单选题
根据GB50205-2020和GB/T34478-2017标准进行抗滑移系数试验,试验测得滑移荷载为355kN,钢板材质Q345,使用10.9级M24高强螺栓设计预拉力值P=225kN,其滑动侧预拉力实测值为218kN和231kN,抗滑移系数试验结果数值为()。
A
A、0.394
B
B、0.39
C
C、0.395
D
D、0.40
答案解析
正确答案:D
解析:
根据《钢结构工程施工质量验收标准》GB 50205-2020 及《钢结构高强度螺栓连接技术规程》等相关规范,抗滑移系数 $\mu$ 的计算公式为:
$$ \mu = \frac{N_v}{n_f \cdot \sum P} $$
其中:
* $N_v$ 为滑移荷载(试验测得值),本题中 $N_v = 355 \text{ kN}$。
* $n_f$ 为传力摩擦面数目。对于双剪连接(通常抗滑移试件为双剪,即两个摩擦面),$n_f = 2$。**注意**:此处需结合题目语境判断。通常抗滑移系数试验试件由两块钢板通过螺栓连接,若为单剪则 $n_f=1$,若为双剪则 $n_f=2$。但在标准的抗滑移系数定义中,公式通常写作 $\mu = \frac{N}{n \cdot P}$,其中 $n$ 是摩擦面数量。对于常见的双面试件(两块板夹中间一块板,或两块板对接加盖板),我们需要确认摩擦面数。
* 然而,更通用的简化计算逻辑在单选题中往往考察的是核心参数的代入。让我们先看预拉力 $P$ 的取值。
* $\sum P$ 为高强度螺栓设计预拉力之和。根据规范,计算抗滑移系数时,预拉力 $P$ 应取**实测预拉力的平均值**与**设计预拉力**中的较小值?或者直接使用实测值?
* 根据 GB 50205-2020 附录B.0.5 条规定:抗滑移系数 $\mu$ 应按下式计算:
$$ \mu = \frac{F}{n_f \cdot P} $$
式中:
$F$ —— 滑移荷载(kN);
$n_f$ —— 传力摩擦面数目;
$P$ —— 高强度螺栓预拉力实测值(kN)。**注意:当实测预拉力值超过设计预拉力值的1.1倍时,取设计预拉力值的1.1倍;当实测预拉力值低于设计预拉力值的0.9倍时,取设计预拉力值的0.9倍?不,规范通常规定取实测平均值,但有上下限约束,或者直接取实测值进行计算,但在工程验收判定中,有时为了保守或统一标准,会涉及设计值。**
* 让我们仔细查阅 GB 50205-2020 的具体条文。
附录 B.0.5 公式:$\mu = \frac{N_v}{n_f \cdot P}$。
关于 $P$ 的取值:规范指出 $P$ 为高强度螺栓预拉力**实测值**。如果有多个螺栓,取平均值。
本题中有两个实测值:$218 \text{ kN}$ 和 $231 \text{ kN}$。
平均预拉力 $P_{avg} = \frac{218 + 231}{2} = 224.5 \text{ kN}$。
* 关于摩擦面数目 $n_f$:
标准的抗滑移试件通常是双摩擦面(double shear plane),即 $n_f = 2$?
如果 $n_f=2$,则 $\mu = \frac{355}{2 \times 224.5} = \frac{355}{449} \approx 0.79$。这与选项相差甚远。
如果试件是单摩擦面(single shear plane),即 $n_f = 1$?
则 $\mu = \frac{355}{1 \times 224.5} \approx 1.58$。这也与选项不符。
**重新审视题目和常见考点:**
很多此类考试题目的模型是基于**单个摩擦面**且**单颗螺栓**或者特定的测试配置。但更常见的情况是,题目中的“抗滑移系数”计算公式在某些旧规范或特定语境下,或者题目隐含了摩擦面数量。
让我们反推选项:
选项约为 0.40。
$0.40 \times P \times n_f = 355$
若 $P \approx 225$,则 $0.4 \times 225 \times n_f = 90 \times n_f = 355 \Rightarrow n_f \approx 3.9$。这不可能。
是不是公式理解有误?
有些情况下,抗滑移系数试验是针对**整个节点**,而公式中的 $n_f$ 是指**摩擦面总数**。
如果这是一道典型的**单剪**试验(1个摩擦面),且使用了**2颗**螺栓?
题目说“使用10.9级M24高强螺栓...其滑动侧预拉力实测值为218kN和231kN”。这暗示有**2颗**螺栓参与了测试(或者测了两个点的预拉力)。
假设试件中有 **2颗** 螺栓,且为 **单摩擦面** ($n_f=1$ per bolt? No, $n_f$ is total friction planes involved in the slip force calculation relative to the bolt count).
标准公式:$\mu = \frac{N_v}{n \cdot \sum P_i}$ ?
不,GB 50205 公式是 $\mu = \frac{N_v}{n_f \cdot P}$,这里的 $P$ 如果是单颗螺栓的预拉力,那么 $n_f$ 应该是**摩擦面数量乘以螺栓数量**吗?
让我们看 GB 50205-2020 附录B 的图示和说明。
试件通常由两块钢板拼接,中间加盖板,或者两块钢板直接拼接。
如果是双剪试件(两块盖板夹一块主板,或反之),每个螺栓穿过2个摩擦面。
如果是单剪试件(两块板搭接),每个螺栓穿过1个摩擦面。
关键在于分母是什么。
分母 = 摩擦面总数 $\times$ 单个螺栓的平均预拉力?
或者 分母 = 螺栓数量 $\times$ 每个螺栓的摩擦面数 $\times$ 预拉力?
让我们尝试最常见的考试陷阱:**是否只考虑了一颗螺栓?** 或者 **摩擦面数是2?**
如果 $n_f$ (总摩擦面数) = 2 (双剪,1颗螺栓),$P = 224.5$。
$\mu = 355 / (2 \times 224.5) = 0.79$。
如果 $n_f$ (总摩擦面数) = 1 (单剪,1颗螺栓),$P = 224.5$。
$\mu = 355 / 224.5 = 1.58$。
这说明我的 $N_v$ 或者 $P$ 的理解可能与题目预设不同。
**另一种可能性:题目中的滑移荷载 $355 \text{ kN}$ 是针对多颗螺栓的总和,而预拉力也是总和?**
题目给出两个预拉力值:218 和 231。这通常意味着试件上有**两颗**螺栓。
假设试件是**双摩擦面**(例如标准的双剪试件,虽然少见用于抗滑移系数测定,抗滑移通常用单剪或双板对接加双侧盖板即4个面?不,标准试件是两块板对接,两侧加盖板,这样每个螺栓有2个摩擦面。或者两块板搭接,1个摩擦面)。
根据 JGJ 82 或 GB 50205,抗滑移系数试件通常为**双摩擦面**(两块钢板中间夹一层,或者两侧加盖板)。
如果是**两侧加盖板**的典型试件:
螺栓数量 $m = 2$ 颗。
每个螺栓有 $2$ 个摩擦面。
总摩擦面数 $n_{total} = 2 \times 2 = 4$?
或者公式中的 $n_f$ 指的是**单个螺栓对应的摩擦面数**,而分母是 $n_f \times \sum P$?
让我们参考经典例题的逻辑:
通常抗滑移系数 $\mu$ 在 0.3 ~ 0.55 之间。
计算结果要在 0.40 左右。
试算:
$355 / X = 0.40 \Rightarrow X = 887.5$。
如果分母是 $n \cdot P_{sum}$:
$P_{sum} = 218 + 231 = 449 \text{ kN}$。
$887.5 / 449 \approx 1.97 \approx 2$。
这意味着:**分母 = 2 $\times$ (所有螺栓预拉力之和)**。
或者说:**$\mu = \frac{N_v}{2 \cdot \sum P_i}$**。
这里的系数 "2" 代表什么?
代表**摩擦面数量 $n_f = 2$**。
这说明该试验试件是一个**双摩擦面**的构造(例如:中间一块板,两边各一块盖板,螺栓穿过三层板,形成2个摩擦面)。
并且,试件中参与受力的螺栓总预拉力为 $\sum P_i = 218 + 231 = 449 \text{ kN}$。
根据 GB 50205-2020 附录 B.0.5:
$$ \mu = \frac{N_v}{n_f \cdot \sum P} $$
注:有些版本规范公式写为 $\mu = \frac{N_v}{n_f \cdot m \cdot P}$,其中 $m$ 是螺栓数,$P$ 是单颗预拉力。本质一样,$\sum P = m \cdot P$。
在此题中:
1. **确定预拉力总和 $\sum P$**:
题目给出了两个实测值,说明有2颗螺栓。
$\sum P = 218 + 231 = 449 \text{ kN}$。
*(注:也有观点认为应取平均值后乘以螺栓数,结果一样。也有观点认为若实测值与设计值偏差大需修正,但 218~231 均在 225 附近,且规范主要要求取实测值计算)*。
2. **确定摩擦面数 $n_f$**:
由于计算结果需要匹配选项(约0.4),且 $355 / 449 \approx 0.79$,这对应 $n_f=1$ 的情况(单摩擦面)。但选项没有 0.79。
如果 $n_f=2$,则 $\mu = 355 / (2 \times 449) = 355 / 898 \approx 0.3953$。
3. **数值修约**:
计算结果 $\mu \approx 0.3953$。
根据规范或有效数字规则,抗滑移系数通常保留两位小数。
$0.3953$ 保留两位小数,第三位是5,进位?
按照“四舍六入五成双”或常规“四舍五入”:
- 若四舍五入:0.395 -> 0.40。
- 若直接截断:0.39。
…(已截断)
题目纠错
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