提高建筑用钢屈强比的一个有效措施
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浅谈建筑结构高强度钢材力学性能摘要:高强度钢材钢结构强度的力学性能,决定了建筑结构的性能,有效使用钢结构的性能和发挥作用,能够促进建筑的经济效益。
目前人们对建筑的性能要求相比以往提出了更高的要求,所以必须要确保钢材具有足够的性能,以及通过了解钢材的性能特征,在设计中发挥钢材的性能优势。
由于钢材的生产工艺提高,在要求未变的情况下,对钢材的使用有了很大的限制,未能充分发挥钢材的性能和作用。
对钢材的力学性能研究,分析钢材的力学性能与钢结构之间的关系,当前对钢材要求上的限制及优化钢材的使用。
关键词:建筑结构;高强度钢材;力学性能;研究;展望高强度钢材是在微合金化和热机械轧制技术下生产的具有刚强度的钢材,这类钢材的延展性很强、韧性极高,在建筑中有十分重要的作用。
随着目前钢结构性能的提升,能够有效提升建筑物的经济效益和环保效益。
不仅能够保证钢结构的安全性,而且能够保证更大的使用空间,通过充分发挥钢结构的全部性能,能够提升建筑物的工程成本,降低建筑物的能耗,从而降低工程建设所需要的碳排放。
我国目前在很多工程中都使用了高强度钢结构,虽然积累了大量的使用经验,但是由于钢材性能得变化,在力学性能和受力性能上也和过去有了很大的区别。
所以,需要对钢材的使用进行进一步的完善,充分发挥钢材的作用。
1高强度结构钢材加工生产的方法目前主要有两种方式来提高钢材的强度,一种是通过香气中加入碳、锰等元素改善合金成分,虽然能很容易提升刚才的强度,但也会导致钢材的加工性能降低,尤其是钢材的可焊性。
其次是热处理技术,通过热处理能够改善钢材的微观机构,比如改变晶粒大小从而改善钢材的性能,热处理的有点在于通过将钢材加工成细晶粒的结构,能够让刚才的强度更高,有更强的韧性,同时在其他的性能上也没有太多改变。
新型高强度结构钢材主要使用合金和细化晶粒共同处理的方式。
钢材生产经过了正火轧制、淬火回火、热机械轧制的三个主要阶段,轧制工艺和热处理工艺有了很大的转变。
工程结构用钢屈强比问题的探讨添加日期:9/13/2009 阅读500次工程结构用钢屈强比问题的探讨东涛付俊岩中信微合金化技术中心,专家委员会随着钢的微合金化技术、热机械处理技术(TMCP)、以及新型的低合金高强度钢(微合金化钢)的开发和应用,随着强度的提高, 作为工程结构用钢材的主体微合金化钢的屈强比高于传统的热轧低合金钢和热处理类型的低合金钢是高强度钢发展的必然趋势。
由于国内的钢材使用客户在安全性设计时,明显地趋于保守,钢的高屈强比已成为不安全的同义词。
但是,在国内钢铁业装备得到了普遍的技术改造的基础上,钢的洁净度已大大提高,按微合金化强韧化机制,并采用热机械处理的优化工艺流程生产的新型高强度钢材不断涌现,工程结构设计中对钢的屈强比的认识也应当有所调整,从经济性和安全性两个角度向国际规范靠拢,积极采用较高屈强比并具有高韧性的高强度微合金化钢,以推动我国工程结构设计和制造业发展现代化。
1、屈强比的物理涵义和工程价值钢的抗拉强度,一般称之为强度极限,是普通意义上评价和区分钢材等级的依据。
钢的屈服强度是指在应力不增加的情况下,塑性变形继续增加并可至某个数值,对于脆性材料,几乎极小塑性变形,在达到极限强度后瞬间发生断裂,而对于多数工程结构用的延性材料,则在超过屈服强度后,将出现“缩颈”,而导致承载能力下降,所以更多地把屈服强度作为承载构件的工程设计的主要依据。
钢的屈强比是在屈服强度与抗拉强度之比值,自然把屈强比表征材料均匀变形的能力,由塑性变形至最后断裂过程的形变容量。
在船舶、桥梁、容器、管线、建筑等工程结构设计中,无不重视钢的屈强比这一参数,而且在相应规范中都限定屈强比在某个范围。
表1 各规范对屈强比的要求标准名称或编号对屈强比的规定API Spec 5L X80 扩径管YR≤0.93,其它无要求ISO 3183-2 X42~X52 YR≤0.85,X60~X80 YR≤0.90ISO 3183-3 X42~X52 YR≤0.90,X60~X80 YR≤0.92GB 9711.1 无要求CAN3-Z245.1-M86 无要求TransCanada P-04 YR 无要求,但要求均匀伸长率δb>10Snampragetti Spc/TB-F-700 高于X65 扩径管YR≤0.90,其余YR≤0.85SHELL GROUP L-3-2/3 YR≤0.90PEMEX TSA-001 YR≤0.85DNV 海上钢管安装规范对扩径管YR≤0.90,一般要求YR≤0.85ARCO 4957-ALC-SS-L-1001 YR≤0.90俄75-86 对X65 YR≤0.902在一定的抗拉强度水平下,提高钢的屈服强度,亦即提高钢的屈强比,可增加材料的使用应力,挖掘材料的潜力,以油气输送管线用钢为例,各规范对屈强比有不同的规定,见表1,在0.85~0.92 范围之内。
建筑材料第六、七、八章复习题一、填空1、砂浆是由胶凝材料、和水有时也加入掺加料混合而成,在建筑工程中大,广,按用途可以分为、、、。
主要用于、、、等。
2、能将砖、石砌块粘结成整体的砂浆称为砂浆,在工程中用量,起、、的作用。
3、砌筑砂浆的组成水泥强度等级要求在水泥砂浆中不得超过,水泥混合砂浆中不得超过,掺加料生石灰粉、石灰膏和粘土膏必须配置成为稠度为的膏状体,并用的网过滤,生石灰粉的熟化时间不得小于2d,砌筑砂浆宜采用,并且应该过滤不得还有杂质。
4、砌筑砂浆的技术性质包括、。
是指新拌砂浆在施工中易于操作又能保证工程质量的性质,包括和两个方面,又称稠度,是指新拌砂浆在自重或外力作用下产生流动的性能,用来表示,用来测定,是以标准试锥在砂浆内自由沉入时沉入的深度,是指砂浆保持水分不易析出的性能,用表示,用测定,砂浆的分层度越大,保水性越,可操作性变,规范规定,砂浆的分层度不易大于。
5、砂浆强度是以边长为的立方体试件,标准养护至,测得的抗压强度值确定。
影响砂浆抗压强度的因素很多,其中最主要的是,此外,、、都会影响砂浆的强度和强度增长。
6、是涂抹在建筑物表面保护墙体,又具有一定装饰性的砂浆,为了使表面平整、不容易脱落,一般分施工。
用于砖墙底层抹灰,可以增加抹灰层与基层的粘结力,多用混合砂浆,有防水防潮要求时采用混合砂浆,主要起找平作用,又称找平层,一般采用或石灰砂浆,面层起作用,多用细砂配置的混合砂浆、麻刀石灰砂浆或纸筋石灰砂浆。
7、是具有显著防水、防潮性能的砂浆,一般依靠特定的施工工艺或在普通水泥砂浆中加入、、等配置而成,用于或、的防水工程,不适用于或的部位。
8、砂浆和易性试验中实验室内制备有和两种方法,机械搅拌前,要在搅拌机内壁粘附一层的砂浆,保证正式搅拌时配料准确。
砂浆的抗压强度试验实验目的测定砂浆的,评定砂浆的强度等级,每组试件至少六个,取六个试件测定值的作为该组试件的抗压强度值,若其中的抗压强度值最大值或最小值与平均值的差超过20%时,以其中作为该组试件的抗压强度值。
《建筑材料》考试练习题库1. 对无机材料的性质均不利的因素为() [单选题] *A.材料吸水(正确答案)B.增加孔隙数量C.细化晶粒D.均匀分布各组成2. 选择墙体材料时通常希望选用() [单选题] *A.导热系数小、热容(热容量)小B.导热系数小、热容(热容量)大(正确答案)C.导热系数大、热容(热容量)大D.导热系数大、热容(热容量)小3. 烧结空心砖的孔洞率应不小于() [单选题] *A.15%B.20%C.35%(正确答案)D.40%4. 粘土砖的质量等级是根据______来确定的。
() [单选题] *A.外观质量B.抗压强度平均值和标准值(正确答案)C.强度等级和耐久性D.尺寸偏差和外观质量5. 下列耐热性最高的胶凝材料为() [单选题] *A.建筑石膏B.菱苦土C.水玻璃(正确答案)D.石灰6. 下述材料在凝结硬化时体积发生微膨胀的是() [单选题] *A.石灰B.石膏(正确答案)C.普通水泥D.水玻璃7. 干燥环境中表面易起粉的水泥为() [单选题] *A.矿渣硅酸盐水泥B.普通硅酸盐水泥C.硅酸盐水泥D.火山灰质硅酸盐水泥(正确答案)8. 强度等级为42.5R的普通水泥,其体积安定性不合格,则应() [单选题] *A.按42.5强度等级应用B.按实际强度应用C.按32.5强度等级应用D.按废品处理(正确答案)9. 弹性体沥青防水卷材、塑性体沥青防水卷材均以()划分标号。
[单选题] *A 每1m的质量(kg/m)B 每1m2的质量(kg/m2)C 每10m2的质量(kg)(正确答案)10. 三元乙丙橡胶(EPDM)防水卷材属于()防水卷材。
[单选题] *A 合成高分子(正确答案)B 沥青C 高聚物改性沥青11. 沥青胶的标号主要根据其()划分。
[单选题] *A 粘结力B 耐热度(正确答案)C 柔韧性12. 当混凝土拌合物流动性大于设计要求时,应采用的调整方法为() [单选题] *A.保持水灰比不变,减少水泥浆量B.减少用水量C.保持砂率不变,增加砂石用量(正确答案)D.混凝土拌合物流动性越大越好,故不需调整13. 普通混凝土抗压强度测定时,若采用100mm的立方体试件,试验结果应乘以尺寸换算系数() [单选题] *A.0.90B.0.95(正确答案)C.1.00D.1.0514. 夏季泵送混凝土宜选用的外加剂为()。
建筑常用钢材的力学性能和工艺性能讲解钢材的技术性能包括力学性能、工艺性能和化学性能等。
力学性能主要包括拉伸性能、冲击韧性、疲劳强度、硬度等;工艺性能是钢材在加工制造过程中所表现的特性,包括冷弯性能、焊接性能、热处理性能等。
只有了解、掌握钢材的各种性能,才能正确、经济、合理地选择和使用各种钢材。
一、力学性能(一)拉伸性能钢材的拉伸性能,典型地反映在广泛使用的软钢(低碳钢)拉伸试验时得到的应力σ与应变ε的关系上,如图7.7所示。
钢材从拉伸到拉断,在外力作用下的变形可分为四个阶段,即弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段。
图7.7低碳钢受拉应力-应变1.弹性阶段在OA范围内应力与应变成正比例关系,如果卸去外力,试件则恢复原来的形状,这个阶段称为弹性阶段。
弹性阶段的最高点A所对应的应力值称为弹性极限σp。
当应力稍低于A点时,应力与应变成线性正比例关系,其斜率称为弹性模量,用e表示。
弹性模量反映钢材的刚度,即产生单位弹性应变时所需要应力的大小。
2.屈服阶段当应力超过弹性极限σp后,应力和应变不再成正比关系,应力在B上和B 下小范围内波动,而应变迅速增长。
在σ-ε关系图上出现了一个接近水平的线段。
试件出现塑性变形,AB称为屈服阶段,B下所对应的应力值称为屈服极限σs。
钢材受力达到屈服强度后,变形即迅速发展,虽然尚未破坏,但已不能满足使用要求。
所以设计中一般以屈服强度作为钢材强度取值的依据。
对于在外力作用下屈服现象不明显的钢材,规定以产生残余变形为原标距长度0.2%时的应力作为屈服强度,用σ0.2表示,称为条件屈服强度。
3.强化阶段当应力超过屈服强度后,由于钢材内部组织产生晶格扭曲、晶粒破碎等原因,阻止了塑性变形的进一步发展,钢材抵抗外力的能力重新提高。
在σ-ε关系图上形成BC段的上升曲线,这一过程称为强化阶段。
对应于最高点C的应力称为抗拉强度,用σb来表示,它是钢材所能承受的最大应力。
钢材屈服强度与抗拉强度的比值(屈强比σs/σb),是评价钢材受力特征的一个参数,屈强比能反映钢材的利用率和结构安全可靠程度。
《建筑材料》课程总复习题《建筑材料》课程总复习题一、填空题1、建筑材料按使用功能可分为三大类,即、、和。
2、生产混凝土构件时,采用机械振捣的方法以提高其浇筑的密实程度,同时混凝土的表观密度将,强度将,耐久性将。
3、硅酸盐水泥的强度等级是依据天龄期和天龄期时标准配合比的水泥胶砂按标准方法测定的强度和强度来划分的。
4、为保证石灰完全熟化,石灰膏必须在储灰池中存放半个月以上,这一过程称为“”,其目的在于消除的危害。
5、熟石灰粉的主要化学成分是,建筑石膏的主要化学成分是。
6、普通混凝土拌合物的工作性(或称为和易性、施工性)主要包括、、和三个方面的涵义。
其通用的试验评价方法有法和法。
7、描述建筑钢材冷拉性能的指标包括屈服强度、抗拉强度和。
8、石油沥青的软化点越高,则其温度敏感性越。
9、建筑材料的技术标准按技术标准的发布部门与适用范围可分为国家标准、、和四大类。
生产混凝土构件时,若提高其浇筑的密实程度,则混凝土的表观密度将,强度将,抗渗性将。
10、国家标准《通用硅酸盐水泥》规定:硅酸盐水泥的强度等级按照3天龄期时的抗折强度和抗压强度区分为型和型。
11、水泥安定性不良,一般是由于水泥熟料中所含、游离氧化镁过多或掺入的过多等原因所导致的。
12、普通混凝土拌合物的工作性(或称为和易性)主要包括、、和三个方面的涵义。
其通用的经验性试验评价方法有法和维勃稠度法。
13、沉入度(稠度)越大,表明新拌砂浆的流动性越;分层度越大则表明新拌砂浆的保水性越。
14、因时效作用而导致建筑钢材性能改变的程度称为。
15、岩石按地质形成条件分为岩浆岩、和三大类。
16、某钢材牌号为Q235-A·b,表示屈服强度为不低于的级钢,其中字母“b”代表的意义为。
17、钢材的屈强比表征结构的安全可靠程度,其值越,安全可靠性越好。
18、一般木材的顺纹抗弯强度较其顺纹抗压强度。
19、墙体材料可分为、和三大类。
20、沥青的塑性指标一般用来表示,温度敏感性用来表示。
土建中级职称考试《建筑工程专业》模拟真题一1[单选题]定位轴线应用()绘制。
A.中粗实线(江南博哥)B.细实线C.细点划线D.细虚线正确答案:C参考解析:定位轴线应用细单点长划线绘制。
定位轴线的图示及编号方法详见《房屋建筑制图统一标准》(GB/T50001--2010)的有关规定。
2[单选题]建筑平面图中的高窗通常采用()线型。
A.细实线B.波浪线C.虚线D.点划线正确答案:C参考解析:建筑平面图中的高窗通常采用虚线线型。
3[单选题]工程中常用的四种投影是多面正投影、轴侧投影、透视投影和标高投影,其中标高投影属于()。
A.中心投影B.斜投影C.多面投影D.平行投影正确答案:D参考解析:在物体水平投影上加注某些特征面、线及控制点高度数值的正投影,是平行投影。
4[单选题]房屋建筑的各种视图主要是采用()绘制的。
A.正投影法B.平行投影法C.斜投影法D.标高投影法正确答案:A参考解析:房屋建筑的各种视图主要是采用正投影法绘制的。
5[单选题]表示房屋内部的结构形式、屋面形状、分层情况、各部分的竖向联系、材料及高度等的图样,称为()。
A.外墙身详图B.楼梯结构剖面图C.建筑剖面图D.楼梯剖面图正确答案:C参考解析:外墙身详图包括地面、楼面、屋面与墙体的关系,同时也表示排水沟、散水、勒脚、窗台、窗檐、女儿墙、天沟、排水口等位置及构造做法。
B、D表示楼梯特征,可排除。
6[单选题]在总平面图中,新建房屋底层室内地面与室外整平地面应分别标注()。
A.相对标高,相对标高B.相对标高,绝对标高C.绝对标高,绝对标高D.绝对标高,相对标高正确答案:C参考解析:在总平面图中,新建房屋底层室内地面与室外整平地面应都标注绝对标高。
7[单选题]主要用来确定新建房屋的位置、朝向以及周边环境关系的是()。
A.建筑总平面图B.建筑立面图C.建筑平面图D.功能分析图正确答案:A参考解析:总平面图主要表示整个建筑基地的总体布局,具体表达新建房屋的位置、朝向以及周围环境(原有建筑、交通道路、绿化、地形等)基本情况的图样。
金属材料屈强比范围全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:金属材料是工程领域中最常用的材料之一,其物理性质和力学性能对于各种工程应用至关重要。
屈强比是评估金属材料特定性能的重要参数之一。
下面将从什么是屈强比、屈强比的意义、屈强比的计算方法及金属材料屈强比范围等方面来详细介绍。
什么是屈强比?屈强比是指金属材料的屈服极限与抗拉极限的比值,也可以称为屈服比。
通俗地说,屈强比表示了金属材料在发生屈服前所能承受的最大应力与发生屈服后所能承受的最大应力之间的关系。
屈强比是一个描述金属材料强度和韧性之间关系的重要参数,也是评估金属材料整体性能的重要指标。
屈强比的意义是什么?屈强比可以用来评估金属材料在受力过程中的变形和破坏情况,对于设计和选择适当材料的工作是至关重要的。
屈强比越高,表示金属材料具有更高的抗拉强度和更好的韧性,能够在高应变率条件下承受更大的应力而不断变形或破裂。
在不同工程应用中,需要根据具体需求选择合适的金属材料,以满足不同应力和应变条件下的性能要求。
如何计算屈强比?屈强比的计算方法很简单,只需要将金属材料的屈服极限和抗拉极限的数值相除即可。
通常来说,屈强比的数值在1以上,表示材料具有良好的强度和韧性;而在1以下,表示材料具有较弱的韧性和较高的脆性。
不同金属材料的屈强比范围也会有所不同,需要根据不同材料的物理性质和力学性能来进行具体分析。
我们来看一下金属材料的屈强比范围。
一般来说,一些常用金属材料的屈强比范围如下:对于钢材,屈强比范围在0.5至0.8之间;对于铝合金,屈强比范围在0.4至0.6之间;而对于钛合金,屈强比范围则在0.6至0.9之间。
不同金属材料的屈强比范围受到材料成分、加工工艺、热处理等因素的影响,因此在工程应用中需要根据具体情况进行详细考量和分析。
金属材料的屈强比是一个衡量材料强度和韧性之间关系的重要参数,对于工程应用具有重要意义。
工程师们在设计和选择金属材料时,需要充分考虑材料的屈强比,并根据具体要求选择合适的材料以保证工程结构的安全和可靠性。
GB/T19879-2005《建筑结构用钢板》简介1.标准制定的目的和意义建筑结构用钢板,具有纯净度高,抗震性好,强度波动范围小,强度厚度效应小的优点,充分满足高层建筑的需要,是我大力推广产品.当前奥运场馆,城市高层建筑等重要建设项目急需性能优越,强度级别高的结构钢板,急需相应的标准去引导和规范市场.今年国标委批准发布的GB/T19879-2005《建筑结构用钢板》(于2006年2月1日)可以推动我国高层建筑用钢的发展,规范国内建筑结构用钢板的生产,提高产品的质量,促使产品质量达到国际上同类钢材的水平,推动产品结构调整,同时更好地规范和引导市场,提高建筑物的安全性能.钢结构建筑自50年代从欧洲兴起,因具有优越抗震性,绿色环保,施工效率高,空间利用率高等多方面特殊的优势,现已成为国际上建筑结构的发展方向.我国近年建造了一大批钢结构建筑,钢材在1996年以前基本都依赖进口,但现已大规模实现了国产化.钢结构建筑的安全性非常重要,对所用钢材有特殊的技术要求.YB4104-2000是非等效采用JIS G 3136《建筑结构用钢》标准制定的,其在确保为钢结构建筑提供优质钢材,促进建筑结构用钢国产化方面发挥了积极作用,北京中关村金融中心大厦,北京电视中心,上海浦东新区文献中心等重大工程先后采用该标准材料设计和建造钢结构.YB4104-2000中的钢板屈服强度级别最高为345MPa(抗拉强度490 MPa级),而国际上已开发出抗拉强度590 MPa和780MPa级的更高强度的建筑用钢,我国钢结构建筑目前也已对390MPa,420MPa,460MPa级钢也提出了技术需求.为此制定了适应建筑结构向高层化和大跨度发展的高强度钢材产品标准,以减轻结构重量,降低建造成本,降低钢结构用材的厚度,提高其制造可靠性.2 本标准参考的主要技术依据本标准非等效采用了日本标准JIS G3136—1994《建筑结构用钢材》,JIS G3136是日本根据建筑钢结构对抗震钢材的技术要求特点而研究制定的一个专用标准.本标准在技术要求和检验项目思路方面采用了该日本标准的规定,体现了我国建筑结构用钢板的技术发展,并与GB700-88《碳素结构钢》,GB/T1591-94《低合金高强度结构钢》,GB/T5313-85《厚度方向性能钢板》等基础通用标准协调一致,做到体系上统一不乱.同时又考虑到使用部门的要求,特别是结合了建设部的标准JGJ99-98《高层民用建筑钢结构技术规程》,满足了钢结构建筑规范的规定.3 标准的主要技术内容3.1适用范围及牌号本标准适用于制作高层建筑和其他重要建筑结构的厚度不大于100mm的钢板,钢板厚度范围与日本标准一致,这符合了市场的绝大部分需求.本标准中的牌号分为屈服点235MPa,345 MPa,390 MPa,420 MPa和460 MPa五个强度级别,各强度级别分为Z向和非Z向钢,Z向钢有Z15,Z25,Z35三个等级,各牌号又按不同冲击试验要求分质量等级,各牌号均具有良好的焊接性能.与JIS G3136相比,本标准不再规定用途一般的非焊接结构钢牌号.根据GB/T221《钢铁产品牌号表示方法》的规定和工程结构用碳素钢和低合金高强度钢的表示方法,考虑建筑结构用钢的特性,并突出高层建筑,订货时的牌号由代表高性能建筑结构用钢和屈服点的汉语拼音字母,钢板的屈服点数值,质量级别符号组成.对于厚度方向性能钢板,在质量等级符号后加上厚度方向性能级别,如Q345GJCZ25,其中Q,G,J分别为屈服点,高层,建筑的首位汉语拼音字母;345为屈服点数值,单位MPa ;Z25为厚度方向性能级别;C为质量等级,对应于0℃冲击试验温度.3.2尺寸,外形,重量及允许偏差经供需双方协议,可供应其他尺寸,外形偏差的钢板.3.3交货状态根据钢板力学性能要求和生产实际,本标准对钢板规定了热轧,正火或正火轧制,正火+回火,淬火+回火,温度—形变控制轧制等交货状态,具体状态由供需双方商定.温度—形变控制轧制交货状态的提出,一是为体现和促进技术进步,二是与国际接轨.按照国外标准的定义,温度—形变控制轧制是钢板温度和厚度的降低都受到严格控制的一种方法,终轧是在规定的温度下完成的,这个规定温度接近于或低于铁素体完全生成的温度,其显微组织和力学性能不能由热处理获得.该状态简称为TMCP或TM,在日本标准JIS G3136中也规定有该交货状态.3.4化学成分3.4.1为提高钢板的综合性能,保证建筑结构的需要,本标准对钢的纯净性提出了严格的要求,大大降低了有害元素P,S元素的含量.对于Z向钢板,P不大于0.020%,S含量符合GB/T5313的规定;对于非Z向钢板,P不大于0.025%,S不大于0.015%,其P含量又比日本标准JIS G3136有所加严.成分设计上采取提锰降碳的技术措施并提倡对钢进行铌,钒,钛微合金化处理,铌,钒的含量按照GB/T1591的规定,钛的含量根据晶粒度和强度需要,规定为0.01%--0.10%.其中对于屈服点235MPa级别的钢板,碳含量与日本标准JIS G3136相比有所下降,日本标准最大为0.22%,本标准统一定为不大于0.20%;同时其锰含量根据实际实际情况和船体钢规范,规定为不大于1.20%,而日本标准为不大于1.40%.3.4.2建筑结构用钢板要求的良好的焊接性能,为此本标准参照JIS G3136,对钢板的焊接碳当量和焊接裂纹敏感性指数提出了要求,计算公式采用国际焊接学会公式.其中屈服点345MPa 级钢板热轧和正火状态下的焊接碳当量要求比日本标准有所加严,345MPa以上的其它更高强度级别钢的碳当量和焊接裂纹敏感性指数按不同交货状态做出了规定,能够充分保证钢板的焊接性能.3.5力学性能3.5.1为适应建筑结构向高层化和大跨度发展,适应建筑结构对345MPa级以上更高强度钢材的需求,从而达到减轻结构重量,降低建造成本,减少钢结构用材的厚度,提高结构可靠性的目的,开发更高强度钢板,将更高强度钢板补充进标准是非常必要的.目前国际上已开发出抗拉强度590 MPa和780MPa级的更高强度的建筑用钢,具体见表1.本标准结合市场需求,并考虑到钢结构对更高强度级别钢的需求,比JIS G3136和YB4104增加了390 MPa,420 MPa和460 MPa等三个强度级别,这三个级别的抗拉强度和延伸率按照GB/T1591的规定.表1 国外590 MPa和780MPa级高强度建筑用钢力学性能参数强度级别厚度mm屈服强度MPa抗拉强度MPa伸长率%屈强比纵向AKV,80≥440≥590≥20≤0.85≥47780 MPa25--100≥620780--930≥16≤0.85≥473.5.2建筑结构要求良好的抗震性,为此钢板在力学性能上要具有较低的屈强比.低的屈强比可使材料具有良好的冷变形能力,345 MPa钢材的强屈比不应小于 1.20(对应屈强比不大于0.83).此项要求在JIS G3136中也有规定,不过其是以屈强比的形式表示的.国外460MPa级的抗震建筑钢,屈强比也规定为不大于0.85.本标准按照日本标准和术语习惯,规定345 MPa级别的屈强比不大于0.80,390 MPa,420 MPa和460 MPa这三个更高强度级别的屈强比不大于0.85. 本标准中牌号具有强度厚度效应小(仅20 MPa)的特点,较JIS G 3136,GB/T1591的厚度效应降低明显,较好满足了钢结构行业对材料等强度的期望.相比较GB/T1591,厚度效应率降低14.5%,这可明显提高材料利用率,便于钢结构的结构设计,提高钢结构的整体效益.本标准与JIS G 3136,GB/T1591具体对比见表2和表3.3.5.3低屈强比钢板屈服点波动范围不能太大,若钢板的屈服点偏差较大,当建筑物受到地震时,就会发生塑性铰转移,不能按设计目标控制损坏程度而倒塌,为此本标准规定了屈服点的上下限.工程结构用钢一般都规定抗拉强度范围,但规定屈服点范围的很少,这也正是建筑结构用钢板性能要求上的一个突出特点.日本标准JIS G3136屈服点波动范围规定为120MPa,本标准从严要求,将波动范围缩小到110MPa.3.5.4钢结构在梁柱联接和箱形柱角部焊缝等处,由于局部构造,形成高约束,焊接时容易引起沿板厚方向的层状撕裂.JGJ99-98规定此类钢板的厚度方向性能不能小于Z15级别,日本标准JIS G3136规定此类钢板不得小于Z25级别.本标准依照GB/T5313规定了三种厚度方向性能级别(Z15,Z25,Z35)的钢板牌号,以便于适应不同的结构要求,便于用户选择使用和合同的简化签订.3.5.5为保证建筑结构的安全,建筑结构用钢板必须要具备一定的冲击韧性,日本标准JIS G3136规定冲击试验温度为0℃.本标准参照GB700,GB/T1591规定Q235GJ,Q345GJ分B,C,D,E四个级别,分别对应常温,0℃,-20℃,-40℃冲击试验温度;Q390GJ,Q420GJ,Q460GJ分C,D,E三个级别,分别对应0℃,-20℃,-40℃冲击试验温度.本标准规定各规定温度下纵向夏比V型冲击功均不得小于34J,这比日本标准中的不小于27J的规定有所提高.3.5.6根据JGJ99-98要求,本标准规定建筑结构用钢板必须要保证弯曲试验合格.考虑到生产工艺的进步和产品质量保证能力的提高,本标准又规定若供方能保证弯曲试验合格,则可不做弯曲试验.如果用户要求做弯曲试验,可在合同中注明.是否进行弯曲试验可根据合同要求或供方生产能力来确定.3.6表面质量本标准中表面质量的规定等同于GB/T16270-1996(源于GB/T3274),具有操作性较强的特点.表2 本标准与GB1591,JIS G 3136代表牌号性能对比标准牌号质量等级屈服强度Re,N/mm2抗拉强度Rm,N/mm2伸长率A,%≥冲击功(纵向) AKV,J180°弯曲试验d=弯心直径a=试样厚度屈强比钢板厚度,mm6-16>16-35>35-50>50100温度℃不小于钢板厚度,mm≤16>16本标准Q345GJB≥345345—455335—445325610 22常温342a3a≤0.80 CD-20E-40 GB/T 1591Q345 C≥345≥325≥295≥275 470—630 22342a3a无要求D-20E-40 27 JISG 3136 SN490 B 3256-16-40mm,325--445>40-100mm,295—415490—610日本试样17,21,2327无要求无要求≤0.80C表3 345MPa级屈服强度厚度效应对应100mm厚度时的屈服强度厚度效应值YB4104Q345GJGB/T1591Q345JIS G 3136\JIS G 3106SN490 SM49020MPa70 MPa30 MPa厚度效应率5.8%20.3%9.2%3.7超声波探伤本标准参照日本标准和GB/T5313,规定对Z向钢板必须进行探伤,探伤标准采用GB/T2970-91《中厚钢板超声波检验方法》,合格级别中合同中注明.对于非Z向钢板,本标准规定根据用户3.8特殊技术要求为增加标准的灵活性,体现标准的最大自由度原则,本标准专设了特殊技术要求条款,规定经供需双方协议,可对钢板提出有别于基本要求的其它特殊要求,以满足用户的特殊需要,如可提出耐火性能,要求600℃时屈服强度不小于常温下的2/3等.4 应用建筑结构用钢板标准对材料在屈强比,屈服强度波动范围,强度厚度效应,冲击韧性,焊接性,厚度方向性能等方面规定了较严格要求,满足了钢结构的安全性要求,适应了我国钢结构构建筑用钢板国产化的需求,已得到广泛认可和应用.舞钢自1996年开始大规模开发高层建筑结构用钢板,建筑结构用钢板的开发生产量已累计达12万吨,屈服强度级别达到460MPa.舞钢生产的优质建筑结构用钢板在高层和大跨度钢结构领域获得广泛应用,舞钢以品种规格全,产品质量水平高获得了钢结构行业的高度称赞,舞钢高层建筑结构用钢板主要应用情况见表4.表4 舞钢高层建筑结构用钢板主要应用工程。
问题补充:现在国家有规定的,强屈比不合格不得用于一二级抗震框架结构,不用有抗震性能的钢筋,很难检测合格啊,有没有什么硬性规定,一定要用带E的钢筋是有抗震钢筋的,如HRB400E 我刚从检测中心询问回来的最佳答案其实HRB400有些钢筋的力学性能也能达到屈强比的要求,规范规定是屈强比必须合格,可没有说必须用HRB400E 的钢筋,HRB400E钢筋是屈强比必须合格的钢筋,但是HRB400E 钢筋在市面上也不好买到,现在工地一般都是用HRB400先复检,合格了就用,不合格退场,不知道你的工地可否这样施工。
a.《建筑抗震设计规》GB50011-2001之3.9.2条明文规定:3.9.2 结构材料性能指标,应符合下列最低要求:2 混凝土结构材料应符合下列规定:2)抗震等级为一、二级的框架结构,其纵向受力钢筋采用普通钢筋时,钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25;且钢筋的屈服强度实测值与强度标准值的比值不应大于1.3。
b.抗震钢筋是新的钢筋规范中对符合上述要求的钢筋的新叫法(名称)--单列为一类(在标示后加E)可见质检站的要求没有错误,设计人员只是没有看到新的钢筋规范罢了(其实这只是换汤不换药的做法而已)设计结构级别达到1、2级抗震要求,但并没有指明是否采用抗抗震钢筋。
从成本角度考虑抗震钢筋比普通钢筋价格高,但如果普钢能满足要求就不必多花成本。
因设计院未特殊注明,故想弄清楚普钢是否达不到抗震性能?或者能否达到1、2级要求?谢谢各位指点!对我国抗震钢筋混凝土结构强度级差措施有效性的识别来源:摘要:严格按我国修订后规范设计出各设防烈度区的不同类型规则钢筋混凝土框架结构,利用杆系结构非线性动力反应分析程序PL-AFJD,完成了设防烈度地震和罕遇地震水准的多条地面运动输入下的系列地震反应分析。
结果表明,修订后规范一级抗震等级的柱-梁抗弯能力级差措施有效,预计能满足预定的抗震性态要求;三级抗震等级的7 度区0.10g框架因有其它有利因素支持,也预计能达到较好的反应性态;而三级抗震等级的7 度区(0.15g)框架和二级抗震等级的8 度区(0.20g 和0.30g)框架在强震下的弹塑性反应是相对偏不利的,表明其“强柱弱梁”措施尚嫌不足,有待进一步改进。
提高建筑用钢屈强比的一个有效措施
在此汶川大地震四周年之际,我们再次感受到难以愈合的记忆的伤痛。
面对给我们人民的生命和财产带来巨大损失的频发地震,作为材料工作者,深感提高建筑钢结构的抗震性是我们义不容辞的责任。
钢结构的抗震能力主要取决于钢材的屈强比,必须在保证高强度的同时,限制屈强比。
欧洲建筑用钢要求屈强比小于0.91,日本要求建筑用钢屈强比小于0.80,我国也要求高层建筑结构用钢的屈强比不大于0.80。
低的屈强比,意味着高的加工硬化指数和高的均匀伸长率,当钢材受到外力作用时,能够以更大的塑性变形吸收地震施加给结构的巨大能量,延缓其最终破坏的发生。
但是,低屈强比建筑用钢在实际生产上还存在着许多技术和成本的问题,尤其随着强度的升高,屈强比很难维持在较低的水平。
近期,秦皇岛首秦金属材料公司提出了一个提高建筑用钢板屈强比的方法,取得了明显效果。
这个方法的要点是:对终轧后的钢板不是直接进入层流冷却,而是冷待至共析转变温度以上某个温度。
实验证明,如果冷待的温度取得合适,就可以在提高抗拉强度的同时降低屈强比。
他们以Q345ZNb钢坯为试验材料(0.16C、0.36Si、1.37Mn、0.006S、0.06P、0.026Nb,余量Fe),终轧后(终轧温度为850℃),冷待至770℃再进入层流冷却。
对比检测表明,采用新工艺的材料与终轧后直接进入层流冷却的材料相比,抗拉强度由原来的
575MPa提高到585MPa,而屈强比由原来的0.765降低到0.739,实现了在保证强度的同时降低屈强比的目的。
据研究,上述效应的产生,可能出于以下原因,终轧后直接进入层流冷却的钢板,保留了更多的奥氏体形变时产生的畸变能,使铁素体的形核率增加,晶粒细化,但晶粒大小不均,小晶粒所占比例较大,6.15μm以下的晶粒占35%左右;而冷待至770℃的钢板,由于奥氏体变形后在高温区停留时间较长,奥氏体形变储存能释放得较多,故奥氏体向铁素体转变的驱动力变小,使铁素体形核率降低,铁素体晶粒尺寸变大,但晶粒尺寸大小均匀,珠光体尺寸变化不大;另一方面,在冷待过程中,碳在铁素体与奥氏体之间重新分配,流向奥氏体,造成高碳浓度的奥氏体,在随后的珠光体转变中形成硬度更高,形变强化能力更强的珠光体。
由于作为硬相的珠光体决定材料的抗拉强度,所以珠光体强度的提高导致材料的抗拉强度提高;而作为软相的铁素体决定材料的屈服强度,铁素体晶粒尺寸变大导致屈服强度有所下降。
这样就在提高抗拉强度的同时拉开了抗拉强度与屈服强度的幅度,实现了屈强比的下降。
应该指出,如果冷待温度过低,会使晶粒尺寸长得过大,同时奥氏体的碳浓度下降,其结果虽然可以使屈强比进一步下降,但抗拉强度也明显下降。
比如,冷待至730℃的试样屈强比为0.724,但抗拉强度为539MPa。
(一员)
本文来源锌钢栅栏:。