文档介绍：类别: 编号:
山东莱钢建设有限公司
技术研发项目计划立项建议书
项目名称:建筑钢结构高建钢焊接加工技术的研究与应用
承担单位:济南莱钢钢结构有限公司
协作单位:
项目负责人:郝正旺
编制日期: 2013年 2 月 22 日
山东莱钢建设有限公司技术中心制订
填报须知
一、按要求内容详细填写,各内容不得空缺,无实际内容时填“无”。
二、填报说明:
1、项目名称:科学规范、简单明确的中文名称。
2、上报提交材料两份及电子文档;统一用A4复印纸。
3、按照给定格式编写,除封面外文字叙述部分用小4号仿宋字。
4、封面、封底用白纸简单装订,勿用塑料封皮。
三、本建议书未尽事宜,可另附材料说明。
一、项目的目的及意义
1、项目来源和依据
随着国内外建筑行业的迅速崛起,钢结构行业的蓬勃发展,为了追求低成本、高利润,追求更多的剩余价值,建筑行业逐步朝向高层、超高层发展。因此,必须采用强度高、承重能力强的高建钢作为钢骨架。随着社会的进步、焊接技术突飞猛进的发展以及人们对建筑功能和建筑美学要求的不断提高,各种造型灵活、结构力求创新的建筑物层出不穷。而高建钢凭借自身的优点恰好能够满足人们的要求。
近年来,国产高性能建筑结构用钢由于其优良的力学性能,特别是强度对厚度的不敏感性,在国内大跨和高层建筑钢结构中得到了越来越多的应用,但现行相关设计规范中仍缺乏其基于设计可靠度分析的合理设计指标。高建钢常用作厚壁H 型钢柱,其残余应力分布对构件承载力影响较大,是分析高建钢基本构件设计可靠度的关键因素之一。本文采用工程跟踪研究,对50~100mm 厚高建钢Q345GJ焊接H 型钢的纵向残余应力进行研究。明确了高建钢厚壁焊接H 型钢的残余应力分布规律。
高建钢具有易焊接、抗震、抗低温冲击等性能,主要应用于高层建筑、超高层建筑、大跨度体育场馆、机场、会展中心以及钢结构厂房等大型建筑工程。高建钢板与普通碳钢或低合金钢板相比,屈服强度设定了上限,抗拉强度有提高,对碳当量、屈强比指标有要求。高建钢通常情况下都是用中厚板轧机生产的,但也不排除用炉卷轧机和热连轧机组生产。高建钢板主要是部分特厚板、厚板、中厚板、中板等。一般来说,高层建筑用结构钢板的厚度为10~100mm,宽度为1600~3500mm,长度为6000~18000mm。
2、项目的目的及意义
高层建筑用钢受力情况复杂,要求具有安全可靠性高、使用寿命长,并能够抵御一定的地震烈度的破坏等特点,这就决定了高层建筑结构用钢板要求具有一定的特殊性能,主要有以下几点:
(1)能够抵御一定地震力的破坏,要能防震和抗震。为此钢板不仅要具有足够的抗拉强度和屈服强度而且要具有较低的屈强比。低的屈强比能够使材料具有良好的冷变形能力和高的塑性变形功,吸收较多的地震能,提高建筑物的抗震能力。
(2)要具有良好的焊接性能,做到焊前不需预热,焊后不需热处理,以便于现场施焊,从而减小劳动强度、提高劳动效率。
(3)要具有较高的塑性和韧性,以使钢板具有良好的力学性能。
国标GB/T19879《建筑结构用钢板》中对Q345GJC高建钢板的化学成分和机械性能要求如表1、2所示。
表1 Q345GJC的化学成分要求/%
C
Si
Mn
P
S
Als
Nb
Ti
CEV
≤
≤
≤
≤
≤
≥
~
~
≤0. 44
表2 Q345GJC的机械性能要求
ReL/MPa
Rm/MPa
ReL/Rm
A/%
-20℃KV2
冷弯
Max
465
610
—
—
d=2a,完好
Min
325
490
—
22
34
(4)要具有较小的屈服强度波动范围。屈服强度变动范围大时,建筑物各部分之间屈服强度的匹配可能与设计要求值不同,容易产生局部破坏,降低建筑物的抗震性。因此,日本标准中规定屈服强度波动范围不大于120MPA。
(5)采用焊接连接的梁与柱节点范围内,当节点约束较强、并承受沿板厚方向的拉力作用时,要求钢板必须要具有一定级别的抗层状撕裂能力。
在国内将住宅建筑大于24m者为高层建筑;建筑高度大于100m的民用建筑为超高层建筑。在美国,;在日本,31m或8层及以上视为高层建筑;在英国,。不论高层还是超高层在考虑抗震效果和整体承载力时,所采用的最佳钢骨材料为高建钢。在国外,尤其是地壳活动比较频繁的地区,其建筑大部分均采用高层建筑用钢,像日本仅仅一个季度的建筑钢材用量就在735万吨,其中大部分就是高建钢。
在国内的建筑代表以国家体育场