欧美国家以及日本,对高强度钢材的发展及应用均十分重视,像欧洲的建筑用高强度钢材规范EN10025-6,给出了高强度钢材的力学性能,化学成份以及冲击韧性等,从而保证钢材具有良好的焊接性能
也为其他工程中开阔了畅通的道路。
例如:
1,索尼中心(Sony Center)
德国柏林索尼中心大楼(Sony Center)(图)为了保护已有的一个砌体结构建物,将大楼的一部分楼层悬挂在屋顶桁架上。
屋顶桁架跨度60m,高12m,其杆件用600mm×100mm矩形实心截面,采用了S460和S690钢材(强度标准值460MPa和690MPa),以尽可能减小构件截面。
2,Latitude大厦
Latitude大厦(图)位于澳大利亚悉尼中心区的世界广场(World Square),2005年建成,55层。
由于场地上已有一个部分完成的建筑物,如果在既有建筑物顶部增建新结构,则需要对原有的柱子进行加固。
出于经济效益的考虑,为了尽快完工,结构工程师在第16层采用7m高的钢结构转换层将荷载从新增结构的柱子传到既有建筑物上。
在转换层的钢结构中,采用了16mm厚的Bisplate80(690MPa)钢板,以
减小结构重量。
日本是一个多地震国家,在钢材的使用上一方面开发高强度钢材,也希望在地震时钢材通过塑性变形,吸引一部分地震能量。
因此,从60年代,高强度钢迅速发展,除了强度外,还要有良好的抗震性能——塑性变形能力,抗裂性,焊接性等等,例如使用500Mpa,600Mpa级高强度钢:为了满足上述低屈强比和可焊性,日本一些钢铁公司在钢材生产中调整了化学成分,利用计算机严格控制轧制过程中的温度和冷却时的速度,生产了被称为TMCP的高强度低屈强度建筑用钢(见表1),该钢与先前的JIS规格材相比,有明显的差别,它对屈强比(YR),碳当量(Ceq),焊接裂缝致敏性(Pcm)作了新的限制性规定,表2列出了日本各大钢铁公司生产TMCP钢板的共同保证值。
表1 日本各大钢铁公司生产的TMCP钢板
设计标准强度f c330MPA 360MPA
相当JIS规格SM490B SM520B
新日本制铁BG-HT325 BT-HT355
NKK HIBUIL325OL HIBUIL3550L 川崎制铁MAC325 HAC355
住友金属T-DAC325 T-DAC355
神户制钢所KCLA325 KCLA325
表2 建筑用TMCP钢板规格成分保证值
f c板厚f tδ化学成分 (%)
MPa mm MPa % C Si Mn P.S C eq P cm 325 ≤50490 21 0.18 ≤0.38≤0.24
我国钢材的强度值如今也随着规范的更迭逐步提高,高强度的起始值也在提高,例如低合金高强度结构钢规范,上次修改是用GB/T1594-94取代GB/T1591-88,强度标准中分为Q295,Q345,Q390,Q420,Q460,质量级别为A,B,C,D,E。
而此次于2009年10月1日实施的GB/T1591-2008,做了以下调整的修改:(一)主要变化如下,扩大了标准的适用范围,增加了Q500,Q550,Q620,Q690强度级别取消了Q295
的强度级别。
(二)修改了化学成分的规定,加重了对磷硫等有害元素的控制。
(三)增加钢材碳当量及裂纹敏感系数的计算公式及规定。
(四)修改了钢材的交货状态,取消了调质钢的规定。
(五)修改了钢材力学性能值及厚度组距的规定,明确了屈服强度为下屈服强度。
(六)提高了冲击吸收能量值。
(七)增加了厚度方向性能方面的要求。