (不合理)
* C: 248 kN = $2 \times 2 \times 0.4 \times 155$ (2个螺栓,双摩擦面)
* D: 310 kN = $2.5 \dots$ 或 $1 \times 2 \times 0.4 \times 155 \times 2$? 不,$310 = 2 \times 155$,这是预拉力的2倍,与系数无关。
在工程实践和多数考试题库中,**抗滑移试件**通常指的是包含**2个螺栓**的标准试件(因为单个螺栓试件难以保证对中且不符合常规节点构造模拟)。GB 50205 附录 B 中的试件示意图虽然主要示意原理,但在实际检测操作和典型例题中,若未特别说明“单个螺栓”,通常默认试件包含**2个螺栓**(对称布置)。
因此,计算逻辑应为:
$$ F_{\text{slip}} = n_{\text{bolts}} \times n_f \times \mu \times P $$
假设标准试件含 2 个螺栓,双摩擦面 ($n_f=2$):
$$ F_{\text{slip}} = 2 \times 2 \times 0.40 \times 155 \text{ kN} $$
$$ F_{\text{slip}} = 4 \times 62 \text{ kN} $$
$$ F_{\text{slip}} = 248 \text{ kN} $$
这与选项 C 吻合。
### 结论
1. **参数确认**:
* 抗滑移系数 $\mu = 0.40$
* 预拉力 $P = 155 \text{ kN}$
* 摩擦面数 $n_f = 2$ (双剪试件)
* 螺栓数量 $n = 2$ (标准抗滑移试件通常采用双螺栓对称布置以消除偏心影响,符合常规检测试件规格)
2. **计算过程**:
$$ \text{滑移设计荷载} = n \times n_f \times \mu \times P $$
$$ = 2 \times 2 \times 0.40 \times 155 $$
$$ = 4 \times 62 $$
$$ = 248 \text{ kN} $$
故正确答案为 **C**。
题目纠错
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