单选题
根据GB50205-2020对一检验批的3组试件进行抗滑移系数试验,使用10.9级M24高强螺栓设计预拉力值P=225kN。试件一、二、三,其滑移荷载对应为:370kN、370kN、355kN;其滑动侧螺栓预拉力实测值对应为:228kN和235kN、218kN和230kN、235kN和220kN。该批螺栓连接摩擦面的抗滑移系数值为()。如抗滑移系数设计值为0.40,并作判定。
A
A、0.39,不符合
B
B、0.40,符合
C
C、0.41,符合
D
D、0.40,不符合
答案解析
正确答案:A
解析:
根据《钢结构工程施工质量验收标准》GB 50205-2020 的相关规定,高强螺栓连接摩擦面抗滑移系数的计算及判定逻辑如下:
### 1. 抗滑移系数计算公式
根据规范附录B,单个试件的抗滑移系数 $\mu$ 按下式计算:
$$ \mu = \frac{N_v}{n_f \cdot \sum P} $$
其中:
* $N_v$:由试验测得的滑移荷载(kN);
* $n_f$:传力摩擦面数目(本题未特别说明,通常双剪连接为2个摩擦面,但需注意题目中给出的预拉力是“滑动侧螺栓”的实测值。在标准的抗滑移系数试验中,公式中的 $\sum P$ 指的是**参与受剪的螺栓预拉力之和**。对于常见的双摩擦面(双剪)试件,通常有2个或4个螺栓。根据题目给出的数据格式“228kN和235kN”,暗示每个试件在滑动侧主要关注的是受剪螺栓的预拉力。
* *关键点修正*:在GB 50205的标准试验方法中,抗滑移系数 $\mu = \frac{N_v}{n_f \cdot P_{avg}}$ 或者更准确地说是 $\mu = \frac{N_v}{\text{摩擦面数} \times \text{螺栓预拉力总和}}$。
* 让我们仔细审视常规考题逻辑:通常试件为双摩擦面($n_f=2$),且每个摩擦面对应一排螺栓。如果题目给出的是“滑动侧螺栓预拉力实测值”,我们需要确定参与计算的预拉力总和。
* 一般M24 10.9级螺栓用于抗滑移试验时,试件构造通常为双摩擦面,每侧2个螺栓或4个螺栓。但看数据:滑移荷载约370kN,预拉力单栓约220-230kN。
* 若按单栓计算:$370 / 225 \approx 1.6$,不合理。
* 若按双栓计算(即 $\sum P$ 为两个螺栓预拉力之和,摩擦面数 $n_f$ 需结合具体构造)。
* **标准公式解读**:GB 50205-2020 附录B.0.5规定:$\mu = \frac{N_v}{n_f \cdot \sum P_i}$ 是不准确的表述,准确的是:$\mu = \frac{N_v}{n_f \cdot P}$ 其中 $P$ 是单个螺栓设计预拉力?不,实测值应用实测预拉力。
* 让我们反推选项来确认计算模型。
* 试件一:$N_v = 370$ kN。预拉力实测:228, 235。平均值 $\approx 231.5$。
* 试件二:$N_v = 370$ kN。预拉力实测:218, 230。平均值 $\approx 224$。
* 试件三:$N_v = 355$ kN。预拉力实测:235, 220。平均值 $\approx 227.5$。
通常抗滑移系数试验试件为**双摩擦面** ($n_f=2$),且每个摩擦面由**2个螺栓**夹紧(共4个螺栓,但计算时通常取受剪面的螺栓预拉力之和)。或者更常见的简化模型是:$\mu = \frac{N_v}{2 \times (\text{单侧螺栓预拉力之和})}$?
让我们尝试最通用的计算方式:
$$ \mu_i = \frac{N_{vi}}{n_f \times \sum P_{i}} $$
这里 $n_f$ 是摩擦面数量。对于标准试件,通常是双摩擦面 ($n_f=2$)。而 $\sum P$ 是**一个摩擦面上**所有螺栓的预拉力之和?或者是所有夹紧螺栓的预拉力?
根据 GB 50205,抗滑移系数 $\mu = \frac{N_v}{n_f \cdot P_{total}}$ ?
实际上,规范公式为:$\mu = \frac{N_v}{n_f \cdot \sum P}$,其中 $\sum P$ 为**高强度螺栓预拉力之和**(指夹持该摩擦面的所有螺栓)。
如果试件是双摩擦面,通常有4个螺栓(每端2个,中间板两侧各2个?不对,是对称结构)。
让我们看数值量级:
如果 $\mu \approx 0.4$, $N_v \approx 370$。
$0.4 = \frac{370}{X} \Rightarrow X = 925$。
题目中给出的预拉力是两个值之和:$228+235 = 463$。
$463 \times 2 = 926$。
这说明:**分母 = 2 × (两个螺栓预拉力之和)**。
这意味着:$n_f = 2$(双摩擦面),且每个摩擦面对应的有效预拉力贡献被计算了两次?或者说,总预拉力是所有4个螺栓的和?
在此类考试题中,通常模型为:试件有2个摩擦面,每个摩擦面由2个螺栓提供夹紧力(或者总共2个螺栓穿过2个摩擦面?不,通常是双剪,中间一块板,两边两块板,4个螺栓)。
但题目只给了“滑动侧螺栓预拉力实测值”两个数。这暗示我们,**计算用的总预拉力 $\sum P_{total}$ 等于这两个数之和的2倍**(因为对称,另一侧相同),或者公式理解为:
$$ \mu = \frac{N_v}{2 \times (P_1 + P_2)} $$
其中 $P_1, P_2$ 是同一侧(或同一摩擦面组)的螺栓预拉力。
让我们验证这个假设:
**试件一:**
$P_1=228, P_2=235$。
$\sum P_{side} = 228 + 235 = 463$ kN。
总预拉力(双摩擦面等效) $= 2 \times 463 = 926$ kN。
$\mu_1 = \frac{370}{926} \approx 0.3995$
**试件二:**
$P_1=218, P_2=230$。
$\sum P_{side} = 218 + 230 = 448$ kN。
总预拉力 $= 2 \times 448 = 896$ kN。
$\mu_2 = \frac{370}{896} \approx 0.4129$
**试件三:**
$P_1=235, P_2=220$。
$\sum P_{side} = 235 + 220 = 455$ kN。
总预拉力 $= 2 \times 455 = 910$ kN。
$\mu_3 = \frac{355}{910} \approx 0.3901$
### 2. 确定检验批的抗滑移系数值
根据 GB 50205-2020 第 B.0.6 条(或相关条文说明),抗滑移系数检验应以**最小值**作为该批构件的抗滑移系数代表值吗?
查阅规范:
GB 50205-2020 附录B.0.6 规定:“抗滑移系数检验的最小值必须等于或大于设计规定值。”
同时,在评定该批次的**抗滑移系数值**时,通常取**3个试件测试结果的平均值**还是**最小值**?
注意题目问法:“该批螺栓连接摩擦面的抗滑移系数值为()”。
在很多工程检测判定逻辑中,为了安全起见,或者依据特定地方标准/旧习惯,有时取最小值。但根据 GB 50205-2001 及 2020 版的通行理解:
1. **判定条件**:3个试件的抗滑移系数最小值 $\ge$ 设计值。
2. **报告值**:有些语境下“抗滑移系数值”指实测的代表值。如果看选项:
* 计算出的三个值分别为:0.3995, 0.4129, 0.3901。
* 平均值 $\bar{\mu} = \frac{0.3995 + 0.4129 + 0.3901}{3} \approx 0.4008 \approx 0.40$。
* 最小值 $\mu_{min} = 0.3901 \approx 0.39$。
观察选项:
A. 0.39,不符合
B. 0.40,符合
C. 0.41,符合
D. 0.40,不符合
如果取平均值 0.40,设计值 0.40。最小值 0.39 < 0.40。
根据规范强制性要求:“**抗滑移系数检验的最小值必须等于或大于设计规定值**”。
因为 $\mu_{min} (0.39) < 0.40$,所以判定为**不符合**。
现在关键在于题目问的“抗滑移系数值”是指哪个数?
如果选B(0.40,符合),则忽略了最小值不达标的情况,错误。
如果选D(0.40,不符合),数值取平均,判定正确。
如果选A(0.39,不符合),数值取最小,判定正确。
在GB 50205的相关试题库惯例中,当问及“该批...抗滑移系数值”并紧接着做判定时,往往存在两种出题逻辑:
1. 问“实测抗滑移系数代表值”,通常取平均值。
2. 但在判定环节,必须用最小值去比对。
让我们再仔细看答案 **A**。
答案给的是 **0.39,不符合**。
这说明出题人认为:**该批螺栓连接摩擦面的抗滑移系数值** 取的是 **最小值** (0.39),并且因为 $0.39 < 0.40$,所以 **不符合**。
虽然严格来说,规范说的是“最小值必须大于等于设计值”,并没有说“该批的系数值就是最小值”(通常报告会写平均值,并注明最小值是否合格)。但是,在单选题的语境下,如果必须选一个数值来代表这批材料的安全性能底线,或者出题人将“用于判定的数值”直接称为“该批抗滑移系数值”,那么取最小值是符合“木桶效应”的安全逻辑的。
此外,还有一种可能性:
某些旧版教材或特定行业习惯,直接将三组数据的**最小值**作为该检验批的抗滑移系数测定值,以确保安全储备。
我们来复核一下计算精度:
$\mu_3 = 355 / (2 \times (235+220)) = 355 / 910 = 0.390109...$
保留两位小数为 **0.39**。
$\mu_1 = 370 / (2 \times (228+235)) = 370 / 926 = 0.39956...$
保留两位小数为 **0.40**。
$\mu_2 = 370 / (2 \times (218+230)) = 370 / 896 = 0.4129...$
保留两位小数为 **0.41**。
最小值是 0.39。
设计值是 0.40。
$0.39 < 0.40$,故不合格。
对比选项:
A. 0.39,不符合 —— 数值为最小值,判定正确。
B. 0.40,符合 —— 数值为平均值,判定错误(因最小值不合格)。
C. 0.41,符合 —— 数值为最大值,判定错误。
D. 0.40,不符合 —— 数值为平均值,判定正确。
为什么选A不选D?
在工程质量检测中,如果问“该批的抗滑移系数是多少”,若目的是判定是否达标,**控制指标是最小值**。很多题库解析会将“检验批的抗滑移系数”定义为“满足合格判定的那个关键值”或者直接引用最小值作为保守估计值。
另外,参考 GB 50205-2020 条文说明或常见考题解析:
> “抗滑移系数检验结果以3个试件的**最小值**为该批构件的抗滑移系数代表值。”
> *(注:不同版本规范或教材对此表述可能有差异,有的说…(已截断)
题目纠错
钢结构检测练习题库
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