| 发明名称 | 火灾后高强螺栓连接预紧力松弛量测定装置及方法 | ||
| 摘要 | 本发明公开了一种火灾后高强螺栓连接预紧力松弛量测定装置及方法，其装置包括应变测试仪、计算机、底座、螺栓轴力承接装置和扭矩加载装置；螺栓轴力承接装置由从下到上依次设置且供待测试螺栓从下到上依次穿过的下刚性垫板、弹性钢套筒和上刚性垫板组成，螺母螺纹连接在待测试螺栓穿出到上刚性垫板的一端，弹性钢套筒的外壁上对称粘贴有第一电阻应变片和第二电阻应变片。其方法包括步骤：一、标记待测试螺栓过火后的松弛状态，二、测定过火试验后待测试螺栓的扭矩系数，三、计算过火试验后待测试螺栓的预紧力松弛量。本发明测定精度高，测定结果能够为钢结构火灾后安全性能评估及加固处理提供参考依据，避免了浪费，也减少了安全隐患，实用性强。 | ||
| 申请公布号 | CN103776579B | 申请公布日期 | 2015.09.30 |
| 申请号 | CN201410056933.2 | 申请日期 | 2014.02.19 |
| 申请人 | 长安大学 | 发明人 | 陈建锋;周天华 |
| 分类号 | G01L5/24(2006.01)I | 主分类号 | G01L5/24(2006.01)I |
| 代理机构 | 西安创知专利事务所 61213 | 代理人 | 谭文琰 |
| 主权项 | 一种火灾后高强螺栓连接预紧力松弛量测定方法，该方法采用的装置包括应变测试仪(1)、与应变测试仪(1)相接的计算机(2)、用于固定待测试螺栓(7)的底座(3)和用于承接待测试螺栓(7)的轴力的螺栓轴力承接装置，以及用于给由待测试螺栓(7)、螺母(11)、上垫片(15)和下垫片(16)构成的螺栓副施加扭矩的扭矩加载装置(10)；所述底座(3)上开有用于卡合连接所述待测试螺栓(7)的螺栓头的孔，所述螺栓轴力承接装置由从下到上依次设置且供待测试螺栓(7)从下到上依次穿过的下刚性垫板(4)、弹性钢套筒(5)和上刚性垫板(6)组成，所述螺母(11)螺纹连接在待测试螺栓(7)穿出到上刚性垫板(6)的一端，所述上垫片(15)设置在上刚性垫板(6)与螺母(11)之间，所述下垫片(16)设置在待测试螺栓(7)的螺栓头与下刚性垫板(4)之间，所述弹性钢套筒(5)的外壁上对称粘贴有第一电阻应变片(8)和第二电阻应变片(9)，所述第一电阻应变片(8)和第二电阻应变片(9)串联后的一端与应变测试仪(1)的接线柱A连接，所述第一电阻应变片(8)和第二电阻应变片(9)串联后的另一端与应变测试仪(1)的接线柱B连接，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤一、标记待测试螺栓(7)过火后的松弛状态，其具体过程如下：步骤101、组装所述螺栓轴力承接装置：首先，将下垫片(16)套在待测试螺栓(7)上，并将待测试螺栓(7)从下到上依次穿过下刚性垫板(4)、弹性钢套筒(5)和上刚性垫板(6)，接着，将上垫片(15)套在待测试螺栓(7)上穿出到上刚性垫板(6)的一端，并将螺母(11)螺纹连接在待测试螺栓(7)穿出到上刚性垫板(6)的一端，然后，将待测试螺栓(7)的螺栓头卡合连接到底座(3)上开有的孔中，固定好待测试螺栓(7)；步骤102、按照编号为GB50205‑2001的国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》中规定的对待测试螺栓(7)施加预拉力值P<sub>0</sub>的要求，根据公式T<sub>0</sub>＝P<sub>0</sub>dK<sub>0</sub>计算得到需要对由待测试螺栓(7)、螺母(11)、上垫片(15)和下垫片(16)构成的螺栓副施加的初始扭矩T<sub>0</sub>，并采用扭矩加载装置(10)给由待测试螺栓(7)、螺母(11)、上垫片(15)和下垫片(16)构成的螺栓副施加初始扭矩T<sub>0</sub>；其中，d为待测试螺栓(7)的公称直径，K<sub>0</sub>为常温下待测试螺栓(7)的扭矩系数；步骤103、对步骤101中组装好的所述螺栓轴力承接装置实施温度为W的过火试验，再冷却至室温；其中，W的取值范围为100℃～600℃；步骤104、在弹性钢套筒(5)的外壁上对称粘贴第一电阻应变片(8)和第二电阻应变片(9)，并将第一电阻应变片(8)和第二电阻应变片(9)串联后的一端与应变测试仪(1)的接线柱A连接，将第一电阻应变片(8)和第二电阻应变片(9)串联后的另一端与应变测试仪(1)的接线柱B连接；步骤105、将应变测试仪(1)与计算机(2)连接，并对应变测试仪(1)进行调零；步骤二、测定过火试验后待测试螺栓(7)的扭矩系数，其具体过程如下：步骤201、先采用扭矩加载装置(10)对实施了温度为W的过火试验后的由待测试螺栓(7)、螺母(11)、上垫片(15)和下垫片(16)构成的螺栓副进行卸载，再进行n次分级加载，每次分级加载过程中，第一电阻应变片(8)和第二电阻应变片(9)对弹性钢套筒(5)产生的轴向应变进行实时检测并将所检测到的信号输出给应变测试仪(1)，应变测试仪(1)对第一电阻应变片(8)和第二电阻应变片(9)检测到的信号进行分析处理，得到各级加载扭矩下弹性钢套筒(5)的轴向应变并传输给计算机(2)；其中，n的取值为2～30的自然数；步骤202、将各级加载扭矩输入计算机(2)，并在计算机(2)中建立第i级加载扭矩T<sub>i</sub>与弹性钢套筒(5)的轴向应变ε<sub>i</sub>的对应直线关系式：T<sub>i</sub>＝(‑EAdK<sub>W</sub>)ε<sub>i</sub>+P<sub>W</sub>dK<sub>W</sub>；其中，EA为弹性钢套筒(5)的抗拉刚度，K<sub>W</sub>为进行温度为W的过火试验后待测试螺栓(7)的扭矩系数，P<sub>W</sub>为进行温度为W的过火试验后待测试螺栓(7)的螺栓轴力，i的取值为1～n的自然数；步骤203、所述计算机(2)采用最小二乘法对各加载扭矩和对应的弹性钢套筒(5)的轴向应变数据进行直线拟合，得到拟合直线T<sub>i</sub>＝(‑EAdK<sub>W</sub>)ε<sub>i</sub>+P<sub>W</sub>dK<sub>W</sub>的斜率k＝‑EAdK<sub>W</sub>和截距b＝P<sub>W</sub>dK<sub>W</sub>；步骤204、所述计算机(2)根据公式<img file="FDA0000706600330000031.GIF" wi="244" he="133" />计算得到进行温度为W的过火试验后待测试螺栓(7)的扭矩系数K<sub>W</sub>；步骤三、计算过火试验后待测试螺栓(7)的预紧力松弛量，其具体过程如下：步骤301、所述计算机(2)根据公式<img file="FDA0000706600330000032.GIF" wi="246" he="146" />计算得到进行温度为W的过火试验后待测试螺栓(7)的轴力P<sub>W</sub>；步骤302、所述计算机(2)根据公式P<sub>s</sub>＝P<sub>0</sub>‑P<sub>W</sub>计算得到进行温度为W的过火试验后待测试螺栓(7)的预紧力松弛量P<sub>s</sub>，其中，P<sub>0</sub>为步骤102中对待测试螺栓(7)施加的预拉力值。 | ||
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