强力螺栓摩擦连接结构及其钢材制造技术

一种强力螺栓摩擦连接结构，其特征是：在构成一个摩擦连接面的２件钢材中，其中一侧钢材的摩擦面的表层部的硬度与另一侧钢材的摩擦面的表层部的硬度的比值在２．５以上；使表层部的硬度较大的层的深度为０．２ｍｍ以上；进一步，在上述摩擦面的２个表层部中，沿其中表层部硬度较大的一侧的表面上设置三角形的波浪状或棱锥状的多个突起，且该突直的高度为０．２～１．０ｍｍ，同时使表层部硬度较小的另一侧的表面的最大表面粗糙度与该突起的高度相比充分地小。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在连接建筑钢结构件或其它钢结构件的钢材时可采用的强力螺栓摩擦连接结构及其所用的钢材。通常，在因强力螺栓对建筑钢结构件进行摩擦连接时，目前标准的钢材的摩擦连接面是户外自然生锈的铁锈面、或者喷丸除锈面。但是，在使其生锈为标准的方法中，在生锈面的表面的凹凸的突起高度例如大约是0.07mm，而且考虑到因突起的高度和形状的不同而带来的施工时的较大的偏差，则在进行连接部设计时就不可能采用比0.45更大的摩擦系数值。这里，所说的摩擦系数，是指摩擦阻力与强力螺栓的紧固力的比值(μ)。另外，在由喷丸除锈的面为标准的方法中，表面凹凸的突起高度最大为0.07～0.10mm，而且其Rz(DIN)为0.05～0.07mm，若再考虑到在实际施工时会有偏差，则仍然很难采用比0.45更大的摩擦系数值。鉴于这样的情况，日本建筑学会JASS6将摩擦系数的设计值确定在μ＝0.45这一较低的水平上。进一步，在由铁锈面组成摩擦连接面的场合，因为处在锈蚀状态，事先就不能对钢材表面中的摩擦连接面部分进行涂层或涂油等防止生锈的处理，而且还必须完全除去表面的附着物，这样就使得在施工时对钢材的品质管理变得很麻烦。因此，为了获得稳定而且大的摩擦系数，日本专利公报特开昭51-52336号提出了一种在钢材的摩擦面上实施特殊的涂层后用强力螺栓进行连接的方法；日本专利公报特开平1-266309号提出了一种对钢材的摩擦面进行陶瓷等离子体喷镀处理后用强力螺栓进行连接的方法，进一步还提出了一种对钢材的摩擦面进行氧化铝喷镀处理或进行富锌涂层处理后用强力螺栓进行连接等方法。但是，在采用日本专利公报特开昭51-52336号所公开的方法时，因必须对钢材实施特殊的涂层处理，所以很麻烦；另外在采用日本专利公报特开平1-266309号所公开的方法时，进行钢在结构件加工时，由于需要用于喷镀氧化铝或涂装高锌涂层的新的专用设备，而且还存在钢骨架的加工和连接施工变得麻烦这一问题。所以目前的状况是，上述的任何一种方法都没有得到广泛的实际应用。因此，本专利技术人开发了一种通过使由强力螺栓的紧固而被摩擦连接着的一侧的钢材的摩擦面侧的表面硬度和表面粗糙度比另一侧的钢材的摩擦面侧的表面硬度和表面粗糙度大，而可以较容易地确保摩擦系数在0.6以上的强力螺栓摩擦连接结构。日本专利公报特开平6-146427号公开了该技术。依据上述日专利公报特开平6-146427号所公开的强力螺栓摩擦连接结构，可以稳定的地确保0.60以上的摩擦系数值，但其最大值仅在比0.85稍大一些的程度上。另外，虽然公开了由喷砂处理而使表面粗糙化的方法，但经过喷砂处理的摩擦面的凹凸高度充其量是0.15mm左右，而且由于用十点部位的平均粗糙度指标Rz(DIN)来反映其凹凸状态时，其凹凸形状和分布是不确定的，所以其摩擦系数值有时会产生不可忽视的分散性。其结果是，存在不能获得比0.85更大的摩擦系数值这一问题。然而，近年来随着钢结构件的大型化和大跨度化，所使用的钢材的板厚也在变厚，同时还存在钢材的高强度化趋势，而且还进一步更高地要求连接部加工的简单化、省力化以及施工时的高速化。作为适应这些要求的一种有效手段，就必须考虑连接部的高耐力化，以及为在强力螺栓摩擦连接部增大紧固力而要求强力螺栓的的高强度化，和增大摩擦系数。因此，就摩擦系数来说，必须确保是现在的基准值的2倍(0.9)以上。本专利技术的目的在于提供一种强力螺栓摩擦连接结构及其钢材，使其能够在由强力螺栓所夹紧着的钢材的摩擦连接部稳定地确保0.9以上的较高的摩擦系数值、使摩擦连接面的质量稳定化和摩擦连接面的施工管理变得更加简单、并能在总体上降低强力螺栓摩擦连接部的成本。为达到上述目的，本专利技术提供了以下述内容为要点的强力螺栓摩擦连接结构和该结构中所使用的钢材。(1)一种强力螺栓摩擦连接结构，其特征是构成一个摩擦连接面的2件钢材中，其中一侧的钢材的摩擦面的表层部的硬度与另一侧的钢材的摩擦面的表层部的硬度的比值在2.5以上；使表层部的硬度较大的层的深度为0.2mm以上；进一步，在上述摩擦面的2个表层部中，沿其中表层部的硬度较大的一侧钢材的表面上设置三角形的波浪状或棱锥状的多个突起，且该突起的高度为0.2～1.0mm，并且使表层部的硬度较小的一侧钢材的表面的最大表面粗糙度与该突起的高度相比充分地小。(2)一种由强力螺栓所构成的多件钢材的摩擦连接结构，使构成一个摩擦连接面的至少一侧钢材的摩擦连接面的表层部的硬度与另一侧钢材的摩擦连接面的表层部的硬度的比值在2.5以上；且使具有2.5以上的上述硬度比的钢材的表层部的硬度层在0.2mm以上，同时在其表面的一部分以至整个面上设置具有0.2～1.0mm高度的多个突起。(3)一种由强力螺栓所构成的多件钢材的摩擦连接结构，使构成一个摩擦连接面的至少一侧钢材的摩擦连接面的表层部的硬度与另一侧钢材的摩擦连接面的表层部的硬度的比值在2.5以上；且使具有2.5以上的上述硬度比的钢材的表层部的硬度层在0.2mm以上，并在其表面的一部分以至整个面上设置具有0.2～1.0mm高度的多个突起，同时在具有2.5以下硬度比的另一个钢材的摩擦连接面的表层部上设置高度在0.1mm以下的多个突起。(4)一种由强力螺栓所构成的多件钢材的摩擦连接结构，至少设置在一侧钢材的摩擦连接面的表层部的表面上的多个突起的范围，是以为插入螺栓而设置的螺栓孔的孔心为中心的、由半径为上述螺栓轴部半径的3.0倍以上的圆和4倍以下的圆之间所围的区域，或者是由分别外接于上述2个圆的多边形之间所围的区域。(5)一种强力螺栓摩擦连接结构所用的钢材，其特征是构成一个摩擦连接面的2件钢材中，其中一侧钢材的摩擦面的表层部的硬度与另一侧钢材的摩擦面的表层部的硬度的比值在2.5以上；使表层部的硬度较大的层的深度为0.2mm以上；进一步，在上述摩擦面的2个表层部中，沿其中表层部的硬度较大的一侧的表面上设置三角形的波浪状或棱锥状的多个突起，该突起的高度为0.2～1.0mm，并且使表层部的硬度较小的一侧的表面的最大表面粗糙度与该突起的高度相比充分地小。(6)一种用于由强力螺栓所构成的多件钢材的摩擦连接结构的钢材，使构成一个摩擦连接面的至少一侧钢材的摩擦连接面的表层部的硬度与另一侧钢材的摩擦连接面的表层部的硬度的比值在2.5以上，且使具有2.5以上的上述硬度比的钢材的表层部的硬度层在0.2mm以上，同时在其表面的一部分以至整个面上设置具有0.2～1.0mm高度的多个突起。(7)一种用于由强力螺栓所构成的多件钢材的摩擦连接结构的钢材，使构成一个摩擦连接面的至少一侧钢材的摩擦连接面的表层部的硬度与另一侧钢材的摩擦连接面的表层部的硬度的比值在2.5以上，且使具有2.5以上的上述硬度比的钢材的表层部的硬度层在0.2mm以上，并在其表面的一部分以至整个面上设置具有0.2～1.0mm高度的多个突起，同时使设置于具有2.5以下的硬度比的其它钢材的摩擦连接面的表层部上的多个突起的高度在0.1mm以下。(8)一种在上述(1)～(7)的任意1项中所述的强力螺栓摩擦连接结构以及摩擦连接用钢材，其多个突起的角度(对置的两斜面间的夹角)是60°～120°。(9)一种在上述(1)～(8)的任意1项中所述的强力螺栓摩擦连接结构，在其构成一个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宇野畅芳，志村保美，
申请(专利权)人：新日本制铁株式会社，
类型：发明
国别省市：