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487kN,钢板材质Q345,使用10.9级M30高强螺栓设计预拉力值P=355kN,其滑动侧预拉力实测值为338kN和365kN,抗滑移系数试验结果数值为()。
A
A、0.343
B
B、0.34
C
C、0.346
D
D、0.35
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,抗滑移系数 $\mu$ 的计算公式如下:
$$ \mu = \frac{N_v}{n_f \cdot \sum P} $$
其中:
* $N_v$:由试验测得的滑移荷载(kN)。
* $n_f$:传力摩擦面数目。对于双剪连接(通常抗滑移系数试件为双剪,即两个摩擦面),$n_f = 2$。**注意**:在标准的抗滑移系数测试中,试件通常由两块盖板夹一块芯板组成,或者两块板对接加两块盖板,形成**两个**摩擦面共同承担剪力。因此,分母中的摩擦面数量 $n_f$ 取 2。
* $\sum P$:高强度螺栓预拉力之和(kN)。题目中给出了两个滑动侧的预拉力实测值,分别为 $P_1 = 338\text{kN}$ 和 $P_2 = 365\text{kN}$。这里的“滑动侧”指的是参与摩擦传力的螺栓所对应的预拉力。在一个典型的双摩擦面试验中,如果只涉及一个螺栓穿过两个摩擦面,那么总预拉力就是该螺栓的预拉力。但题目给出的是“滑动侧预拉力实测值”,且有两个数值,这通常对应于试件中**两个摩擦面**各自对应的螺栓预拉力实测值(或者更准确地说,是参与滑移的两个接触面所对应的螺栓紧固力)。在计算抗滑移系数时,$\sum P$ 应取所有参与摩擦面的螺栓预拉力实测值之和。
**步骤 1:确定参数**
* 滑移荷载 $N_v = 487 \text{ kN}$
* 摩擦面数量 $n_f = 2$ (标准试件为双摩擦面)
* 螺栓预拉力实测值之和 $\sum P = P_1 + P_2 = 338 + 365 = 703 \text{ kN}$
**步骤 2:代入公式计算**
$$ \mu = \frac{487}{2 \times \text{单个螺栓平均预拉力?}} \quad \text{或者} \quad \mu = \frac{N_v}{n_f \cdot P_{avg}}? $$
让我们重新审视规范公式的定义。
根据 GB 50205-2020 附录 B.0.5,抗滑移系数 $\mu$ 按下式计算:
$$ \mu = \frac{N_v}{n_f \cdot \sum P_i} $$
这里需要特别注意 $\sum P_i$ 的含义。
如果试件中有 $m$ 个螺栓,每个螺栓有 $n_f$ 个摩擦面?不,通常是 $n_f$ 是摩擦面数(对于双剪试件,$n_f=2$),而 $\sum P$ 是**所有**高强螺栓预拉力实测值的总和。
在这个特定的题目语境中,通常抗滑移系数试件使用**一个**或**多个**螺栓。
如果是**单螺栓**双摩擦面试件:
$n_f = 2$。
预拉力 $P$ 是该螺栓的预拉力。但题目给了两个值 "338kN 和 365kN"。这暗示可能试件中有**两个**螺栓?或者这是指双面摩擦对应的等效预拉力?
实际上,常见的抗滑移试件(如双盖板拼接)若使用**2个**螺栓,则:
$n_f = 2$ (每个螺栓处有2个摩擦面? 不,是整个截面的摩擦面数)。
让我们看标准定义:
$N_v$: 滑移荷载。
$n_f$: 传力摩擦面数目。对于双盖板接头,$n_f=2$。
$\sum P$: 高强度螺栓预拉力实测值之和。
如果试件使用了 **2颗** 螺栓(这是常见的配置,为了稳定性),那么:
$\sum P = 338 + 365 = 703 \text{ kN}$。
$n_f = 2$。
$$ \mu = \frac{487}{2 \times 703} ? \quad \text{不对,这样分母太大,结果会很小。} $$
让我们回顾公式的物理意义:
滑移荷载 $N_v$ 是由摩擦力抵抗的。
总摩擦力 $F = \mu \cdot (\text{总正压力})$。
总正压力 = (所有螺栓的预拉力之和) $\times$ (摩擦面数 / 螺栓数?)
不,正确的理解是:
对于双摩擦面($n_f=2$)的试件,如果有 $m$ 个螺栓,每个螺栓预拉力为 $P_i$。
总的夹紧力产生的摩擦力总和 = $\mu \cdot \sum (P_i \cdot n_{f,i})$?
规范公式通常为:
$$ \mu = \frac{N_v}{n_f \cdot \sum P} $$
其中 $\sum P$ 是**参与传力的所有螺栓**的预拉力之和。
$n_f$ 是**每个螺栓**处的摩擦面数?还是整个接头的摩擦面数?
在 GB 50205 中,$n_f$ 指的是**传力摩擦面数目**。对于双剪连接,$n_f=2$。
$\sum P$ 指的是**高强度螺栓预拉力实测值之和**。
如果试件只有 **1个** 螺栓,但题目给了两个预拉力值,这在物理上是不可能的(一个螺栓只有一个预拉力)。
因此,试件必然包含 **2个** 螺栓。
此时:
$\sum P = 338 + 365 = 703 \text{ kN}$。
$n_f = 2$ (双摩擦面)。
但是,公式中的分母应该是 $n_f \times \sum P$ 吗?
如果 $n_f=2$ 是指整个接头的摩擦面层数,而 $\sum P$ 是所有螺栓的力和。
让我们验证一下量纲和数值范围。
Q345钢材,10.9级螺栓,抗滑移系数通常在 0.3~0.55 之间。
尝试计算方案 A:
$$ \mu = \frac{N_v}{n_f \cdot \sum P} = \frac{487}{2 \cdot (338+365)} = \frac{487}{1406} \approx 0.346 $$
选项 C 是 0.346。
尝试计算方案 B:
有些解释认为 $n_f$ 是摩擦面数,而 $\sum P$ 是单个螺栓的平均预拉力乘以螺栓数?
或者,公式其实是 $\mu = \frac{N_v}{\sum (P_i \cdot n_f)}$?
如果每个螺栓都穿过 2 个摩擦面,那么总摩擦力 = $\mu \cdot (P_1 \cdot 2 + P_2 \cdot 2) = 2\mu(P_1+P_2)$。
所以 $N_v = 2\mu(P_1+P_2)$。
$\mu = \frac{N_v}{2(P_1+P_2)} = \frac{487}{2(703)} = 0.3463...$
修约后为 0.346。
但是,答案给的是 **D、0.35**。
这说明可能存在不同的取值逻辑或修约规则,或者我对 $n_f$ 或 $\sum P$ 的理解与出题人略有偏差。
让我们再仔细看一遍数据和选项。
A: 0.343
B: 0.34
C: 0.346
D: 0.35
如果计算结果是 0.3463,按照常规的四舍五入保留两位小数是 0.35。
按照保留三位有效数字是 0.346。
题目问的是“试验结果数值”,通常抗滑移系数报告保留**两位小数**(如 0.35, 0.40, 0.45 等档位)。
GB 50205-2020 规定,抗滑移系数最小值应符合设计要求。设计值通常也是两位小数(如 0.35, 0.40)。
如果计算值为 0.3463,修约到两位小数为 **0.35**。
让我们检查是否有其他计算方式导致直接得到 0.35。
假如只取平均预拉力 $P_{avg} = (338+365)/2 = 351.5$。
假如试件是单螺栓?不可能,两个预拉力值。
假如 $n_f$ 取值不同?
再看一种可能性:
是否 $\sum P$ 仅指单个螺栓的预拉力?
如果题目隐含这是两个独立的试验数据?不,“试验测得滑移荷载为487kN”是单次试验结果。
让我们确认修约规则。
根据 GB/T 8170 《数值修约规则与极限数值的表示和判定》。
0.3463 保留两位小数:
第三位是 6,进位。
0.34 + 0.01 = 0.35。
所以,计算出的原始值为 0.3463...
选项 C 是 0.346(保留了三位)。
选项 D 是 0.35(保留了两位)。
在工程验收和标准报告中,抗滑移系数通常保留**两位小数**。
例如,GB 50205 表格中给出的允许偏差或设计值多为 0.35, 0.40, 0.45, 0.50, 0.55。
因此,最终结果应按两位小数报出。
**计算过程总结:**
1. **识别公式**:$\mu = \frac{N_v}{n_f \cdot \sum P}$
2. **确定变量**:
* $N_v = 487 \text{ kN}$
* $n_f = 2$ (双摩擦面)
* $\sum P = 338 + 365 = 703 \text{ kN}$ (两颗螺栓的预拉力之和)
3. **计算**:
$$ \mu = \frac{487}{2 \times 703} = \frac{487}{1406} \approx 0.34637 $$
4. **修约**:
根据工程惯例及标准对系数的表述精度(通常为两位小数),将 0.34637 修约为 **0.35**。
**选项分析:**
* A (0.343): 错误。
* B (0.34): 错误,这是直接舍去而非四舍五入,或者计算错误。
* C (0.346): 这是保留三位小数的结果。虽然数值上更接近原始计算值,但在最终的试验结果报告中,通常遵循设计值的精度(两位小数)。此外,如果这是一道单选题,且D是标准答案,说明考察点包含了**数值修约**至标准报告精度。
* D (0.35): 正确。0.34637 四舍五入保留两位小数为 0.35。
**结论:**
计算值为 0.3463...,按规范要求保留两位小数,结果为 0.35。
答案:D
题目纠错
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