高温下不锈钢螺栓的材料性能试验研究

张筠，林辉，胡鹰，杨成博

(重庆大学 土木工程学院，重庆 400045)

不锈钢是指以不锈、耐腐蚀性为主要特征，且铬(Cr)含量至少为10.5%，碳(C)含量最大不超过1.2%的钢[1]。不锈钢构件的抗火性能较碳钢构件要好很多，相同条件下的约束柱，不锈钢的抗火性能能够达到碳钢的两倍[2]。此外，不锈钢结构由于其突出的建筑美学优势、良好的耐腐蚀性能和较低的全寿命周期成本，迅速在建筑结构领域得到广泛应用，取得了很好的社会效益和经济效益，成为最得到认可的建筑结构材料[3]。

螺栓连接是钢结构建筑最常见的连接方式之一，作为节点的基本组成部分，螺栓通常承受着火灾等灾害产生的附加荷载，对结构的承载安全至关重要。不锈钢螺栓可以由各种不锈合金制得，其极限强度可以达到480～1 500 MPa。虽然高强度碳钢螺栓以其更高的强度及新的设计方法得到了广泛应用，如8.8级和10.9级螺栓，但其在火灾中的力学性能下降速度比普通碳钢螺栓更快[4]。Cen[5]肯定了不锈钢螺栓在建筑钢结构中潜在的实用价值，为不锈钢螺栓的大力发展埋下了伏笔。目前，对螺栓高温下力学性能的研究，主要针对高强度螺栓。Kodur等[6]对美国的高强螺栓A325、A490在火灾下的性能劣化进行了研究，随后Lange等[7]研究了10.9级高强螺栓高温下的力学性能。Ohlund等[8]尝试从微观结构上探讨不同类型的超高强螺栓的物理性能。而有关不锈钢螺栓高温下力学性能的研究，仅有Moreno 等[9]关于M12不锈钢螺栓抗火性能的报道，其研究重点是螺栓的极限强度及其失效机制，报道中涉及强度和弹性模量的折减数据十分有限。……