[發(fā)明專利]建筑鋼結(jié)構用耐火耐候高強螺栓鋼耐火性能匹配的方法

有效

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• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109234639B
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發(fā)明（設計）人: 羅志俊;王曉晨;田志紅;孫齊松;呂迺冰;徐士新;馬躍;李舒笳;陳濤
• 申請（專利權）人: 首鋼集團有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/14;C22C38/42;C22C38/44;C22C38/46;C22C38/48;C22C38/50
• 代理公司: 北京華誼知識產(chǎn)權代理有限公司 11207
• 代理人: 王普玉

一種建筑鋼結(jié)構用耐火耐候高強螺栓鋼耐火性能匹配的方法，屬于建筑鋼結(jié)構螺栓鋼技術領域。步驟為：先選用滿足1000Mpa級建筑鋼結(jié)構用耐大氣環(huán)境腐蝕、耐火性能要求的高強螺栓鋼，成分重量百分比為：C：0.16?0.25％，Si：0.1?0.3％，Mn：0.3?0.9％，Ti：0.03?0.08％，Cr：0.3?1.2％，W：0.001?0.8％等，余量為Fe和不可避免雜質(zhì)；再測試螺栓鋼耐火性能；最后制造成生產(chǎn)規(guī)格為M12?30mm的高強螺栓。優(yōu)點在于：解決了普通高強螺栓鋼不具備的耐大氣腐蝕和耐火性能要求，并提供一種建筑鋼結(jié)構結(jié)合部耐火性能的匹配方法。

技術領域

本發(fā)明屬于建筑鋼結(jié)構螺栓鋼技術領域，特別涉及一種建筑鋼結(jié)構用耐火耐候高強螺栓鋼耐火性能匹配的方法。尤其涉及10.9級建筑鋼結(jié)構用耐火耐候高強螺栓鋼。

背景技術

鋼結(jié)構由于具有強度高、自重輕、基礎造價低、施工周期短、能解決大空間的復雜問題以及抗震性較好等一系列優(yōu)點，鋼結(jié)構在建筑領域迅速發(fā)展。目前，國內(nèi)鋼結(jié)構住宅、商業(yè)大廈、立體車庫、電視塔以及風景園林的建設和發(fā)展將鋼結(jié)構邁上了更高的臺階。但鋼結(jié)構鋼存在腐蝕及耐火性能差等主要問題，據(jù)工業(yè)發(fā)達國家統(tǒng)計因腐蝕造成的經(jīng)濟損失約占國民生產(chǎn)總值的4.7％。另外，自從美國9.11事件后，對材料耐火性能提出了更高的要求。關于鋼結(jié)構的螺栓聯(lián)接同樣面臨著腐蝕、耐火性能方面的問題，目前尚未見滿足耐火性能要求的高強螺栓用鋼的研制，開發(fā)耐候耐火高強螺栓鋼迫在眉睫。

鋼結(jié)構高強螺栓的連接類型一般分為承壓型和摩擦型連接，而實際工程及重要結(jié)構等都選用摩擦型連接方式，未發(fā)揮潛能作為儲備。目前，鋼結(jié)構螺栓連接形式、鋼結(jié)構設計規(guī)范、設計標準及材料標準等都基于室溫條件。鋼結(jié)構板材強度級別Q345Mpa、390Mpa、420Mpa以及460Mpa等，配套的螺栓強度級別均為10.9級。在高溫(600℃)條件下，螺栓強度折減比較嚴重，摩擦系數(shù)在520℃時降為0，摩擦型連接方式失去作用，構造發(fā)生轉(zhuǎn)變，成為單依靠螺栓桿身剪切和孔壁承壓的方式支承整體重量。針對板材耐火性能具有明確控制指標，在600℃下3小時其屈服強度高于室溫屈服強度的2/3。鋼結(jié)構承重依靠螺栓桿身剪切和孔壁承壓的方式，明確不同強度級別板材(Q345、Q460....)耐火性能匹配高強螺栓室溫強度為1000Mpa級，高溫強度匹配方法及指標成為開發(fā)耐火螺栓鋼的關鍵問題。

針對鋼結(jié)構耐候螺栓，美國鋼結(jié)構耐候螺栓標準相對比較全面，但美國未發(fā)現(xiàn)耐火螺栓、耐候耐火螺栓產(chǎn)品及相關標準、規(guī)范。關于鋼結(jié)構耐火螺栓，最早起源于日本，同時也能代表國外最高水平，主要應用于鋼結(jié)構建筑中。日本耐候、耐火螺栓鋼由日本鋼廠發(fā)起研發(fā)及推廣應用，但日本無耐候螺栓、耐火螺栓的標準及規(guī)范，同時日本也無同時具備耐候和耐火復合性能螺栓產(chǎn)品及相關標準。我國板材自1993年開始研制，近十年取得了良好的成績，2001年武鋼研制出了WGJ510C2鋼；鞍鋼研制成功了Cr-Mo-Nb-V系的490級高性能耐火鋼，馬鋼的建筑用耐火H型鋼、寶鋼、攀鋼的高性能耐火鋼相繼研制生產(chǎn)。而國內(nèi)耐火耐候高強螺栓用鋼相對滯后，研發(fā)相對較少且未工業(yè)化。關于耐候螺栓鋼，“一種免涂裝耐候圓鋼的生產(chǎn)方法”、“免涂裝鋼結(jié)構用耐工業(yè)大氣腐蝕高強螺栓鋼及其制造方法”、“免涂裝橋梁結(jié)構用耐海洋大氣腐蝕高強螺栓鋼及其制造方法”和“免涂裝橋梁結(jié)構用耐工業(yè)大氣腐蝕高強螺栓鋼及制造方法”4項專利，都是針對耐工業(yè)大氣和海洋大氣環(huán)境腐蝕螺栓鋼，都不具備耐高溫性能。

本發(fā)明開發(fā)的建筑鋼結(jié)構同時具備耐火、耐候要求的高強螺栓用鋼屬于新產(chǎn)品開發(fā)，另外提出與配套板材耐火性能的匹配方法。在未來市場中的競爭能力具有長遠的、重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種建筑鋼結(jié)構用耐火耐候高強螺栓鋼耐火性能匹配的方法，解決了普通1000Mpa級高強螺栓不具備耐大氣環(huán)境腐蝕和耐火的性能問題。提供一種適合免涂裝耐大氣環(huán)境腐蝕和耐高溫性能要求的鋼種化學成分及其高溫條件下與板材耐火性能匹配方法。

一種建筑鋼結(jié)構用耐火耐候高強螺栓鋼耐火性能匹配的方法，具體步驟及控參數(shù)如下：