高层建筑用钢材概述和应用

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多高层钢结构(一)

多高层钢结构(一)

多高层钢结构(一)引言概述:多高层钢结构一直受到建筑界的广泛关注,其优势如高强度、轻质和耐久性使得其成为现代建筑设计中的首选材料之一。

本文将从多个方面介绍多高层钢结构的特点和应用,旨在提供对于多高层钢结构的全面了解。

正文内容:1. 钢结构的特点1.1 高强度:钢材具有较大的抗拉、抗剪和抗压能力,在高层建筑中能够承受较大的荷载。

1.2 轻质:相比混凝土结构,钢结构的重量较轻,可减轻建筑自重并方便施工。

1.3 耐久性:钢材对于环境的腐蚀和老化能力较强,能够保持长期的使用寿命。

2. 多高层钢结构的应用领域2.1 商业建筑:多高层办公楼、购物中心等商业建筑常采用钢结构,可以提供灵活的空间布局和快速建设。

2.2 住宅建筑:高层公寓、别墅群等住宅建筑也可以采用钢结构,可实现异型布局和个性化设计。

2.3 工业建筑:工厂、仓库等工业建筑要求大空间、大跨度,钢结构能够满足这种需求。

2.4 文化建筑:剧院、博物馆等文化建筑通常需要特殊的造型和空间要求,钢结构可以满足设计师的创意。

3. 多高层钢结构的施工方法3.1 钢框架搭建:钢结构的施工通常采用钢框架的方式,先搭建好钢框架再进行其他施工工序。

3.2 钢柱、钢梁的组装:钢柱和钢梁通过焊接、螺栓连接等方式进行组装,形成整体的钢结构。

3.3 钢板、钢柱的切割:根据设计要求,将钢板、钢柱进行切割、加工,以满足建筑需要。

4. 多高层钢结构的设计要点4.1 结构安全系数:根据建筑高度、结构形式等因素确定结构的安全系数,保证结构的抗震能力和稳定性。

4.2 火灾防护:针对钢结构易受高温影响的特点,需要在设计时考虑火灾防护措施,如防火涂料和防火隔离带的设置。

4.3 风荷载计算:多高层建筑容易受到风荷载的影响,需要进行风荷载计算,并在设计中进行相应调整。

5. 多高层钢结构的优势与挑战5.1 优势:多高层钢结构具有施工周期短、质量可控、环保等优势,能够满足快速建设的需求。

5.2 挑战:钢结构的设计、施工和装修等方面存在一定的技术要求和难度,需要合理组织和协调各方资源。

高层建筑钢结构的特点与技术工艺分析

高层建筑钢结构的特点与技术工艺分析

高层建筑钢结构的特点与技术工艺分析高层建筑钢结构是指在建筑物中采用钢材作为骨架和主要承重结构的建筑形式。

相比传统的钢筋混凝土结构或砖木结构,高层建筑钢结构具有以下几个特点:1. 高强度:钢材具有较高的强度和刚性,可以承受较大的水平和竖向荷载,使得高层建筑可以更高、更轻、更薄、更美观。

2. 抗震性能好:钢结构能够较好地抵抗地震力和风力,具有较好的抗震性能。

3. 施工速度快:钢结构制作工艺更为成熟,可以预制构件,直接现场安装,节省了施工时间,提高了工作效率。

4. 可重复利用:钢材可回收再利用,降低了资源的浪费,有利于环境保护。

高层建筑钢结构的技术工艺主要包括以下几个方面:1. 设计和计算:高层建筑钢结构的设计和计算需要考虑建筑的承重、抗震、抗风、抗火等性能。

设计人员需要根据建筑的功能、使用要求和地理环境等因素进行结构的选择和计算。

2. 制作和加工:钢结构需要经过切割、冲孔、焊接等工艺进行制作和加工。

通常采用现场焊接、电弧焊接或氩弧焊接等技术,保证构件的质量和强度。

3. 预制和运输:钢结构构件可以在工厂预先制作好,然后运输到现场进行安装。

预制可以提高施工效率,确保构件的精度和质量。

4. 安装和连接:高层建筑钢结构的安装需要重型起重机和专业施工团队进行。

钢结构构件之间的连接通常采用螺栓连接、焊接连接或现浇节点等方式。

5. 补强和防腐:钢结构需要经过补强设计和防腐处理。

钢结构的连接节点和关键部位需要加固,增强结构的稳定性和抗震性能。

钢结构表面需要进行防腐处理,防止腐蚀和氧化。

高层建筑钢结构具有高强度、抗震性能好、施工速度快、可重复利用等特点。

其技术工艺包括设计和计算、制作和加工、预制和运输、安装和连接、补强和防腐等方面,需要专业的设计人员和施工团队进行。

高层建筑钢结构的应用有助于推动建筑行业的发展,提高建筑的质量和效益。

钢结构在高层建筑中的应用

钢结构在高层建筑中的应用

钢结构在高层建筑中的应用钢结构是一种包括钢材制作而成的结构系统,它广泛应用于高层建筑中。

在过去的几十年里,钢结构已经成为现代建筑领域的一个重要组成部分。

本文将探讨钢结构在高层建筑中的应用,从材料特性、结构设计到优势与挑战等方面进行分析。

一、钢材特性与选择钢材具有许多优异的特性,使其成为高层建筑中的首选材料。

首先,钢材具有高强度和刚性,可以承受大的荷载,在高层建筑的设计中具备了足够的强度保障。

其次,钢材具有良好的可塑性和可焊性,便于加工和施工。

此外,钢材还具有耐腐蚀、防火、抗震等特性,能够提供高层建筑所需的安全性和可靠性。

在选择钢材时,需根据高层建筑的具体需求和设计要求来确定合适的材料。

根据荷载大小和应力分布等因素,可以选择相应的钢材等级和截面形状。

此外,还需要注意考虑钢材的防火涂层、防腐蚀措施等,以提高高层建筑的整体安全性。

二、钢结构设计与构件连接钢结构的设计与构件连接是高层建筑中的重要环节。

在钢结构设计中,需要考虑建筑的荷载、风荷载、地震荷载等因素,确保结构的稳定性和安全性。

此外,还需进行结构的模型分析和计算,以确保结构的合理性和可靠性。

在构件连接方面,采用适当的连接方式可以增加整体结构的稳定性和承载能力。

目前常用的构件连接方式包括焊接、螺栓连接和预应力连接等。

每种连接方式都有其适用的场景和优势,需根据具体要求进行选择和设计。

三、钢结构在高层建筑中的优势钢结构在高层建筑中具有许多优势。

首先,钢材质轻,可以减轻整体建筑重量,减少地基荷载,降低建筑成本。

其次,钢结构施工速度快,可以缩短工期,减少对周边环境的影响。

此外,钢结构具有灵活性,易于改变和扩展,适应未来可能的功能需求变化。

钢结构还能够提供大跨度和开放的内部空间,为建筑提供了更多设计可能性。

同时,钢材能够回收利用,具有较低的环境影响,符合可持续发展的要求。

四、钢结构在高层建筑中的挑战尽管钢结构在高层建筑中具有许多优势,但也面临一些挑战。

首先,钢结构的制作和施工需要高度的技术要求和专业人员,增加了建筑成本和施工难度。

钢材的用途及应用范围

钢材的用途及应用范围

钢材的用途及应用范围钢材是一种合金材料,广泛应用于各个行业和领域。

它的主要成分是铁和碳,但它还可以掺入其他元素以改变其物理和化学性质,从而满足不同的需求。

由于其优良的性能和可塑性,钢材在建筑、制造和交通等领域有着广泛的用途。

以下是钢材的主要应用范围和用途:1. 建筑领域:钢材在建筑领域中广泛应用于桥梁、楼房、高层建筑、体育场馆和地铁等基础设施的建设。

由于钢材具有较高的强度和耐腐蚀性,可以用来承载大量的重量,因此在建筑结构中往往使用钢材制作横梁、柱子和支撑等。

2. 交通运输领域:钢材在汽车、火车和飞机等交通工具的制造中起着重要的作用。

汽车制造商常用钢材作为汽车的骨架和底盘结构,以提供强度和稳定性。

铁路和轨道交通领域也经常使用钢材来建造轨道、车辆架构和轨道配件。

飞机制造商使用高强度的钢材来制造飞机的机身和发动机零部件。

3. 机械制造领域:几乎所有的机械都需要钢材作为零部件的基本材料。

钢材在机械制造领域中常用于生产轴、齿轮、连杆、轴承和其他关键零部件。

由于钢材具有较高的强度和刚性,可以承受高负荷和重载工作环境。

4. 能源领域:钢材在能源领域中也有着广泛的应用。

例如,油气勘探和生产领域需要使用钢材制作油井管道和钻杆等,以承受高压和高温环境。

风力发电机的制造也需要使用钢材作为塔架和叶片的主要材料。

5. 家电和日用品:钢材在家电和日用品制造中也起着重要的作用。

例如,电冰箱、洗衣机和微波炉等家电产品通常使用钢材作为结构和外壳材料。

厨房用具如刀具和锅具也经常使用不锈钢,因为不锈钢具有抗菌性和耐腐蚀性。

6. 医疗器械:钢材在医疗器械制造领域中也有广泛应用。

例如,手术刀、注射器和人工骨骼等医疗器械通常使用高质量的不锈钢钢材进行制造。

这是因为不锈钢不会生锈,易于消毒,并且对人体无毒。

7. 化工和石油行业:在化工和石油行业,钢材用于建造大型储罐、炼油设备和化工管道等设施。

由于钢材具有较高的耐腐蚀性和耐高温性,因此可以用于处理高温和腐蚀性的化学物质。

建筑钢材的应用及特点

建筑钢材的应用及特点

建筑钢材的应用及特点建筑钢材作为一种非常重要的建筑材料,在建筑工程中应用广泛。

下面将介绍建筑钢材的应用及其特点。

首先,建筑钢材的应用非常广泛。

它通常用于房屋结构、桥梁、高层建筑、厂房、码头、铁路轨道、矿井支护以及其他建筑工程中。

这是因为建筑钢材具有以下特点:1. 强度高:钢材具有很高的强度,能够承受巨大的荷载。

这使得它成为建筑结构的理想选择。

相比之下,一些其他材料如木材、混凝土等往往不如钢材强度高。

2. 轻质化:钢材的比重较轻,相比之下,使用相同重量的钢材和混凝土可以获得更大的承载能力。

由于钢材的重量较轻,可以减轻结构的自重,提高整体楼层效率。

3. 可塑性好:钢材具有良好的可塑性,可以制造各种形状的构件。

这使得建筑钢材在建筑设计中更为灵活,可以根据设计师的需要进行加工和调整。

4. 施工速度快:采用钢材结构时,可以通过预制和标准化的方法进行生产和加工,然后再现场进行组装。

相对于其他建筑材料,这种施工方式可以大大提高施工速度,节省时间和成本。

5. 成本低:虽然钢材本身的价格相对较高,但由于其可塑性好和施工速度快的特点,整体上仍然具有较低的成本。

此外,由于钢材的轻质化特点,可以减少基础的规模,减小了基础造价。

6. 可回收性:钢材可以进行回收和再利用,减少了资源的浪费。

与此同时,回收钢材不会对环境造成太多污染。

除了以上特点,建筑钢材还具有一些其他优点,例如抗震性好、耐腐蚀等。

考虑到这些特点,钢材能够更好地满足建筑工程的需求,并具有较长的使用寿命。

然而,建筑钢材也存在一些不足之处。

例如,钢材的导热性较好,易受高温热辐射影响;在酸雨等腐蚀环境中容易生锈。

因此,在实际应用中,需要采取一些措施进行防腐蚀处理和隔热保温。

综上所述,建筑钢材具有很高的强度、轻质化、可塑性好、施工速度快、成本低以及可回收利用等特点,使其在建筑工程中得到广泛应用。

随着科学技术的不断进步,建筑钢材的性能和应用也将不断提高和扩大。

钢结构在建设工程中的应用

钢结构在建设工程中的应用

钢结构在建设工程中的应用在现代建设工程领域,钢结构因其优越的性能和广泛的应用领域而备受关注。

本文将探讨钢结构在建设工程中的应用情况,并从不同角度分析其优势和挑战。

一、钢结构在建筑领域的应用1. 高层建筑钢结构在高层建筑中得到了广泛应用。

相比于传统的混凝土结构,钢结构具有较小的自重和灵活的分布载荷传递能力,可以有效减轻地基负荷并提高建筑物的抗震性能。

此外,钢结构施工速度快,且可以实现组装化施工,大大缩短了建筑周期。

2. 桥梁和交通设施钢结构在桥梁和交通设施的建设中占据重要地位。

钢结构桥梁具有较大的跨度、较轻的自重和良好的抗震性能,可以适应各种复杂的地理环境。

同时,钢结构可以工厂化生产,减少现场施工难度和时间,提高了工程质量和安全性。

3. 工业厂房和设备支撑结构工业厂房和设备支撑结构对强度和稳定性要求较高,而钢结构正好满足了这些要求。

钢结构具有较高的抗压和抗拉能力,可以有效承受设备的重量和振动载荷,并且不易受到腐蚀和老化的影响,延长了使用寿命。

二、钢结构应用的优势1. 强度和稳定性钢结构具有较高的强度和稳定性,可以承受较大的荷载,并且在地震等自然灾害中表现出优异的性能。

这使得钢结构在建筑高度和跨度相对较大的项目中具有独特优势。

2. 施工速度钢结构的构件可以在工厂预制,然后运至工地进行现场组装,大大提高了施工速度。

相比之下,传统的混凝土结构需要等待混凝土的凝固和强度达到要求,施工周期较长。

3. 环保可持续钢结构的生产过程中能源消耗较低且没有废水排放,与木材结构相比,也减少了对森林资源的开采压力。

同时,钢结构在回收利用方面具有独特优势,可以实现高比例的材料循环利用,降低了建筑废弃物对环境的影响。

三、钢结构应用的挑战1. 高成本钢材价格较高,钢结构与传统混凝土结构相比较,成本较高。

此外,钢结构需要较高的技术要求和施工难度,进一步增加了项目的总体成本。

2. 防腐蚀和维护钢结构容易受到腐蚀的影响,特别是在海洋环境和潮湿气候条件下。

钢结构在高层建筑中的应用

钢结构在高层建筑中的应用

引言概述:钢结构作为一种重要的结构形式,在现代高层建筑中得到了广泛的应用。

其独特的优势使得钢结构成为高层建筑设计中的首选,如高强度、轻质化、施工速度快、可重复使用等。

本文将对钢结构在高层建筑中的应用进行详细阐述,从结构设计、施工技术、性能要求、经济性等方面进行分析和论述。

正文内容:1. 结构设计1.1 梁柱配置:钢结构能够提供更大的柱间距,减少垂直结构的数量,增加空间的利用率。

1.2 刚度布置:钢结构的刚度可以根据实际需要进行设计,满足高层建筑对于抗震性能的要求。

1.3 节约钢材:通过合理的结构设计,可以最大限度地减少钢材的使用量,降低成本。

1.4 防火设计:钢结构在高层建筑中需考虑防火措施,如防火涂料的使用和防火隔间的设置。

2. 施工技术2.1 厂房预制:钢结构可以在工厂中进行预制,大大缩短现场施工周期,提高施工质量。

2.2 现场焊接:钢结构的连接通常采用焊接方式,需要有经验丰富的焊工进行作业,确保连接牢固可靠。

2.3 拼装安装:钢结构的构件通常较大,需进行现场拼装安装,施工过程要注意安全和质量控制。

2.4 现场加固:在施工过程中,可能需要对钢结构进行加固,确保建筑物的整体稳定性。

2.5 监控技术:通过现代监控技术,对钢结构的施工过程进行实时监测,确保施工质量。

3. 性能要求3.1 抗震性能:由于高层建筑常受到地震的威胁,钢结构在设计中需考虑抗震性能,采用适当的抗震措施。

3.2 火灾安全性:高层建筑在火灾发生时,需保证钢结构的耐火性能以及疏散通道的设置,确保人员的安全。

3.3 声、热性能:高层建筑需考虑钢结构的声、热性能,如隔音、隔热等方面的要求。

3.4 耐久性能:钢结构应具备良好的耐久性,长期承受外部环境的侵蚀而不受损。

3.5 维护性能:钢结构在使用过程中应具备较好的维护性能,方便定期检查和维修。

4. 经济性4.1 施工周期:钢结构的施工周期较短,可节省施工时间,减少工程成本。

4.2 成本效益:铁矿石资源丰富,钢材价格相对较低,钢结构的应用可降低建筑成本。

高层建筑用钢材概述和应用

高层建筑用钢材概述和应用

高层建筑用钢材概述和应用ISHII Takumi *1 FUJISAWA Seiji *2 OHMORI AKIO *3摘要:为了满足客户需求,JFE钢厂已经通过使用最先进在线快速冷却系统的热机控制轧制工艺技术(TMCP)生产了钢板、宽扁钢、H型钢和管材,同时考虑了各种高层建筑设计方法和建筑技术。

本文介绍了JFE钢厂有代表性的高层建筑用钢材的概述和应用。

1.序言霞关大厦(Kasumigaseki),建于1968年,曾经是日本第一做超高层建筑。

设计方法借助于先进的计算机分析技术不断进步,为超高层建筑成为现实奠定了坚实的基础。

因此,计算机技术和设计方法对霞关大厦的建设作出了巨大贡献。

另外一个作出重要贡献的是提供改良性能和加工性能钢材的材料生产厂。

自从霞关大厦建设以来,超高层写字楼主要在大城市一个接一个盖起。

相对轻型重量、高强度和高延性的钢制框架结构成为超高层写字楼抗震结构的主流。

商业空间、办公室、旅馆的大跨度结构和多层结构是近期主要在市区建设的高层建筑的共同特点1)。

这就需要使用高强度、厚壁钢材。

另一方面,1995年兵库县坂神地震以及其它灾害中持续的横梁端部连接的断裂破坏都证明需要改良的钢材。

因此对地屈强比、高韧性和良好焊接性能的高性能钢材的需求也稳步提高。

通过引入基于性能的设计方法,工程师们开始不断重视采用符合合性能规范和焊接技术的各种钢材的高质量结构,以有效利用材料的性能。

JFE钢厂的热机控制轧制工艺(TMCP)技术3)在钢铁工艺领域是最精确的、也是冷却速率最高的技术之一。

凭借该技术,JFE钢厂已经在市场上推出了钢板、宽边H型钢和钢管,以满足高层建筑多种多样的设计和建筑需求。

本文介绍了JFE钢厂所生产超高层建筑用途钢材的特点和应用。

2.JFE钢厂的产品研发和应用高性能钢材550N/mm2 TMCP钢材(HBL385)在近十年初期,JFE钢厂研发了HBL385,一种抗拉强度550N/mm2级TMCP 钢板,作为在经济性、抗震性能和焊接性能方面达到最佳平衡的高强度钢材4)。

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高层建筑用钢材概述和应用ISHII Takumi *1 FUJISAWA Seiji *2 OHMORI AKIO *3摘要:为了满足客户需求,JFE钢厂已经通过使用最先进在线快速冷却系统的热机控制轧制工艺技术(TMCP)生产了钢板、宽扁钢、H型钢和管材,同时考虑了各种高层建筑设计方法和建筑技术。

本文介绍了JFE钢厂有代表性的高层建筑用钢材的概述和应用。

1.序言霞关大厦(Kasumigaseki),建于1968年,曾经是日本第一做超高层建筑。

设计方法借助于先进的计算机分析技术不断进步,为超高层建筑成为现实奠定了坚实的基础。

因此,计算机技术和设计方法对霞关大厦的建设作出了巨大贡献。

另外一个作出重要贡献的是提供改良性能和加工性能钢材的材料生产厂。

自从霞关大厦建设以来,超高层写字楼主要在大城市一个接一个盖起。

相对轻型重量、高强度和高延性的钢制框架结构成为超高层写字楼抗震结构的主流。

商业空间、办公室、旅馆的大跨度结构和多层结构是近期主要在市区建设的高层建筑的共同特点1)。

这就需要使用高强度、厚壁钢材。

另一方面,1995年兵库县坂神地震以及其它灾害中持续的横梁端部连接的断裂破坏都证明需要改良的钢材。

因此对地屈强比、高韧性和良好焊接性能的高性能钢材的需求也稳步提高。

通过引入基于性能的设计方法,工程师们开始不断重视采用符合合性能规范和焊接技术的各种钢材的高质量结构,以有效利用材料的性能。

JFE钢厂的热机控制轧制工艺(TMCP)技术3)在钢铁工艺领域是最精确的、也是冷却速率最高的技术之一。

凭借该技术,JFE钢厂已经在市场上推出了钢板、宽边H型钢和钢管,以满足高层建筑多种多样的设计和建筑需求。

本文介绍了JFE钢厂所生产超高层建筑用途钢材的特点和应用。

2.JFE钢厂的产品研发和应用高性能钢材550N/mm2 TMCP钢材(HBL385)在近十年初期,JFE钢厂研发了HBL385,一种抗拉强度550N/mm2级TMCP 钢板,作为在经济性、抗震性能和焊接性能方面达到最佳平衡的高强度钢材4)。

HBL385钢材与2002年获得了国土交通省的认证批准。

通过完全应用基于JFE 钢厂独一无二快冷装置--Super—OLAC的高精度TMCP技术,公司在保证相当于传统520N/mm2级TMCP钢(标准强度355N/mm2)焊接性能的同时,在HBL385钢材上实现了80%或更少的低屈强比以及385N/mm2的标准强度。

强度级别高于590N/mm2级钢材(SA440)的钢材必须经过至少两次双相淬火的热处理,以实现低屈强比。

HBL385,一种最高强度的钢材,已经不依靠此复杂的热处理工序就实现了低屈强比。

HBL385的化学成分和力学性能分别示于表1和2。

表1 HBL385的化学成分C eq=C+Si/24+Mn/6+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/14P CM=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10-+5B*根据有关运输方和接收方的协议,可以使用P CM代替C eq表2 HBL 385的力学性能YP:屈服点TS:抗拉强度;YR:屈强比;El:延伸率;vE0℃:0℃时夏比冲击吸收能;RA Z: Z向截面收缩率;*JIS No.5:**JIS No.4由于采用了HBL385钢材,钢框架费用的最小化可以通过强度提高导致钢材重量的减少、钢框架制造焊接人工工时等降低来实现。

为了定量评价其效果,通过使用HBL385代替490N/mm2级TMCP钢(TMC325)的设计试验估算钢材重量。

设计试验的目标是一幢高122米的25层高层建筑(图1)。

建筑的平面是方形的,内部布置了震动调节的减震阻尼装置。

采用了三种截面形状的立柱:一种箱型截面、一种H形截面和一种圆形截面(CFT)。

表3显示了原始设计中使用的最大截面。

设计试验通过根据确认替换后的强度比和建筑性质(building properties)逐个截面替换构件的方法进行。

(the design trial was performed by replacing the members section by section based on the strength ratios and building properties after the replacement was confirmed.)构件的替换分四种情况:情况1横梁,情况2立柱,情况3横梁和立柱,情况4第十层及以下楼层的横梁和立柱。

只有厚度在替换中以强度比的形式改变(当在横梁中使用H 型钢时只有翼板改变)。

截面的高度和宽度保持不变。

表3 最大构件截面表4 试图设计的钢材数量(单位:t)表4显示了设计试验后钢材的重量。

总钢材重量想对于原始设计:在情况1时降低了4.3%;在情况2时降低了2.6%;在情况3时降低了6.9%;在情况4时降低了4.3%。

在构建形式方面,当替换立柱时钢材重量相对原始设计降低6%;在所有楼层替换型钢时钢材重量相对原始设计降低10%,在10层和以下楼层替换横梁时间相对原始设计降低4%。

表5显示了每种情况建筑的主要自然周期(primary natural period)。

和原始设计相比,替换横梁的情况1和3时自然周期明显提高,替换立柱的情况2时稍有提高。

在情况4时,第十层和以下楼层替换立柱和横梁的,自然周期的数值介于情况2和3相应数值之间的中间。

图2显示了第一阶段设计和第二阶段设计中建筑的楼层相对原始设计的偏离角度。

另外,在第二阶段设计中假定地震的发生几率非常少。

在情况1和3时,替换横梁,在上部楼层的刚度大大降低。

在第二阶段设计中,中间和上部楼层的楼层偏离角度相对原始设计增加了20%,结果使其不能达到设计标准。

在情况2时,替换立柱,设计的改变时完全可以的。

在情况4时,在十层和以下楼层替换横梁和立柱,设计条件也被满足。

表5 试图设计的主要自然周期如果该建筑的所有楼层横梁都被替换,刚度降低,性能从而很难保证。

在情况2时,替换立柱,性能和实际应用都完全得到保证。

这一点也适用于替换第十层和以下楼层替换横梁的情况4。

在设计试验中,用HLB385替换490N/mm2钢立柱使工程师能能够实现减少钢材重量的目标,并保证性能没有明显问题。

HBL385也完全可以适用于只是低楼层单独替换横梁的情况。

HBL385通过其重量减少效应的有优越性由此获得较高的评价。

从开始生产起一直到2007年3月止,HBL385应用到月40个建筑商。

在此期间的累积发货数量达到25000吨。

例如,超过5000吨HBL385钢材用于大东京北塔(Gran Tokyo North Tower)(一期,楼层:地下4层,地上43层,阁楼2层;最大高度约205米,照片1)和大东京南塔(Gran Tokyo South Towwer)(楼层:地下4层,地上42层,阁楼1层;最大高度约205米)的箱型立柱。

高焊接性能590 N/mm2钢材(SA440-U)传统的建筑用590N/mm2钢材(SA440)具有较高的碳当量C eq和P CM含量,构件很容易产生焊接裂纹。

因此在使用该材料时曾经有许多对预热和焊缝长度的限制。

较高焊接性能的590N/mm2钢材(S440-U)拥有得到充分改善的焊接性能,归功于为了改进焊接性能做进行的成分设计优化和特殊的热处理。

在某些钢板厚度和某些限制条件下,预热可以降低温度或通过限制P CM到0.22或更低的方式完全省略。

而且碳含量的降低已经降低了短焊缝HAZ(热影响区)的硬度提高。

表6比较了传统SA440钢和高焊接性能SA440-U钢的化学成分。

因为此钢种在1996年就获得了国土交通省的认证批准,所以SA440钢(含SA440-U)已经累积发运了月400,000吨,并且SA440-U钢已经被多家建筑商采用。

使用SA440钢的代表性高层结构是丸之内大厦(Shin-Marunouchi)(地下4层,地上38层;高度198米,照片2)。

将在以下章节介绍的大线能焊接用钢材也在该大厦使用。

表6 SA440钢板(厚度:80mm)大线能焊接用钢材高效埋弧焊(SAW)和电渣焊(ESW)都在箱型立柱上使用。

SAW依靠的是线能输入值600kJ/cm的大线能焊接方法,而ESW依靠最大线能1000kJ/cm的大线能焊接方法。

如果使用焊接在没有经过任何特殊方法处理的钢材上进行,热影响区(HAZ)的韧性会大大降低。

JFE钢厂以前开发了采用JFE EWEL 5)(改善大线能HAZ韧性的技术)处理的高HAZ韧性钢板。

JFE EWEL综合了四元技术:(1) 通过采用Super-OLAC的高精度TMCP技术的低碳当量(低Ceq),(2)采用细小分散的TiN进行γ晶粒细化,(3)通过微合金化控制的方法控制γ晶间组织,(4)使用源于焊接金属的N熔液进行γ晶粒细化。

JFE钢厂已经将HBL325-E,HBL355-E,HBL385-E和SA440-E系列产品商业化,作为建筑用钢材(钢种规范符号的后缀E表示JFE EWEL已经得到应用)6)。

这些钢材达到HBL325-HBL385和SA440等已经获得国土交通省认证批准钢种的标准规范,也达到了焊接接头的高夏比冲击吸收能。

表7显示了这些钢种的基本力学性能。

表7. JFE EWEL钢板和焊接结构的力学性能(厚度80mm)YP:屈服点TS:抗拉强度YR:屈强比EL:延伸率vE0℃:0℃夏比冲击吸收能* JIS No.4HBL325-E,HBL355-E,HBL385-E和SA440-E能够用普通大线能方法比未经过处理钢材更容易地焊接。

如果不能容易焊接,则可以钢材可以在相同预热条件下焊接。

对于SA440-E,公司已经开发了可以如前面章节介绍的高焊接性能SA440B-U和SA440C-U一样容易焊接的低P CM SA440-E品种。

厚壁高强钢管2.2.1 高强度方形钢管“P Column G385”和“PBC440”方形钢管广泛用作建筑结构用方形立柱。

550N/mm2和590 N/mm2级别冷压成型的方形钢管-P Column G385和PBC4407)由JFE钢厂和Seikei公司共同为例如高层建筑之类大型建筑开发。

P Column G835具有和建筑结构用圆形钢管一样的独特强度水平。

图3显示了直径-厚度比和塑性变形能力之间的关系。

塑性变形能力系通过在一个贯通隔板焊接在中间部分的试样上进行的3点周期弯曲试验评定的一种性能。

高强方形钢管拥有足够的屈服强度和塑性变形能力,并且其性能和传统BC P325的性能相当。

表8 钢管的力学性能YP:屈服点TS:抗拉强度YR:屈强比EL:延伸率vE0℃:0℃夏比冲击吸收能* JIS No.12A,No.12B,或No.42.2.2 高强管状立柱“P-325/355/385/440”因为管型立柱的形状和界面性能是同向性的,横梁可以从任何角度连接。

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