近幾年鋼結構行業的新發展

2017年11月25日

隨著人類社會在經濟和科學技術方面的不斷發展和進步,在鋼結構領域也取得了不少新的進展。

 
  一、鋼結構用鋼的新發展
 
  國內外在高性能鋼材的應用方面取得不少新進展,其中包括高強度高性能鋼、低屈服點鋼和耐火鋼的開發和應用等。
 
  我國新修訂的鋼結構設計規范中增列了性能優良的Q420鋼,該鋼材(15MnVN)己成功地應用在九江長江大橋的建設中。另外我國冶金部門制訂了行業標準YB4104-2000《高層建筑結構用鋼板》,該鋼板是專門供高層建筑和其他重要建(構)筑物用來生產厚板焊接截面構件的。
 
  其性能與日本建筑結構用鋼材相近,而且質量上還有所改進。我國有些企業正在試生產屈服點15達到100N/mm2*1的低屈服點鋼材,相當于日本的LY100鋼,可用于抗震結構的耗能部件。有的企業正在開發耐火鋼,該鋼即使加熱到6000C也能保持常溫2/3以上的強度。
 
  日本在1994年制定了新的建筑結構專用鋼材規格《建筑結構用軋制鋼材(JSG3136)SN標準》。該種鋼材的質量等級已不再按夏比(Charpy)沖擊試驗分類,而是按使用部位、提示有關需要分類。如SN400A(相當于我國的Q235A)只能使用在次要構件處于彈性范圍的、原則上非焊接的構件或部位;SN400B及SN490B(接近于我國Q345強度等級)是能保證塑性變形和焊接性能的鋼材,使用在抗震結構構件和部位中;SN400C及SN490C具有非常好的抗層狀撕裂性能,主要使用在如箱型柱的外部板材等需要板厚方向性能(Z向性能)的構件和部位中。SNB、C類鋼材均對屈服點的上限值做出了規定,以防構件需塑性變形耗能的部位不能進入塑性屈服;并對碳當量及磷、硫的上限予以嚴格限制。SNC類鋼材對硫的含量提出了更嚴格的限制,并規定生產廠家有義務進行超聲探傷試驗,以確保板厚方向的性能。目前日本國內建筑用厚鋼板的70%為SN鋼材。日本己開發出LY225銅、LY100鋼等低屈服點鋼和耐火鋼(FR鋼)。美國和歐洲等國家也在高強度高性能鋼材的研制和應用等方面做出了不少貢獻。如美國生產的經調質處理的合金鋼板A514,其屈服點高達690N/mm2,并可用于焊接生產。
 
  相對來說,我國鋼材的種類和質量均不及工業發達國家的。如何研制開發新型高效鋼材是
 
  擺在我國冶金戰線科技工作者面前的一項重要任務。
 
  二、新型鋼結構體系的應用和發展
 
  近年來,在全國各地修建了大量的大跨空間結構,網架和網殼結構形式己在全國普及,張弦桁架、懸掛結構也有很多應用實例;直接焊接鋼管結構、變截面輕鋼門式剛架、金屬拱形波紋屋蓋等輕鋼結構也已遍地開花;鋼結構的高層建筑也在不少城市拔地而起;適合我國國情的鋼一混凝土組合結構和混合結構也有了廣泛應用;目前好多地方都在建造索膜結構的罩棚和建筑小品;……。可以毫不夸張地說,我國己成了各種鋼結構體系的展覽館和試驗場。
 
  各種不同的結構體系各有所長,但生命力較強的結構體系均具有如下特點:
 
  (1)必須是幾何不可變的(除懸索、薄膜等張拉結構)空間整體,在各類作用的效應之下能保持穩定性、必要的承載力和剛度;
  (2)應使結構材料的強度得到充分地利用,使自重趄于最低;
  (3)能利用材料的長處,避免克服其短處;
  (4)能使結構空間和建筑空間互相協調、統一;
  (5)能適合本國情況,制作、安裝簡便,綜合效益好。
 
  目前我國正在進行大規模的基本建設,許多大型復雜的鋼結構工程,包括2008年奧運場館工程的建設都正在進行中。選擇先進合理的結構體系,既能滿足建筑藝術需要,又能做到技術先進、經濟合理、安全適用、確保質量就顯得非常重要。目前有一種為追求建筑造型新奇、怪異,而不惜浪費鋼材采用最笨重的結構形式的傾向是值得警惕的。
來源:青島青嶗鋼鐵工程有限公司

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