高层建筑钢结构-第二章高层钢结构用钢课件.ppt

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1、2高层钢结构用钢1)钢材分类2.1结构用钢(StructuralSteels)按用途分：结构用钢船体用结构钢焊接结构用耐候钢………低碳钢C≤0.25％中碳钢0.26~0.6％高碳钢0.6~2.11％低合金钢合金元素总量<5％中合金钢5~10％高合金钢>10％按化学成分：碳素钢(Carbon)合金钢(Alloy)按有害成分：普通钢S≤0.05％P≤0.045％优质钢S≤0.045％P≤0.04％高级优质钢S≤0.035％P≤0.03％按脱氧程度分：沸腾钢F仅用锰脱氧镇静钢Z采用硅或铝脱氧半镇静钢b介入上述

2、二者之间特镇静钢Tz采用铝、硅脱氧按炉种分：氧气顶吹转炉钢平炉钢电炉钢2)钢材的主要力学性能fy屈服点Yieldstress(Yieldstrength)fu抗拉强度Ultimatestress(Tensilestrength)E弹性模量Young’smodulus单向拉伸试验的荷载应力应变曲线伸长率Percentelongation伸长率的大小，代表延性的好坏。延性(ductility)是钢材抵抗塑性变形能力大小的量度。对试验标准件的尺寸要求冷弯性能Coldbendingbehavior冲击韧性Imp

3、acttoughness冲击功Impactenergy夏比缺口韧性CharpyV-Notchtoughness(CVNtoughness)冲击功大小，代表韧性好坏。韧性(toughness)是钢材抵抗冲击能力大小的量度。断面收缩率Percentreductioninarea称为沿厚度方向拉伸试验的断面收缩率。3)钢材的化学成分碳C↑强度提高，但塑性、冷弯、冲击、疲劳、焊接性能下降。锰Mn是强度增强剂和弱脱氧剂，但对焊接不利，不宜过多硅Si是强脱氧剂，可细化精粒，提高强度，且不影响其它性能，但过量会恶化焊

4、接性和抗锈性。硫S(氧O)有害元素，引起热脆和分层。磷P(氮N)有害元素，引起冷脆。其他合金(钒、铌、钛、铝、铜、铬、镍、钼等)细化晶粒、提高强度、可焊性、耐候性等1)基本要求和选材对主要受力构件用钢的基本要求2.2高层钢结构用钢应根据结构的重要性、荷载特征、连接方法、工作环境、钢板的厚度等因素综合考虑，选用合适的钢材牌号和质量等级。国内推荐采用B级和优于B级的Q235和Q345钢材。表2.1Q235钢的化学成分和脱氧方法（GB/T700）表2.2Q235的拉伸试验和冲击试验结果要求（GB/T700）为

5、什么会逐渐降低？表2.3Q235钢的冷弯试验结果要求（GB/T700）表2.4部分低合金高强度钢的化学成分规定（GB/T1591）表2.5部分低合金高强度钢的力学性能要求（GB/T1591）采用焊接连接的节点，当板厚≥40mm，且承受沿厚度方向的拉力作用时，应附加板厚方向断面收缩率的要求，其值不得小于国家标准《厚度方向性能钢板》(GB5313)Z15级规定的允许值。以防止发生层状撕裂破坏。Z向钢性能试验方法(a为板厚,l>1.5d)厚度方向性能钢板(也称Z向钢板)分三级：Z15Z25Z35ψz≥15％≥

6、25％≥35％S<0.01%<0.007%<0.005%厚度方向性能钢板拉伸试件制备图如下用于抗震结构的钢材应满足：fu/fy≥1.2伸长率δ≥20％应具有明显的屈服台阶，屈服强度波动不宜过大对要求屈服耗能的构件，其钢材的实际屈服强度不应大于标准屈服强度太多。目前国内尚无明确规定。对于外露、非保温建筑中的钢结构宜采用耐大气腐蚀和抗冷脆的钢材。2)高层建筑用钢的发展《高层建筑结构用钢板》(YB4104-2000)在Q235和Q345的基础上，经改进生产工艺而制成的用于高层建筑钢结构的高性能钢板，每个牌号分

7、三个质量等级(C,D,E)，分别规定了0℃，－20℃和－40℃的冲击功指标。每个牌号又分为Z向钢和非Z向钢。其命名如下其中x为C、D、E质量等级，y为Z向钢性能级别15、25、35Q235GJx/(Zy)Q345GJx/(Zy)例如常用的强度等级为345MPa的钢，要求－20℃的冲击功保证且要求满足Z15的Z向要求，则应采用Q345GJD/Z15高性能钢。化学成分Q345系列的高性能钢与普通Q345钢和日本SN490钢材的化学成分和强度设计值的取值对比：力学性能强度设计值厚板时优势明显，即使用厚板时宜采

8、用高建钢耐火耐候钢国内的耐火耐候钢尚无部标，只有企业标准钢材耐火性能对比多数参照日本耐火钢标准研制与非耐火钢板的区别为在600℃高温时其屈服强度不低于标准屈服强度最低值的2/3。国内的耐火钢的牌号有：上海宝钢：B400RNQ(Q235级)、B490RNQ(Q325级)。其耐腐蚀性能为普通钢材的2－8倍。武钢：WGJ510C2(Q325级)、WGJ590C2(Q410级)。鞍钢也生产类似的耐火耐候钢，强度等级为Q235级和Q345级。3)国内