Михаил Юрьевич Рожков, старший научный сотрудник отдела металлических конструкций
2-я Институтская ул., д. 6, к. 1, г. Москва, 109428
тел.: +7 (926) 247-62-93
Mikhail Yu. Rozhkov, Senior Researcher, Department of Metal Structures
2nd Institutskaya str., 6, bld. 1, Moscow, 109428
tel.: +7 (926) 247-62-93
Евгений Юрьевич Рожков, аспирант; инженер
пр. Маркса, д. 20, г. Обнинск, 249035
Evgeny Yu. Rozhkov, Post-graduate student; Engineer
Marx ave., 20, Obninsk, 249035
Введение. В статье рассмотрены результаты испытаний образцов фрикционных соединений на высокопрочных болтах с обработкой контактных поверхностей купершлаком фракцией 0,5–2,5 мм (способ обработки, использованный непосредственно на строительной площадке для монтажа стальных конструкций покрытия концертного зала). Выполнена дополнительная оценка несущей способности образцов с учетом локальных повреждений фрикционных поверхностей, выявленных на монтаже вокруг отверстий для болтов.
Цель. Определение фактического коэффициента трения μ фрикционных соединений при обработке контактных поверхностей купершлаком фракцией 0,5–2,5 мм с целью подтверждения проектного коэффициента трения μ = 0,42.
Материалы и методы. Изготовление и испытание образцов фрикционных соединений выполнено согласно требованиям СТП 006-97 «Устройство соединений на высокопрочных болтах в стальных конструкциях мостов». Каждый образец – пакет из трех пластин толщиной 16, 25 и 16 мм из стали С355 по ГОСТ 27772-2015, стянутых высокопрочных болтом М27 (10.9) по ГОСТ 52644. Выполнены контрольные испытания трех групп образцов с различными типами обработки контактных поверхностей: № 1 – заводская, № 2 – обработка купершлаком фракцией 0,5–2,5 мм, № 3 – обработка купершлаком фракцией 0,5–2,5 мм с искусственно созданным дефектом вокруг отверстия для болта.
Результаты. На основании полученных результатов испытаний принято решение о допустимости дальнейшего использования купершлака как способа обработки поверхностей фрикционных соединений, используемого непосредственно на строительной площадке.
Выводы. Обработка фрикционных поверхностей купершлаком фракцией 0,5–2,5 мм позволяет получить коэффициент трения μ не ниже проектного 0,42 (в данных конкретных условиях даже с учетом выявленных локальных дефектов, смоделированных при проведении испытаний). Обработка фрикционных поверхностей купершлаком не регламентируется нормативными документами, но приобретает большую популярность. Использование купершлака (в том числе различных фракций) требует дополнительных исследований с целью возможного включения данного метода обработки фрикционных поверхностей в нормативные документы.
Introduction. The article discusses the results of testing slip-critical high-strength bolts whose contact surfaces are treated using copper slag having a fraction of 0.5–2.5 mm (this processing method was used directly on the construction site for the installation of roof steel structures covering a concert hall). An additional assessment of the bearing capacity of the samples was carried out factoring in local damage to the friction surfaces detected around bolt holes during installation.
Aim. In this work, the actual friction coefficient μ of friction joints was determined when processing contact surfaces using a copper slag of a fraction of 0.5–2.5 mm in order to confirm the design friction coefficient of μ = 0.42.
Materials and methods. The manufacturing and testing of samples of friction joints were carried out following company standard 006-97 «High-strength bolts in steel structures of bridges». Each sample comprised a stack of three steel C355 plates having a thickness of 16, 25, and 16 mm (GOST 27772-2015), tightened using a high-strength bolt M27 (10.9) (GOST 52644). The control tests of three groups of samples where contact surfaces were treated differently were carried out: № 1 – factory, № 2 – treatment using copper slag of a fraction of 0.5–2.5 mm, № 3 – treatment using copper slag of a fraction of 0.5–2.5 mm, with an artificial defect created around the bolt hole.
Results. On the basis of the obtained test results, it was concluded whether the further treatment of the surface of friction joints using copper slag can be employed directly on the construction site.
Conclusions. The treatment of friction surfaces using a copper slag of a fraction of 0.5–2.5 mm offered a friction coefficient μ at or above that of the design value (0.42) (in these specific conditions, even including the identified local defects modeled during testing). Although such treatment remains unregulated by regulatory documents, it is gaining great popularity. Therefore, it is necessary to carry out additional research on the use of copper slag (including various fractions) in order to substantiate the introduction of this method in regulatory documents.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.