新型高性能钢材-PPT资料59页

日本已开发出屈强比小于0.8 的590MPa 和780MPa 的高强厚钢板（80～100mm）
国外建筑用高强度钢的力学性能
2.3 高强度钢的应用
位于德国柏林的索尼中心大楼，采用了S460和S690高强度钢 材，有效减小了构件截面，降低了结构体重
2.3 高强度钢的应用
澳大利亚 悉尼星城 饭店采用 了S690 高强度钢 材
2.2 高强度钢的分类-欧洲标准
欧洲标准EN10020《钢级的定义和分类》 按照化学成分
非合金钢 合金钢
按照主要质量等级分类 合金优质钢 合金特殊钢
2.2 高强度钢的分类-美国标准
美国标准ASTMA749《术语定义》低合金高强度 钢为一组高强度用钢。
其强度和在某些条件下具有的耐大气腐蚀性能 是通过加入适量的一种或多种合金元素而得到的。
2.2 高强度钢的分类-国家标准
(1) 低合金钢按主要质量等级 普通质量低合金钢 优质低合金钢 特殊质量低合金钢
优质低合金钢主要包括：
①可焊接的高强度结构钢（Q295B、Q345B、Q345C、 Q345D、Q345E、Q390A、Q390B、Q390C、Q390D、 Q390E）；
②低合金耐候钢，09CuPCrNi-A、09CuPCrNi-B、 09CuP、16CuCr、12MnCuCr、15MnCuCr、15MnCuCrQT；
1967年美国蒙哥马利市的一个饭店发生火灾，钢结构屋 顶被烧塌； 1970年美国50层的纽约第一贸易办公大楼发生火灾，楼 盖钢梁被烧扭曲10cm左右； 1990年英国一幢多层钢结构建筑在施工阶段发生火灾， 造成钢梁、钢柱和楼盖钢桁架的严重破坏； 2019.9.11 9时03分，被劫持的美洲航空公司第77次航班 波音757客机撞向纽约世贸中心大楼南楼 ，双塔楼中1号楼 10时28分倒塌，2号楼9时50分倒塌。
美国“9·11”事件是引发全球 对建筑用耐火钢开发热潮的起源
美国911世贸大厦
我国一些建筑物的钢结构屋盖在发生火灾倒塌的实例。
重庆天原化工厂 钢屋架 1960.2.18 20min倒塌 上海文化广场 钢屋架 1969.12 倒塌 天津市体育馆 钢屋架 1973.5.5 19min倒塌 长春卷烟厂 钢木屋架 1981.4.5 倒塌 北京友谊宾馆剧场 钢木屋架 1983.12 20min倒塌 唐山市棉纺织厂 钢梁 1986.2.8 20min倒塌 北京高压气瓶厂 钢屋架 1986.4.8 倒塌 江油电厂俱乐部 钢屋架 1987.4.21 20min倒塌 泉州钢结构冷库 钢结构 1993 3600m2的库房倒塌 昆山市的一轻钢结构厂房 钢结构 2019 4320m2的厂房烧塌 北京某家具城 钢结构 2019 整体倒塌
2.2 高强度钢的分类-日本标准
日本标准JISGO203《钢铁术语》 为了更好地改善钢的性能或使钢具有所要求的性
能而加入一种、两种或以上的合金元素。 含合金元素超过相关表格的数值的称为合金钢。 按合金元素含量多少： 高合金钢 低合金钢
2.3 高强度钢的应用
国外目前主要使用490MPa 级和590MPa 级钢材， 780MPa 级钢材也正在积极推广使用。
现代新型建筑钢材简述和应用
11建筑本一班 111612024 何骏
内容提要
高性能钢材的发展趋势 高强度钢的特点及其应用 低屈强点钢和极低强度钢的特点及其应用 耐火结构钢的特点及其应用 耐候钢的特点及其应用 高效焊接钢的特点及其应用 特殊性能钢的特点及其应用 高性能钢材的展望
节省钢结构耐火被覆成本 提高钢结构抗火性能
(5) 耐候钢
提高钢结构的防腐涂装和耐久性能
2.高强度钢的特点及其应用
高强度钢定义
？？？
指屈服强度大于420MPa的钢材。而国外的研究 主要集中在屈服强度名义值约为690MPa的钢材。
低合金结构钢，经调质处理后，具有很好的综 合力学性能，其抗拉强度Sb＞1200MPa时，叫高强 度钢。
济南奥体中心体育馆发生火灾事故
4.2 耐火结构钢应用实例
2019年8月,武钢为北京国家大剧院提供φ406mm和 φ508mm耐火耐候钢管(WGJ510C2)共计240根，近300 吨，用于钢管劲性柱。
5 耐候钢的特点及其应用
耐候钢的定义
？？？
耐候钢是指在恶劣环境条件下（主要是指腐蚀较强的 环境），具有较强工作性能的钢材。
其抗拉强度Sb ＞1500MPa时，称为超高强度钢。
2.1 高强度钢的特点
超高强度钢
低合金超高强度钢 中合金超高强度钢 高合金超高强度钢
含一种合金元素的高强度合金钢有铬钢、镍钢、锰 钢等；
含两种合金元素的合金钢有铬镍钢、铬锰钢、铬钼 钢等；
含三种以上合金元素的高强度合金钢有铬锰硅钢、 铬镍钨钢、铬镍钼钢、铬锰钛钢、铬锰钼钒钢等。
2.3 高强度钢的应用
中央电视台新大楼使用 300×300mm、 400×400mm等规格H型 钢产品
2.3 高强度钢的应用
我国现行的标准 《低合金高强度结构钢》(GB1591-94) 有5 个强度等级，即Q295、Q345、Q390、Q420、Q460， 目前的主要建筑用钢ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱQ235 和Q345(相当于490MPa 级)。
5.2 耐候钢的应用
上海世博会澳大利亚国家馆完成对其 独特的耐候钢覆层外墙的最后装饰
5.2 耐候钢的应用
西南部俯瞰图
5.2 耐候钢的应用
上海世博会澳大利亚国家馆
6 高效焊接钢的特点及其应用
高效焊接钢的定义 ？？？
指金属材料对焊接加工的适应性和金属在一定的焊接 方法、焊接材料、工艺参数及结构型式条件下，获得优质 焊接接头的难易程度。
3.1 低屈强点钢和极低强度钢的特点
极低屈服点钢的屈服应变仅为普通钢材的1/3，屈强比为 普通低碳钢的1/2.5，变形能力约为普通低碳钢的2倍。
软钢与普通低碳钢的化学成分及力学性能比较见下表。
3.1 低屈强点钢和极低强度钢的特点
日本新日铁最先 提出软钢抗震阻尼器 构件，并于2019年成 功开发了用于阻尼器 的极低屈服点钢，牌 号为BLY-100，BLY225等，其屈服强度 波动范围有严格的要 求，拉伸曲线如右图 所示。
耐候钢的特点： 在大气中具有更优良的抗蚀性能 价格较为低廉
5.1 耐候钢的特点
耐候钢原理：钢中加入磷、铜、铬、镍等微量元素后， 使钢材表面形成致密和附着性很强的保护膜，阻碍锈蚀往 里扩散和发展，保护锈层下面的基体，以减缓其腐蚀速度。
耐候钢是可减薄使用、裸露使用或简化涂装，而使制 品抗蚀延寿、省工降耗、升级换代的钢系，也是一个可融 入现代冶金新机制、新技术、新工艺而使其持续发展和创 新的钢系。
官厅－兰州东段输电塔
2.3 高强度钢的应用
广州新电视塔全部采用高强钢，总重5.5万吨，外筒大 约3万吨，混凝土15万立方米，电视塔的总重量达到10万吨 以上。 “细腰”最小处直径仅30多米，可抗8级地震 。
2.3 高强度钢的应用
让业内震惊的是，组成新电视塔的一万多个钢构件竟然 没有一个是相同的。这是由塔身扭转的造型决定的。
7.不锈钢的特点及其应用
7.不锈钢的特点及其应用
8 高性能钢材的展望
我国在高性能钢材的应用条件方面也正在不断完善。 如新的低合金钢国标增加了500MPa、550MPa、620MPa、 690MPa等级别高强度钢与TMCP钢，冷弯型钢国标增加了 390MPa高强度钢，耐候钢增加了500MPa、550MPa级高强度 钢。
4 耐火结构钢的特点及其应用
传统结 构钢和 耐火钢 在室温 性能相 同时， 其屈服 强度对 温度的 敏感性
4.1 火灾对钢结构的危害
钢材虽为非燃烧材料，但钢不耐火，温度为400℃ 时，钢材的屈服强度将降至室温下强度的一半，温度达 到600℃时，钢材基本丧失全部强度和刚度。因此，当 建筑采用无防火保护措施的钢结构时，一旦发生火灾， 结构很容易遭到破坏。
控温控轧技术（TMCP技术）是高性能钢板降低焊接预 热温度所采用的一项关键技术。
6 高效焊接钢的特点及其应用
6 高效焊接钢的特点及其应用
6 高效焊接钢的特点及其应用
2019年4月5日，世界上目前最长的吊 桥—日本明石海峡大桥正式通车。
7.不锈钢的特点及其应用
不锈钢定义
？？？
在空气中或化学腐蚀介质中能够抵抗腐蚀 的一种高合金钢。
3.1 低屈强点钢和极低强度钢的特点
软钢的特点：
良好的滞回特性 能吸收大量的能量 避免主体结构的破坏 屈服强度低 屈服点波动范围很窄 良好的低周疲劳抗力 耗能性能稳定 兼容性较好
3.2 低屈强点钢的应用实例
4 耐火结构钢的特点及其应用
耐火结构钢定义 ？？？
耐火钢的概念是日本于上世纪80年代率先提出的。耐 火钢是指通过在钢材中添加耐高温的合金元素Mo、Cr、Nb 等，使得钢材在600oC时的屈服强度不小于常温屈服强度的2 ／3，且其他性能(如可焊性等)与相应规格的普通结构钢基 本一致。
1.高性能钢材的发展趋势
高性能钢材的发展趋势主要有： (1) 高强度等级钢材和超厚板钢材
满足建筑高层化和大跨距的发展需求
(2) 低屈强比钢和极低强度钢
提高结构的抗震性能
(3) 高效焊接钢
提高钢材焊接性能，尤其是提高大厚度 钢板的焊接性能
1.高性能钢材的发展趋势
高性能钢材的发展趋势主要有： (4) 耐火结构钢
在国内，高强度钢材的应用虽然缺乏规范的指导，但 在实际工程中也有少量的应用，如北京奥运会体育场—鸟巢 和央视新大楼也大量使用了Q420和Q460等高强度钢材。
2.3 高强度钢的应用
中国自主创新的Q460钢材,撑起了鸟巢的钢筋铁骨
2.3 高强度钢的应用
在输电塔上，2019年华东电力设计院设计的500KV从
2.2 高强度钢的分类