高层钢结构建筑对钢材的使用要求

发布于：2023-08-18 15:07:18 来自：建筑结构/钢结构工程 [复制转发]

一、高层建筑用钢要求

《高层建筑结构用钢板》(YB4104-2000)中选用 Q235GJ(Z)、Q345GJ(Z)时，其强度设计值可较一般 Q235 钢或 Q345 钢提高应用。

在目前暂无相应规范规定的情况下，当材质完全符合YB4104-2000标准时，Q235GJ(Z)的强度提高系数可采用 1.04 (对 61~100mm 厚板)；Q345GJ(Z)的强度提高系数可采用 1.05(厚>16~35mm 时)、1.10(厚35~50mm 时)及1.15(厚>50~100mm时)。

此时对50~100mm的厚板可要求逐张检验对碳当量(Ceq)及焊接裂纹敏感指数(Pcm)两项指标，一般以前者为交货指标。必要时再协议要求补充后者为交货条件。

交货状态一般为热轧状态交货，当有特殊要求时亦可要求为正火式控轧(TMCP)状态交货。

二、焊接H型、高频焊接H型钢、热轧H型钢三者的比较

作为受弯构件的梁，可选用H 型钢。

在 低、多层结构 中框架梁可选择悍接H型、高频焊接H型钢、热轧H型钢中的HN 这三种类型的截面材料。

在 高层结构 中框架梁建议采用焊接 H型和热轧H型钢中的 HN截面。考虑到 高频焊接 H 型钢的翼缘和腹板连接焊缝的抗震性能较差，应尽量避免用于框架梁。

所有 非框架梁 均可考虑采用上述三种类型的截面。在保证相同抗弯能力的条件下，选择高而窄的截面是个省钢原则：选择HN截面而不选择 HW 和 HM 截面也是遵守这样的原则。

但是这里需注意用问题：

1、热轧HN500 高以上的截面腹板和翼缘厚度偏大(相对于宽厚比和高厚比的控制而言)，为获得相同的截面抗弯模量可采用截面更高且窄的焊接H 型钢，而此时截面用钢量反而较 HN 降低。

2、热轧HN500 高以上的截面，购买困难或者定货周期长，尤其是 Q345 的钢材。

考虑以上两个因素，虽热轧HN截面的单位吨价较焊接H型钢为低，但对于500 以上的热轧HN截面其综合经济价格不一定节约，这需要根据当时的材料价格和加工费用综合来选择确定。

但有一点可以基本肯定，就是选用截面高度 500 以下的 HN 截面总是比相同截面的焊接H型钢经济。

热轧H型钢截面HW 和HM，基本用于柱截面。

三、圆管和方管截面的选用原则

1、结构用钢管的选材除应综合考虑结构重要性、荷载特征、环境条件、钢材厚度等要素外，还应注意成型方法和冷作硬化对管材性能的不利影响必要时，应同时提出成型工艺的要求( 如直接成型、卷制或压弯成型等)

2、各类承重结构(特别是在低温环境或动荷载条件下) 选用管材时，应在设计文件中同时明确要求钢管原板与成管后管材所保证的性能与技术条件要求，以及所依据的产品标准。订货合同应对此有明确约定,并作为钢材到场验收的依据，应防止以原板材质代替管材材质进行验收的做法。

3、对相关设计规范(规程) 中有关钢管的选材规定,应注意了解其相关条文说明对其应用条件、范围与注意事项的解释。对明显滞后或与钢材标准有矛盾的规定内容,不宜再作为选材的依据。

4、承重结构选用圆钢管时宜注意以下几点:

（ a ）一般宜优先选用 直缝焊接 圆钢管，其技术要求与力学性能可按《冷弯型钢》(GB/T6725-2008)、《直缝电焊钢管》GB/T13793-2008)的规定作为基本交货条件，必要时，可提出附加要求的性能保证。如屈强比、冲击功等。

（ b ）选用冷成型直缝焊管规格时，壁厚不宜过厚，最小径厚比 (D/t) 不宜小于15(Q235)，20(Q345)或25(Q390，Q420)。

对受动力荷载的构件及要求高延性的构件，应尽量选用大径厚比的钢管，其伸长率应不小于20%，屈强比应不大于0.85，对需要计算疲劳的构件，宜选用压弯成型的钢管:

（ c ）钢结构工程不宜选用流体用的螺旋焊管。

（ d ）按现行规范设计的相贯线直接焊接钢管结构，其钢管的屈服强度不应大于345MPa，屈强比不应大于0.8，壁厚不宜大于25mm。

（ e ）有比选依据时，可选用热轧无缝钢管，其厚壁管强度设计值宜予以折减，必要时可协议要求按较小壁厚负公差交货，同时，不宜选用扩径无缝钢管。

5、承重结构选用矩形钢管时宜注意以下几点:

（ a ）冷成型矩形钢管宜按《建筑结构用冷弯矩形钢管》(JG/T178-2005) 规定的质量与技术要求选用，并宜选用直接成方的I级产品钢管。

（ b ）当有更高性能要求时，可选用按欧洲标准《非合金和细晶粒结构钢的最终热成型管材》(EN10210-2006)供货的最终热成型矩形钢管。

（ c ）冷弯矩形钢管用于直接承受动荷载或低温环境时宜经专门论证后采用。

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