TWI243868B - A high strength bolted connection structure with no fire resistive covering - Google Patents
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Description
!243868 玖、發明說明: 發明領域 5 15 本發明係有關於一種無耐火被覆物之高強度螺栓接合 部構造,伽於直接或隔著了型金屬接合物及雙層板等金屬 接合物以―度騎接錢成具耐火性要权鋼骨構造物 的柱及樑之構件等,或樑構件。χ,本發明之無财火被覆 物之高強度螺栓接合部構造包含無耐火被覆物之高強度螺 栓摩擦接合部構造及無耐火被覆物之拉伸接合部構造兩 者。 先前技術 迄今’-用以構成具耐火性要求之鋼骨構造物的枉及 樑等鋼材,於暴露於火災時之高溫的情形下,其強度會減 弱而無法維持作為鋼骨構造物之充分機能,以往係於 :材本身附加費事之敎被覆物,或使用耐火材之保護構 造’以保護鋼材免受高溫破壞。 然而,如此-來,於鋼材附加财火被覆物,或使用财 ^保護崎之賴構造,會増加材料成本、施工成本的 ^口此彳年來,已開發出多種以實現提高相當於火 二時的高溫妓所謂無耐火被料之鋼賴造物為主要目 :具優異之高溫強度财火鋼,且關於由該等财火鋼組成鋼 材之高強輯栓接合部,亦漸漸_要求高溫強度。 另外’關於高強度螺栓及螺帽,例如,在特開平 20 1243868 2-247355號公報(申請專利範圍第丨項、第7表及第丨圖)中, 揭示有藉由添加M。,使其在室溫下具有誦N/mm2以上之 螺栓拉伸強度,且在以上之高温強度優異的螺检及螺 帽用鋼,但高溫強度並不足,因此,為得到更高的高溫強 度’必須添加Ni,V等高價之合金元素,而有成本升高的問 題。 在特開平5-51698號公報(申請專利範圍第2項、第2表) 及特開平5-98389號公報(申請專利範圍第丨項及第2表)中, 揭不有一於室溫下具有l〇〇〇N/mm2以上之螺栓拉伸強度, 10且在6〇〇°C具有400N/mm2以上之降伏強度之螺栓及螺帽用 鋼,但必須添加Nb、W等特殊元素,因此有成本升高的問 題。又,高溫強度仍不足。 另外,上述習知之具有耐火性之高強度螺栓之拉伸強 度,也有到達llOONAnm2的程度者,但由於在降伏強度以 15 下接合螺栓,經過一定時間之後,有發生突然斷裂之「延 遲破壞現象」之虞,因此產生無法作為鋼骨構造物重要接 合構件之螺栓而安心使用之問題,且習知之螺栓拉伸強度 不得不以1000N/mm2為上限。因此,必然會使螺栓數及金 屬接合物的長度增加’故提高了降低成本、縮短工期之需 20 求。 上述公知之文獻中所揭示之高強度螺栓及螺帽均以合 金元素的添加量為特徵,且為了使耐火性提高而因此增加 高價合金元素的添加量,除了會產生原料價格上昇之本質 性問題外,還會發生所謂延遲破壞現象的問題。 1243868 本發明係提供可解決延遲破壞的問題,並同時可降低 原料成本、縮短施工時間並充分地確保650¾高溫之強产, 並使用有不依賴耐火材被覆物及耐火材之保護構造的高強 度螺栓。
【發明内容J 發明概要 本發明,係為解決上述問題,因此以下列的(丨)〜(5)為 其要旨。 (1) 一種無耐火被覆物之高強度螺栓接合部構造,係具 有包含柱及(或)樑之鋼骨構造物耐火性之高強度螺栓 接合部構造,又,係使用於常溫下之螺栓拉伸強度(TS) 在1200N/mm2以上,且於650°C之螺栓抗剪強度(bTt)可 滿足下述<1>式耐火性優異之高強度螺栓者, bxt^ μχ Νο/(γχ bAs) <i>
其中,bn:高溫時之螺栓抗剪強度(N/mm2) bTt= TSt/yO TSt:高溫時之螺栓拉伸強度((N/mm2) // :常溫時之黏滯係數 No :設計螺栓張力(N) γ:對於長期載重之安全率 bAs :螺栓之軸部截面積(mm2)。 (2) 如(1)所載之無耐火被覆物之高強度螺栓接合部構 造,其中前述高強度螺拴接合部構造,於常溫時,前 述樑之長期容許剪力(QS)係滿足下述<2>式 1243868
Qs^ {nsxbT+(nf-ns)xbit}xbAs <2> 其中,Qs :常溫時之樑之長期容許剪力(N)
Qs = fsxAb fs :樑之長期容許抗剪強度(N/mm2) 5 Ab :樑之截面積(mm2) ns :於樑之上凸緣側床板内之拉伸螺栓數 bT:常溫時螺栓之抗剪強度(N/mm2) bi = TS//'3 TS:常溫時螺栓之拉伸強度(N/mm2) 10 nf:於樑之上凸緣側之拉伸螺栓數 but:高溫時之螺栓抗剪強度(N/mm2) bit=TSt//"3 TSt:高溫時之螺栓拉伸強度(N/mm2) bAs :螺栓之軸部截面積(mm2)。 15 (3)如(1)或(2)所載之無耐火被覆物之高強度螺栓接合 部構造,其中前述高強度螺栓接合部構造係由高強度 螺栓、螺帽、一組金屬墊圈及金屬接合物所構成,且 前述螺帽及金屬墊圈,係未規定耐火性能之一般構造 用之六角螺帽構造用之高強度平面金屬墊圈。 20 (4)如(1)或(2)項所載之無耐火被覆物之高強度螺栓接 合部構造,其中前述高強度螺栓接合部構造,係由高 強度螺栓、螺帽、一組金屬墊圈及金屬接合物所構成, 且前述金屬接合物之一部或全部係由具有保證高溫強 度之鋼材所形成。 8 1243868 (5)如(1)或(2)所載之無耐火被覆物之高強度螺栓接合 部構造,其中於前述高強度螺栓接合部構造中,所使 用之前述柱及/(或)樑之一部或全部係由具有保證高溫 強度之鋼材所形成。 10 15 20 (6) 如(1)或(2)所載之無耐火被覆物之高強度螺栓接合 部構造’其中前述高強度螺栓,以質量%計,含有:C : 0.30〜0.45% ; Si :小於〇·ΐ〇% ; Μη :大於0.40%,小於 1.00% ; Ρ :小於0.01% ; S : 0.010%以下;Cr : 0.5%以 上’小於1.5% ; Mo :大於0.35%,小於1.5% ; V :大 於0.30% ,1.0%以下,而殘留物係由以及不可避免之 不純物所構成,且滿足下述<3>、<4>式之耐火性及耐 延遲破壞特性優異之超高強度螺栓, TS^(l.lxT+850) 〇> TS^(550xCeq+1000) <4> 其中’ TS :常溫時之高強度螺栓之拉伸強度(N/mln2) τ :回火溫度(°c) Ceq :碳當量數(%) Ceq=C+(Mn/6)+(Si/24)+(Ni/40)+(Cr/5)+(Mo/4)+ (V/14) 〇 (7) 如(3)所載之無耐火被覆物之高強度螺栓接合部構 ^ ’其中前述高強度螺栓,以質量%計,含有:C : 0·30〜〇·45% ; Si :小於0.10% ; Μη : 0.40%以上;小於 ; Ρ :小於〇·〇1% ; S : 0.010%以下;Cr ·· 0.5%以 上’小於 1.5% ; Mo : 0.35% 以上,小於 1% ; V : 0.30
9 1243868 %以上’ 1·〇%以下’而殘留物係由Fe及不可避免之不 純物所構成,且滿足下述<3>、<4>式之耐火性及耐延 遲破壞特性優異之超高強度螺拴, TS^(l.ixT+85〇) <3> 5 TS^(550xCeq+1000) <4> 其中,TS :常溫時之高強度螺栓之拉伸強度(N/Inm2) T :回火溫度(°C)
Ceq :碳當量數(%)
Ceq=C+(Mn/6)+(Si/24)+(Ni/40)+(Cr/5)+(Mo/4)+ 10 (V/14) 〇 (8)如(4)所載之無耐火被覆物之高強度螺栓接合部構 造’其中前述高強度螺栓,以質量%計,含有:C : 0.30〜0.45% ; Si :小於 0.10% ; Μη : 0.40%以上;小於 1·〇〇% ; Ρ :小於 〇·〇1% ; S : 〇·〇ι〇%以下;cr ·· 0.5%以 15 上’小於 1.5% ; Mo : 0.35% 以上,小於 ι·5% ; V : 0.30 %以上〜1.0%以下,而殘留物係由Fe及不可避免之不 純物所構成,且滿足下述<3>、<4>式之耐火性及耐延 遲破壞特性優異之超高強度螺栓, TS^(l.lxT+850) 〇> 20 TS^(550xCeq+1000) <4> 其中’ TS :常溫時之高強度螺栓之拉伸強度(N/mm2) T :回火溫度(°〇 Ceq :碳當量數(%)
Ceq=C+(Mn/6)+(Si/24)+(Ni/40)+(Cr/5)+(Mo/4)+ 10 1243868 (V/14) 〇 (9)如(5)所載之無耐火被覆物之高強度螺栓接合部構 造’其中前述高強度螺栓,以質量%計,含有:C : 〇·30〜0·45% ; Si :小於0.10% ; Mn : 0.40%以上;小於 5 h0()% ; P :小於0.01% ; S : 0.010%以下;Cr : 0.5%以 上’小於 1.5% ; Mo : 0.35% 以上,小於 1.5% ; V : 0.30 %以上〜丨·0%以下,而殘留物係由Fe及不可避免之不 純物所構成,且滿足下述<3>、<4>式之耐火性及耐延 遲破壞特性優異之超高強度螺栓, · 10 TS = (!.1x1+850) <3> TS^(55〇xCeq+l〇〇〇) <4〉 其中’ TS ·常溫時之高強度螺栓之拉伸強度(N/mm2) τ :回火溫度(°c)
Ceq :碳當量數(%) 15 Ceq=C+(Mn/6)+(Si/24)+(Ni/40)+(Cr/5)+(Mo/4)+ (V/14) 〇 圖式簡單說明 春 第1圖係表示本發明中作為接合對象之襟構件的高強 度螺栓摩擦接合構造例之立體說明圖。 20 第2圖係表示本發明中作為接合對象之厚板構件的高 強度螺栓摩擦接合構造例之截面說明圖。 第3圖係表示本發明中作為接合對象之樑_丁型金屬接 合物的高強度螺栓摩擦接合部構造及柱,金屬接合物的 高強度螺栓拉伸接合部構造例之部分立體說明圖。 11 1243868 第4(a)圖係以第3圖之樑_τ型金屬接合物的高強度螺栓 摩擦接合部構造及柱-Τ型金屬接合物的高強度螺栓拉伸接 合部構造為例之部分截面說明圖。 弟4(b)圖為第4(a)圖之部分平面說明圖。 5 第5圖係以樑-τ型金屬接合物的高強度螺栓摩擦接合 部構造及柱-Τ型金屬接合物的高強度螺栓拉伸接合部構造 為例,且於樑上凸緣的上部,配置床板時之部分截面說明 圖。 第6圖係表示鋼材的回火溫度、拉伸強度(TS)與是否有 10 延遲破壞之關係說明圖。 第7圖係表示鋼材之碳當量數(Ceq。/。)、拉伸強度(TS) 與是否有延遲破壞之關係說明圖。 第8圖係表示試驗溫度與螺栓抗剪強度(T S // 3 )間關係 說明圖(使用M22螺栓情形下)。 15 第9圖係表示試驗溫度與螺栓抗剪強度(T S /,3)間關係 說明圖(使用Ml6螺栓情形下)。 第10圖係表示試驗溫度與螺栓抗剪強度(TS//"3)間關 係說明圖(使用M20螺栓情形下)。 第11圖係表示試驗溫度與螺栓抗剪強度(TS//"3)間關 2〇 係說明圖(使用M24螺栓情形下)。 第12(a)圖係表示以一配置有床板之柱-樑的高強度螺 栓拉伸接合部構造為例之部分截面圖(床板内之T型金屬接 合物用螺栓為2個的情形下)。 第12(b)圖為第12(a)圖之T型金屬接合物的側視說明 12 1243868 第12(c)圖為第I2(a)圖之平面說明圖。 第13⑷圖係表示以—配置有柱標之高強度螺检拉伸 接合部構造為例之部分截面說明圖(床板内之T型金屬接人 5 物用螺栓為4個的情形下)。 ° 第13(b)圖為第13(a)圖之τ型金屬接合物的側視說明 圖。 第13⑷圖為第13(&)圖之平面說明圖。 L實施方式】 ίο 發明之實施型態 本發明係指-用以建造需要耐火性之鋼骨構造物之高 強度螺栓接合部構造,即,適用於高強度螺检摩擦接合部 構造與高強度螺栓拉伸接合部構造中者。於常溫及65〇M 溫下均可確保其充分強度(抗剪強度),並使用無延遲破壞問 15題之尚強度螺栓,且藉由減少螺栓數及金屬接合物長度等 的減少’可同時降低螺栓接合部整體成本及縮短施工時 間’故可實現不依賴耐火材被覆物、耐火材之保護構造的 高強度螺栓的目的。 在高強度螺栓接合構造中,有高強度螺栓摩擦接合部 20 構造與高強度螺栓拉伸接合部構造兩者;日本建築學會於 1973年制定,並於1993年修訂之「高強度螺栓接合設計施 工指南」中述及,於常溫下之長期及耐震設計中,可分別 獨立地使用摩擦接合部、拉伸接合部來進行設計者。因此, 在本發明中也分別說明於高溫時之高強度螺栓接合部構 13 1243868 造,並提供滿足各接合部财火安全性查證之意圖的無对火 被覆物之高強度螺栓接合部構造,即,提供無财火被覆物 之高強度螺栓摩擦接合部構造與無耐火被覆物之高強度螺 栓拉伸接合部構造。 5 X ’在本發明巾,不論是高強度螺栓摩擦接合部構造 或高強度螺栓拉伸接合部構造均可實現無耐火被覆物之高 強度螺栓接合部構造,且該無耐火被覆物之高強度螺栓接 合部構造係使用基本上於常溫下具有^㈨…㈤㈤2以上, 1600N/mm2以下之螺栓拉伸強度,且於65〇r的抗剪強度, 10 即,使用具優異耐火性與耐延遲破壞性之高強度螺栓(包含 圓頭扭控型超高強度螺栓’以下稱為「高強度螺栓」)所構 成者。 且,用以實現本發明中具優異耐火性之高強度螺栓用 鋼材為如具有適用性之揭示於本申請案之申請人提出申請 I5 之特開2002-276637號公報中者。又,於本發明所揭示之鋼 材,其特徵不僅在於耐延遲破壞性優異,而且於常溫下有 充分的強度,且於650°C高溫時也有充分的強度,故極適用 於作為用以實現本發明之無耐火被覆物之高強度螺栓接合 部構造的具優異耐火性高強度螺栓原料。 20 又,例如,將此鋼材軋壓成線材,並由該線材做成螺 絲構件M22為例之高強度螺栓,再進行淬火、回火,並調 整拉伸強度範圍至1200〜1600N/mm2之間,即可得到本發明 中使用之耐火性及延遲破壞性優異之高強度螺栓。又,為 了有效地緩和應力集中於螺絲構件,該超高強度螺栓形狀 1243868 係如揭示於上述特開2002-276637號公報中之發明一般使 螺紋部之谷底形狀形成弧狀曲線。 又,本發明中所使用而才火性及延遲石皮土褒性^異之南強 度螺检,亦可使用於所有部位,但由於依照使用^位不同 5所要求之特性也會有差異,因此因應所要求之特性,嚴格 選擇使用部位,也可降低原料成本的負擔° 另外,於本發明之高強度螺栓接合部構造中’要求南 強度螺栓必須有高的高溫強度,尤其是抗剪強度值’但是 所使用之螺帽及金屬墊圈,由於在火災時螺栓接合部會轉 10 變成承載壓力狀態後,高強度螺栓之剪應力並無作用,因 此’不必具有如高強度螺栓般的高溫強度。例如,未規定 耐火性之一般構造用高強度六角螺栓、構造用高強度金屬 塾圈均可確保充分的高溫強度。 又’適用於本發明的高強度螺栓接合部構造中所使用 15 之柱及樑構件、金屬接合物等構件,全部都是於600°C以上 具有充分的高溫強度之耐火鋼材,例如,也可由 NSFR400B、490B等形成者,但由於依使用部位不同所要求 之特性也會有差異,因此,可考慮嚴格選擇以成本負擔較 大且於600 C以上具有充分高溫強度之耐火鋼材形成的部 20 位,以降低原料成本的負擔。 以下,對本發明詳細地進行說明 1·高強度螺栓摩擦接合部構造之情形 (1)高強度螺栓摩擦接合部構造之例 高強度螺栓摩擦接合,係指以高強度螺栓固定連結構 15 !243868 件,並藉由構件間所產生的摩擦力來傳送應力的接合方 法。高強度螺栓摩擦接合部構造之具代表性者包括··舉例 而言,如第1圖所示,係以高強度螺栓3隔著外側雙層板仏 與内側雙層板2b及側面雙層板2c接合η型樑件la&lb之高 強度螺;f王接合部構造,或者如第2圖所示,係以高強度螺栓 3隔著上側雙層板2d與下側雙層板2e接合一如支撐材般的 厚板構件Id與le之高強度螺栓接合部構造;或者,如第3圖 所不,係以高強度螺栓9接合樑構件6與丁型金屬接合物7之 阿強度螺栓接合部構造等。又,如第3圖所示,以高強度螺 栓9接合樑構件6與Τ型金屬接合物7,且以高強度螺栓8接合 丁型金屬接合物與柱構件5之接合部構件,具有高強度螺栓 摩擦接合部構造與高強度螺栓拉伸接接合部構造,而以高 強度螺栓8接合T型金屬接合物7與柱構件5之接合部構造則 對應後述之高強度螺栓拉伸接合部構造。 本發明中的第1發明係可適用於該高強度螺栓摩擦接合 部構造中者。 (2)高強度螺栓摩擦接合部構造的耐火安全性查證的觀點 鋼骨構造之高強度螺栓摩擦接合部,於火災時之高溫 下’由於螺栓3與樑構件(厚板構件)、雙層板鬆弛及 揚氏係 數降低’而使導入轴向張力弛緩,滑動載重量降低。但由 於火災時高強度螺栓接合部無法支樓最終長期載重量,因 此,在耐火設計之高強度螺栓接合部安全性評估,並非以 π動财力#估,而是以承載壓力(螺栓的長期容許抗剪強度) 評估為較佳。 1243868 若以日本建築學會於1973年制定,並於1993年修訂之「高 強度螺栓接合設計施工指南」中所規定各式(2.3)、(2.4)、 2.2表、2.3表(F10T相當於JISB 1186)為基準考慮,則火災時 之南強度螺检接合部在南溫時之螺检抗剪強度bTt(N/mm2) 5 滿足關係式<1〉時,即可驗證摩擦接合部的财火安全性。 bxt^ βχ Νο/(γχ bAs) <i> 其中’ bTt · rfj溫時之螺栓抗剪強度(N/mm2) bTt=TStV3
TSt:高溫時之螺栓拉伸強度 1〇 # :常溫時之黏滯係數
No :設計螺栓張力(n) γ:對於長期載重之安全率 bAs :螺栓之軸部截面積(mm2) 但,設計螺栓張力(No)係可根據例如,前述日本建築 15 學會「高強度螺栓接合設計施工指南」表示如下··
No : 0· 675><TSxbAe
其中,TS:常溫時螺栓拉伸強度(N/mm2) bAe :螺栓螺絲部之有效截面積(mm2) 又,例如,當黏滯係數(#)為0·45,且對於長期載重安 20 全率(^)為丨·5時,可將<1>式改寫成<ia>式 bit — 0.2025><TSx(bAe/bAs) <la> 此外,例如,常溫時螺栓拉伸強度, 且螺栓螺絲部之有效截面積/螺栓轴部截面積(b Ae/bAs),在 螺絲規格M16、M20、M24(JIS B 〇123)為〇 816,而態為 17 1243868 0.832時,由<la>式可知,Int宜滿足M16、M20、M24之抗 剪強度在231N/mm2以上,而M22之抗剪強度在236N/mm2 以上。 又’本發明人等,在南強度螺栓摩擦接合部之防火設 5 計中發現到,雖然由於以螺栓長期容許抗剪強度評估,而 可能或多或少會影響滑動載重量,但最後仍可以忽視螺帽 及金屬墊圈等的高溫耐力。因此,也可不需要對於在摩擦 接合用之高強度螺栓接合部所使用之構造用高強度六角螺 栓、構造用高強度平面金屬墊圈,賦與特別的耐火特性。 10 另外,柱、樑及合金接合物,基本上是使用具有保證 高溫強度者,但柱、樑也可藉由附加耐火被覆物,以高溫 強度小的材料形成其中一部分而成為無實質性問題之接合 部構造。 2·高強度螺栓拉伸接合部構造 15 (1)高強度螺栓拉伸接合部構造之例 4⑷圖、第4_所示’ τ型金屬接合物7與標錄 又螺拴9進行高強度螺栓摩擦接合。 高強度螺栓拉伸接合,制以傳送高螺栓軸向應力 的接合方法,且係與摩擦接合相同地利用固定高強度螺检 所得到之構件間的壓縮力來傳送應力。又高強度螺检拉 I接合部構造,例如,如第3圖、第4⑷圖、第4⑼圖所示, 二具有代表性者為以高強度螺栓8隔著了 屬接合物 …與樑6(包含合成樑)之接合物構造。又,如第頂、第 藉由高強 ⑺高強度螺栓拉伸接合部之耐火安性查證觀點 1243868 高強度螺栓拉伸接合部,於火災加溫時,由於柱限制了 樑的熱膨脹,故於拉伸接合部會受到來自樑的壓縮力,但 因為滑動負載降低,所以必須以螺栓承載壓力(剪力)支撐 長期負載(樑之長期容許抗剪強度)。此時,如第5圖所示, 5 樑6之上凸緣6a側,由於通常設有床板10,因此,必須考量 床板10内的高強度螺栓8a具有在常溫時的抗剪強度、及其 他高強度螺栓8在高溫時的抗剪強度。又,T型金屬接合物7 與樑6,在上凸緣6a側藉由床板10内的高強度螺栓9a,且在 下凸緣6b側藉由高強度螺栓9b進行高強度螺栓摩擦接合。 10 且,通常於床板10内設置螺樁11,以附加抑制床板10於樑6 之上凸緣6a因剪力而錯移的機能。 另一方面,於火災加溫後的冷卻過程中,由於柱5限制樑 6的收縮,故於拉伸接合部會受到一來自樑6的拉伸張力, 且與火災加溫時情形一樣,由於滑動負載降低,所以必須 15 以螺栓的承載壓力(抗剪)支撐長期負載(樑的長期容許剪 力)。再者,因為由樑6之收縮所產生之拉伸張力作為附加 軸向張力而產生作用,所以,可假設無法協助床板10的協 力之樑6下凸緣6b(及工字樑腹)的高強度螺栓8將會因拉伸 破壞而斷裂。此時,應考量於樑6上凸緣的6a側之床板10a 20 内之高強度螺栓8a具有常溫時之高強度螺栓的抗剪強度, 且於擁6上凸緣6a側的床板10外的高強度螺栓8,具有高溫 時之高強度螺栓的抗剪強度。 由以上得知,高強度螺栓拉伸接合部,結果會由可支撐 長期負載(樑之長期容許剪力)的螺栓數少之火災後冷卻過 1243868 程,來決定耐火安全性。所以,若選定除了滿足關係式<1> 以外,亦滿足常溫時樑的長期容許剪力QS(N)、常溫時螺栓 的抗剪強度bT(N/mm2)及高溫時螺栓的抗剪強度bi:t(N/mm2) 之關係式<2>,且以常溫時樑之長期容許剪力QS(N)為上限 的樑,則可驗證拉伸接合部的耐火安全性。
Qs^ {nsxbx+(nf-ns)xbTt}xbAs <2> 其中,Qs ··常溫時之樑之長期容許剪力 Qs = fsxAb fs :樑之長期容許抗剪強度(N/mm2)
Ab :樑之截面積(mm2) ns :於樑之上凸緣側床板内之拉伸螺栓數 bi:常溫時螺栓之抗剪強度(N/lnrn2) bT = TS/v/~3 TS:常溫時螺栓之拉伸強度(N/mrn2) nf:於樑之上凸緣側之拉伸螺栓數 bit:高溫時之螺栓抗剪強度…心^) bxt=TSt/vr3 TSt·咼溫時之螺栓拉伸強度(n/ mm2) bAs ·螺检之軸部截面積(mm2) 例如,第5圖所示之高強度螺栓拉伸接合部係由M22螺 栓所構成,且在650 C尚溫下,於常溫時螺检抗剪強度(bT) 為815N/mm2,於65〇t高溫時螺栓抗剪強度(μ)為 238N/mm2,當樑6上凸緣6a側之拉伸螺栓8的數目(nf)為4 根’而標之上凸緣6a側之床板10内之拉伸螺栓仏的數目㈣ 20 1243868 為2根,且螺栓之軸部截面積(bAs)為380mm2時,由<2>式可 知常溫時的樑之長期容許抗剪強度Qs可選定在8〇〇kN^ 下。 又,本發明人等發現,由於高強度螺栓拉伸接合部構 造的耐火性設計係以螺栓常溫及高溫的抗剪強度評估,故 螺帽及金屬塾圈等之高溫财力最後是可忽略的。因此,於 拉伸接合部構造中,對於用於螺帽、金屬墊圈之構造用高 強度六角螺帽、高強度平面金屬墊圈,並沒有要求具有特 別的耐火特性。 另外’柱5、樑6及金屬接合金物7,基本上使用具有高 溫強度保證者’且關於柱、樑也可藉由附加耐火被覆物, 以南溫強度小的材料形成其中一部分而成為無實質性問題 之接合部構造。 3 ·高強度螺栓用鋼所要求之特性 15 本發明之無耐火被覆物之高強度螺栓接合部構造,即, 有關於一種使用在無耐火被覆物之高強度螺栓摩擦接合構 造及無耐火被覆物之高強度螺栓拉伸接合構造之高強度螺 栓用鋼,例如,在特開平M91762號公報及特開平3-173745 號公報所揭示之發明中,其係著重於由於延遲破壞造成之 20 螺栓破裂面呈現粒界破壞的現象,並降低構成鋼材中的化 學成分的P、S等不純物來強化粒界,並且由組織控制的觀 點添加Mo、Cr以進行400°C以上之高溫回火,賦與即使造 成延遲破壞原因之氫侵入鋼材中也不至於輕易地被破壞之 特性。又,為降低不純物p,特開平5-9653號公報之發明亦 21 1243868 揭示:降低於粒界中偏析的p,對強化粒界有極為有效。 然而,在前述鋼材中,由於若一定濃度以上的氫侵入鋼 材成分中會引起延遲破壞’故為再提高螺栓的耐延遲破壞 性能,使氫難以侵入鋼材成分中,或降低氫向舊沃斯田體 5 粒界集聚是有效的。 又,特開平5-70890號公報中所揭示之發明中,已有於鋼 材成分中同時添加Si、Ni,來抑制氫侵入及擴散進入鋼材 成分的技術。但是,如此添加Si會損壞螺栓的冷間鍛造性, 而且添加Ni也會使成本提高。 1〇 且,於特開平7-278735號公報中公告之發明中揭示有一 種耐延遲耐火性優異之螺栓用鋼材,該螺栓用鋼材因應上 述之要求,藉由複合添加在回火時可產生顯著的二次硬化 之元素Mo、Cr、V,即使於450°C以上高溫回火,在室溫下 仍有1200N/mm2之拉伸強度。但,不論是在此情形下或即使 是於45〇 °C以上溫度進行回火並將拉伸強度調整至 1400N/mm2以上之情形下,均有導致延遲破壞發生率升高的 問題。 本發明人等,有鑑於上述問題而做了種種研究之結果得 知’導出螺栓拉伸強度與回火溫度的關係式及螺栓拉伸強 2〇 度與由鋼材化學成分計算出碳當量數之關係式,並設定滿 足這兩式之鋼材化學成分,並且藉由淬火及回火處理,碟 認可得到可將螺栓拉伸強度調整至12ΟΟΝ/mm2以上且作為 耐延遲破壞性優異之高強度螺栓用鋼材之適用性高的鋼 材0 22 1243868 另一方面,鋼材的耐火溫度係已確認利用以以為主要成 刀並㊁有C、Si、Μη,且於其中添加在如而;j*熱鋼中使用 之Cr、Μο'Μη、V等合金元素,可將耐火溫度標準值提高 至600°C以上。 5 又,本發明人等,由以上已發現··耐延遲破壞性優異之 高強度螺栓與耐火性優異之高強度螺栓,在鋼材的化學成 分觀點方面具有共同之問題,且藉由解決此問題可以實現 同時具有兩者之特性且於650°C具有優異耐火性之無耐火 被覆物接合部,並可得到超高強度螺栓。 10 (1)超高強度螺栓用鋼材之化學成分 以下說明在本發明之無耐火被覆物之高強度螺栓拉伸接 合部構造,即,無耐火被覆物螺栓摩擦接合構造及無耐火 被覆物之南強度螺栓拉伸接合構造中,作為超高強度螺检 用鋼材使用之適用性高的鋼材之化學成分(質量%)的例子。 15 C,係藉由淬火、回火處理來確保拉伸強度之必要元素, 其含量在小於0.30%則無法確保室溫強度,然而,添加超過 0.45%會導致動性劣化。因此,其成分範圍限定於〇〇 3%以 上〜0. 45%以下。
Si ’為脫氧之必要元素,可有效提高鋼材強度。其含量 20在0·1%以上會導致韌性劣化,且鋼材脆性變為顯著。又I 由於肥粒鐵是固溶強化作用大的元素,因此會使球狀化退 火、冷鍛變得難以進行。此外,於熱處理時會容易引起粒 界氧化,且由於其切斷效果而使螺拴的耐延遲破壞性劣化 之兀素應該盡可能地減少。故,其成分範圍限定為小於 23 1243868 0.10%。 Μη,係為了使淬火性提高之有效元素其添加量在〇麟 以下時無法得到所期望之效果;㈣,添加1〇〇%以上則會 產生回火脆化、耐延遲破壞性會劣化,故,成分範圍限定 5 為大於0.40%且小於1.〇〇〇/。。 Ρ,係於粒界偏析使粒界強度降低,且使耐延遲破壞性劣 化之元素。又,在腐蝕環境顯著之鹽酸中,透過在鋼材表 面促使產生氫之效果使鋼材腐蝕量增加之元素,因此,應 該盡可能地減少。若其含有量在〇〇1〇%以上則侵入鋼材中 10之氫會顯著地增加,因此,限定為小於0.010%。 s,係於粒界偏析而促使鋼材脆化之元素,因此,應該盡 可能地減少。由於該含有量超過0010%以上時,會使脆化 現象更為顯著,故,限定在0010%以下。
Cr ’係可提高鋼材粹火性質並使高溫強度增加之元素, 15 且具有賦與鋼材於回火後抵抗軟化之效果,但其添加量小 於0.5%則無法得到前述作用之效果;另一方面,在考慮經 濟性的情況下,其添加量限定在0.5%以上〜小於1.5%。
Mo ’係可提升高溫強度最有效的元素,且可以藉由高溫 回火以提高耐延遲破壞性之元素但其添加量小於〇·35%則 2〇 無法付到所期望之效果,另一方面,若添加超過1.5%則會 使、/乎火時為熔解的碳化物難以固溶於母相,而導致延性受 損;故,其添加量限定為大於0.35°/◦〜小於1.5%。 V ’係進行回火時以微細之碳化物、氮化物析出,可提升 鋼材強度(包含高溫強度),而成為可高溫回火元素,且有使 24 1243868 舊沃斯田體粒界微細化之效果。又,回火時粒界内所析出 之氮、碳化物會成為氫之結晶缺陷,藉由減少氫集聚於粒 界,可達到大幅地提升耐延遲破壞特性之效果。但其添加 量在0.3%以下時無法達到舊沃斯田體粒度N〇1〇,亦無法提 5升耐延遲破壞特性;然而,若添加超過1.0%則會減損螺栓 之冷鍛性。且,由於V為高價元素,亦需考量經濟性,故, 其含量限定為大於0.3%〜1.0%以下。 (2)回火溫度特性 延遲破壞,由於會呈現舊沃斯田體粒界裂痕,故為了提 1〇 升螺栓之耐延遲破壞特性,最好避開250〜400。(:之低溫回火 脆性溫度區域,此外,為了抑制薄膜狀雪明碳鐵會向舊沃 斯田體粒界析出,可藉由回火溫度上昇有效地控制碳化物 之型態,及使成為氫之結晶缺陷的V氮碳化物析出,可有效 降低氫集聚於粒界。因此,回火溫度可在45〇。(3以上。 15 但是,不只如此,本發明人等由此實驗結果發現螺栓的 耐延遲破壞特性,若設定至滿足於高強度螺栓之拉伸張力 TS(N/mm2)與回火溫度(。(:)之關係式<3>及高強度螺栓之拉 伸張力TS(N/mm2)與碳當量數Ceq(%)之關係式<4>的回火溫 度,可充分地防止延遲破壞發生。 20 藉由使用滿足如上述條件鋼材於高強度螺栓,即可得 到,例如,常溫時螺栓拉伸強度(TS)在1200N/mm2以上且於 650 C之螺栓抗另強度(bit)滿足上述關係式<ι>之耐火性優 異的高強度螺栓,並藉由使用此超高強度螺栓,可實現無 耐火被覆物之而強度螺栓摩擦接合部及無耐火被覆物之高 25 1243868 強度螺栓摩擦接合部。 TS^(l.lxT+850) <3> TS^(55〇xCeq+l〇〇〇) <4> 其中,TS :常溫時之高強度螺栓之拉伸強度(N/mm2) 5 T :回火溫度(°C)
Ceq :碳當量數(%)
Ceq=C+(Mn/6)+(Si/24)+(Ni/40)+(Cr/5)+(Mo/4) +(V/14)。 [回火實驗例] 10 使用具有如第1表所示之化學成分組成之本發明試樣鋼 材(1〜10),且對直徑Φ21.5mm的線材進行熱軋壓,並由所得 到之各種線材做成螺絲部為M22之高強度螺栓,再經淬 火、回火,將螺栓的拉伸強度調整成於1200〜1700(N/mm2) 範圍間之超高強度螺栓。 15 在此,螺栓拉伸強度係以成分與回火溫度調整之,且回 火溫度係在290〜700°C範圍進行,此回火動作係用以評估高 溫特性而賦與其高溫條件。此回火溫度TfC)與回火後之實 驗例(試樣鋼材1〜10 )之超高強度螺栓拉伸強度T S (N / m m2)及 比較例(試樣鋼材11〜18)之高強度螺栓顯示於第2表中。 20 第6圖及第7圖係使用於第1表所示之本發明試樣鋼材 (1〜10)與比較例(試樣鋼材11〜18)所得到許多具體實驗數 據’並以圖中X記號(發生延遲破壞)及〇記號(未發生延遲 破壞)表示回火後是否發生延遲破壞。在滿足前述關係式 <3>及<4>領域中,兩圖均顯示沒有發生延遲破壞之情形。 26 1243868 第1表 試樣鋼材 化學成分(質量%) Ceq C Si Μη Ρ S Cr Mo A1 V Ni Ti Nb 1 0.40 0.07 0.42 0.005 0.009 0.61 1.20 0.020 0.56 0.935 2 0.34 0.04 0.79 0.007 0.003 1.21 0.99 0.015 0.36 0.989 3 0.34 0.03 0.66 0.002 0.002 0.98 0.50 0.062 0.67 0.820 4 0.39 0.07 0.50 0.008 0.008 1.21 0.58 0.025 0.35 0.888 5 0.39 0.05 0.51 0.005 0.009 1.21 0.57 0.021 0.34 0.886 6 0.40 0.08 0.81 0.005 0.008 0.58 0.22 0.019 0.35 0.65 0.04 0.751 7 0.40 0.05 0.54 0.08 0.008 1.00 1.00 0.032 0.32 0.942 8 0.44 0.03 0.85 0.005 0.004 0.90 1.45 0.020 0.70 0.50 0.02 1.188 9 0.43 0.05 0.80 0.005 0.003 1.01 1.20 0.033 0.40 0.20 1.100 10 0.42 0.05 0.75 0.003 0.004 0.83 1.10 0.030 0.40 0.10 0.020 1.020 11 0.41 0.08 0.95 0.007 0.001 1.41 0.93 0.072 0.40 0.00 1.115 12 0.31 0.06 0.50 0.018 0.007 1.01 0.60 0.032 0.29 0.00 0.769 13 0.34 0.17 0.76 0.015 0.017 1.00 0.17 0.025 0.00 0.00 0.716 14 0.19 0.08 0.97 0.013 0.004 0.15 0.00 0.032 0.00 0.00 0.385 15 0.40 0.23 0.81 0.005 0.008 0.58 0.22 0.019 0.00 0.65 0.04 0.732 16 0.32 0.21 0.62 0.010 0.008 1.25 0.59 0.027 0.00 0.00 0.02 0.002 0.830 17 0.30 0.94 0.49 0.011 0.006 1.99 0.20 0.074 0.00 0.00 0.869 18 0.32 0.99 0.46 0.007 0.006 1.97 0.40 0.027 0.00 0.00 0.932
Ceq=C+(Mn/6)+(Si/24)+(Ni/40)+(Cr/5)+(Mo/4)+(V/14) 第2表 試 回火 拉伸強度 TSS TSS 臨界擴散性氫含 樣 溫度 TS 1.1T+850 550Ceq+1000 量 鋼 T(〇C) (N/mm2) (ppm) 材 實 1 550 1338 〇 〇 1.54 驗 2 550 1408 〇 〇 0.91 例 3 500 1362 〇 〇 1.54 4 625 1426 〇 〇 1.40 5 650 1312 〇 〇 1.70 6 450 1316 〇 〇 0.70 7 570 1470 〇 〇 0.90 8 700 1605 〇 〇 0.95 9 660 1550 〇 〇 1.05 10 640 1502 〇 〇 1.20 比 11 525 1652 X X 0.12 較 12 440 1469 X X 0.29 例 13 390 1567 X X 0.05 4 14 290 1384 X X 0.09 15 435 1482 X X 0.40 16 450 1473 X X 0.45 17 450 1497 X X 0.25 18 400 1651 X X 0.10
Ceq=C+(Mn/6)+(Si/24)+(Ni/40)+(Cr/5)+(Mo/4)+(V/14) 5 滿足上式:〇 不滿足上式:X
Example Example 1 27 1243868 此實施例1,係隔著如第1圖所示之外層雙層板2a、内側 雙層板2b與側面雙層板2c以高強度螺栓3接合樑la、lb之高 強度螺栓摩擦接合構造的情形。另,在此係樑la、lb、外 側雙層板2a、内侧雙面板2b與側面雙面板2c,使用在650°C 5 具有保證高溫強度之情形。 第8圖,對於螺絲部為M22(JIS B 0123)之高強度螺栓而 言,合併比較例1(一般F10T(JIS B 0123))螺栓與比較例2(耐 火F10T(JIS B 1186))螺栓,顯示本發明之超高強度螺栓的抗 剪強度TS//-3(N/mm2)與試驗溫度(°C)的關係。又,本發明 10 之超高強度螺栓係將在常溫時的拉伸強度調整為 1400N/mm2以上,且跎超高強度螺栓的長期容許抗剪強度 為236N/mm2,而比較例1、2之長期容許抗剪強度為 147N/mm2。 又,於第8圖中,本發明之超高強度螺栓,常溫時的拉伸 15 強度為 1412N/mm2(=815N/mm2Xv/~3),並且650°C 的螺栓抗 剪強度(bit)滿足前述關係式<ι>,且本發明之超高強度螺栓 於650°C時具有為比較例1.3倍之抗剪強度(ht)。 又’第9圖、第1〇圖、第Η圖係對於螺絲部為M16、M2〇、 M24之本發明之超高強度螺栓,分別顯示抗剪強度TS/, 20 3(N/mm2)與試驗溫度(°C)的關係。又,所有圖均顯示,本發 明之超咼強度螺栓於650°C的螺栓抗剪強度(bit),滿足前述 關係式< 1 >。
Example 2 此實施例2係以高強度螺栓8接合第5圖所示之柱5與T型 28 10 1243868 至屬接合物7之高強度螺栓拉伸接合部構造,且是在有床板 10的情形下’其中柱5、τ型金屬接合物7係使用在65(rc具 有保證高溫強度者,且使用樑的拉伸強度為40_麵2級 者。
第12、13圖分別顯不在樑6上凸緣6&側之床板1〇内之拉伸 累4王8a數目為2根、4根的情形下,以螺絲構件M22(JIS B 0123)接合阿強度螺栓之柱埃了形金屬接合物7的拉伸接合 部之例。 第3表係對於第12圖、第13圖之高強度螺检接合部構造, 顯示第8圖所示之各數值,並由前述關係式〇,求得於65〇 c之樑之長期容許抗剪強度Qs,同時亦顯示選定樑截面(h I載面“)的上限之例。在第3表中,本發明之超高強度螺 才王田在床板10内的拉伸螺栓8a數目為2根時(第12圖)可選 定H 40Gx2GGx8xl3,又,當床板1()内的拉伸螺栓仏數目為4 根時(第13圖)可選定η·_χ2_12χ22,與比較例之螺检相 比可以遥疋長期容許抗剪強度Qs較大的樑。 第3表 μ
高強度螺 检 比較例 般栓火栓 螺耐螺
T 拉伸 接合部 形式 圖12 樑之上 凸緣側 之螺栓 數nf 4 樑上凸緣 側之床板 内螺栓數 ns 2 樑之長期容 許剪力 Qs 以下 以選定之樑截面 為上限之例(以 400N/mm2級的拉 伸強度為例)
圃13 圖12 圖13 l,〇96kN 以 下 800kN以下 l,42〇kN 以下 Η-600χ200χ9χ16 Η-400χ200χ8χ13 Η-600χ200χ12χ22 本發耐火超高 明例強度螺栓 係在常溫時及650 由上述可知,本發明之超高強度螺栓, 29 1243868 °c高溫時,敎性(高溫強度)及耐輯破壞性優異,且具有 可充分地滿足於日本建築學會於1973年制定,並於⑽年 修訂之「高強度螺检接合設計施工指南」中規定之特性, 並確認藉由使用高強度螺栓可實現無耐火被覆物之高強度 5螺栓接合部構造,即,無耐火被覆物之高強度螺检摩擦接 合部構造與無耐火被覆物之高強度螺栓拉伸接合部構造。 又,本發明不僅限於上述構造例與實施例内容,且對於 接合部構造條件、高強度螺栓(包含形成耐火鋼材)條件而 言,亦可因應對象接合部、使用部位、環境條件等種種特 10 性之要求,於下述各項申請專利範圍内變更。 本發明係於一種可形成具耐火性要求的鋼骨構造物之高 強度螺栓接合部構造,基本上作為接合對象之主要構件(例 如,柱及樑或厚板)在650°C具有充分的高溫強度,並以可 實現無耐火被覆物接合物作為前提,將該主要構件(例如, 15 柱及樑或厚板)的南溫強度;例如,使用於常溫下螺栓拉伸 強度為習知F10T螺栓的1.4倍以上,且在650它時抗剪強度 為習知财火F10T螺栓之1.3倍,且耐火性及耐延遲破壞性優 異之超高強度螺栓,藉此可實現於650°C高溫時無耐火被覆 物之高強度螺栓接合部構造,並可實現降低成本、縮短工 20 期之目的。 另外,在本發明中使用螺帽及金屬墊圈時,由於火災時 螺栓接合部轉變成承載壓力狀態,此時,在高強度螺检中 所要求之剪應力並無作用,因此,可以利用未規定耐火性 之一般構造用高強度六角螺栓、構造用高強度金屬墊圈來 30 1243868 對應,可抑制成本升高。 又,在本發明使用之樑構件及金屬接合物的-部份等, 由於因應使用部位不同所要求之特性來嚴格選擇,故可降 低原料成本及縮短施工時間等。 5 【圖 】 第1圖係表示本發明中作為接合對象之樑構件的高強 度螺栓摩擦接合構造例之立體說明圖。 第2圖係表示本發明中作為接合對象之厚板構件的高 強度螺栓摩擦接合構造例之截面說明圖。 10 第3圖係表示本發明中作為接合對象之樑-τ型金屬接 合物的面強度螺检摩彳祭接合部構造及柱-T型金屬接合物的 高強度螺栓拉伸接合部構造例之部分立體說明圖。 第4(a)圖係以第3圖之樑-T型金屬接合物的高強度螺检 摩擦接合部構造及柱-T型金屬接合物的高強度螺栓拉伸接 15 合部構造為例之部分截面說明圖。 第4(b)圖為第4(a)圖之部分平面說明圖。 第5圖係以標-T型金屬接合物的南強度螺检摩擦接合 部構造及柱-T型金屬接合物的高強度螺栓拉伸接合部構造 為例,且於樑上凸緣的上部,配置床板時之部分截面說明 20 圖。 第6圖係表示鋼材的回火溫度、拉伸強度(ts)與是否有 延遲破壞之關係說明圖。 第7圖係表示鋼材之碳當量數(Ceq°/〇)、拉伸強度(Ts) 與是否有延遲破壞之關係說明圖。 31 1243868 第8圖係表示試驗溫度與螺栓抗剪強度(TS//3)間關係 說明圖(使用M22螺栓情形下)。 第9圖係表示試驗溫度與螺栓抗剪強度(TS//3)間關係 說明圖(使用Μ16螺栓情形下)。 5 第10圖係表示試驗溫度與螺栓抗剪強度(TS//~3)間關 係說明圖(使用M20螺栓情形下)。 第11圖係表示試驗溫度與螺栓抗剪強度(TS/vr3)間關 係說明圖(使用M24螺栓情形下)。 第12(a)圖係表示以一配置有床板之柱·樑的高強度螺 10 栓拉伸接合部構造為例之部分截面圖(床板内之T型金屬接 合物用螺栓為2個的情形下)。 第12(b)圖為第12(a)圖之τ型金屬接合物的側視說明 圖。 第12(c)圖為第12(a)圖之平面說明圖。 15 第13(a)圖係表示以一配置有柱-樑之高強度螺栓拉伸 接合部構造為例之部分截面說明圖(床板内之τ型金屬接合 物用螺栓為4個的情形下)。 第13(b)圖為第13(a)圖之τ型金屬接合物的側視說明 圖。 20 第13(c)圖為第13(a)圖之平面說明圖。 32 1243868 【圖式之主要元件代表符號表】 3、8、&、9、%"高強度螺栓 5".才封幫牛 6"綱牛 5 6a· ··樑^上凸緣 6b…樑之下凸緣 7…T型嫌樹勿 10…康板 la、lb…Η型樹牛 10 Id、le…磁衛牛 2a"夕陳槪 2b".i^f貝慢尉反 2c···側破驗 2d"上嫩槪 15 2e.··下嫩層
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Claims (1)
1243868 拾、申請專利範圍: 1· 一種然耐火被覆物之高強度螺栓接合部構造,係具有包 含柱及(或)樑之鋼骨構造物耐火性之高強度螺栓接合部 構造’又’係使用於常溫下螺栓之拉伸強度(TS)在 5 1200N/mm2以上,且於650°C之螺栓抗剪強度(bit)可滿 足下述<1>式耐火性優異之高強度螺栓者, bxt^ β χ Νο/(γχ bAs) <1> 其中,brut :高溫時之螺栓抗剪強度(N/ mm2) bxt=TSt//~3 10 TSt :高溫時之螺栓拉伸強度(N/mm2) // ·常溫時之黏滯係數 No :設計螺栓張力(N) γ:對於長期載重之安全率 bAs •螺栓之轴部截面積(mrn2)。 15 2·如申請專利範圍第1項之無耐火被覆物之高強度螺栓 接合部構造’其中前述高強度螺栓接合部構造,於常溫 時之前述樑之長期容許剪力(qs)係滿足下述<2>式 Qs$ {nsxbT+(nf-ns)xbi:t}xbAs <2> 其中,Qs :常溫時之樑之長期容許剪力(N) 20 Qs = fsxAb fs :樑之長期容許抗剪強度⑽爪㈤2) Ab :樑之截面積(rnm2) ns ·於樑之上凸緣側床板内之拉伸螺栓數 bl::常溫時螺栓之抗剪強度(N/mm2) 34 1243868 bx-TS/^3 TS:常溫時螺栓之拉伸強度(N/mm2) nf:於樑之上凸緣側之拉伸螺栓數 but:高溫時之螺栓抗剪強度(N/mm2) 5 bxt=TSt/v/'3 TSt:高溫時之螺栓拉伸強度(N/mm2) bAs :螺栓之軸部截面積(mm2)。 3. 如申請專利範圍第1或2項之無耐火被覆物之高強度螺 栓接合部構造,其中前述高強度螺栓接合部構造係由高 10 強度螺栓、螺帽、一組金屬墊圈及金屬接合物所構成, 且前述螺帽及金屬墊圈,係未規定耐火性能之一般構造 用之六角螺帽構造用之高強度平面金屬墊圈。 4. 如申請專利範圍第1或2項之無耐火被覆物之高強度螺 栓接合部構造,其中前述高強度螺栓接合部構造,係由 15 高強度螺栓、螺帽、一組金屬墊圈及金屬接合物所構 成,且前述金屬接合物之一部或全部係由具有保證高溫 強度之鋼材所形成。 5. 如申請專利範圍第1或2項之無耐火被覆物之高強度螺 栓接合部構造,其中於前述高強度螺栓接合部構造中, 20 所使用之前述柱及/(或)樑之一部或全部係由具有保證 向溫強度之鋼材所形成。 6. 如申請專利範圍第1或2項之無耐火被覆物之高強度螺 栓接合部構造,其中前述高強度螺栓,以質量°/〇計,含 有:C : 0.30〜0.45% ; Si ··小於 0.10% ; Μη :大於 0.40%, 35 1243868 小於 1.00% ; P :小於 0.01% ; S : 0.010%以下;Cr: 0.5% 以上,小於1.5% ; Mo :大於0.35% ,小於1.5% ; V : 5 大於0.30% ,1.0%以下,而殘留物係由Fe及不可避免 之不純物所構成,且滿足下述<3 >、<4>式之对火性及 耐延遲破壞特性優異之超高強度螺栓, TS^(l.lxT+850) <3> TS^(55〇xCeq+l〇〇〇) <4> 其中’ TS ·常溫時之高強度螺检之拉伸強度(N/mm2) T :回火溫度(°C) Ceq :碳當量數(%) Ceq=C+(Mn/6)+(Si/24)+(Ni/40)+(Cr/5)+(Mo/4)+ (V/14) 〇 如申請專利範圍第3項之無耐火被覆物之高強度螺栓 接合部構造’其中前述高強度螺栓,以質量%計,含有: 15 20 C : 0.30〜0.45% ; Si :小於 0.10% ; Μη : 0.40%以上;小 於 1·00ο/〇,Ρ :小於 0 〇1〇/0 ; S : 〇·〇1〇〇/〇以下;Cr : 0.5% 以上’小於1.5。/〇 ; Mo : 0.35%以上,小於ι·5% ; V : 0.30%以上’ ι·〇%以下,而殘留物係由Fe及不可避免 之不純物所構成,且滿足下述<3>、<4>式之耐火性及 而才延遲破壞特性優異之超高強度螺栓, TS ^ (1.1 xT+850) <3> TS € (55〇xCeq+l〇〇〇) <4> 其中’ TS :常溫時之高強度螺栓之拉伸強度(N/mm2) T :回火溫度(°c) 36 1243868 Ceq :碳當量數(%) Ceq=C+(Mn/6)+(Si/24)+(Ni/40)+(Cr/5)+(Mo/4) +(V/14)。 8·如申請專利範圍第4項之無耐火被覆物之高強度螺栓 5 接合部構造,其_前述高強度螺栓,以質量%計,含有: C : 0.30〜0.45% ; Si ··小於 0.10% ; Μη : 0.40%以上;小 於 1.00% ; Ρ :小於 0.01% ; S : 0.010%以下;Cr : 0.5% 以上,小於1.5% ; Mo : 0.35%以上,小於1.5% ; V : 0.30%以上,1.0%以下,而殘留物係由Fe及不可避免 10 之不純物所構成,且滿足下述<3>、<4>式之耐火性及 耐延遲破壞特性優異之超高強度螺栓, TS^(l.lxT+850) <3> TS^(550xCeq+1000) <4> 其中,TS :常溫時之高強度螺栓之拉伸強度(N/mm2) 15 T :回火溫度(°C) Ceq :碳當量數(%) Ceq=C+(Mn/6)+(Si/24)+(Ni/40)+(Cr/5)+(Mo/4) +(V/14)。 9·如申請專利範圍第5項之無耐火被覆物之高強度螺栓 20 接合部構造,其中前述高強度螺栓,以質量%計,含有: C : 0·30〜0.45% ; Si :小於 0.10% ; Μη : 0.40%以上;小 於 1.00% ; Ρ :小於 0.01% ; S : 0.010%以下;Cr : 0.5〇/〇 以上,小於1.5% ; Mo : 0.35%以上,小於1.5% ; V : 0.30%以上〜1.0%以下,而殘留物係由Fe及不可避免之 37 1243868 不純物所構成,且滿足下述<3>、<4>式之耐火性及耐 延遲破壞特性優異之超高強度螺栓, TS^(l.lxT+850) <3> TS^(55〇xCeq+l〇〇〇) <4> 5 其中,TS :常溫時之高強度螺栓之拉伸強度(N/mm2) T :回火溫度(°C) Ceq :碳當量數(°/〇) Ceq=C+(Mn/6)+(Si/24)+(Ni/40)+(Cr/5)+(Mo/4) +(V/14)。
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