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4.3 — 材料选《用
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4.3.1 ! ,本条提出了合—理选用钢《材应综?合考虑的《基本要?素荷:载,特征即静《荷,载、直接动荷载或地!震作用应力状态要考!虑,是否为疲劳应力【、残余应力》连接方法要考—虑焊接还是》螺栓:。连接钢材厚度—对于其强《度、韧性、》抗层状撕《裂性能均有》。。较大:的影响工作环—境包括温度、湿度及!环境腐蚀性能
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4《。.3.?2 本条为—强制性条文规—定,了承重结构的—钢材应具有的力学】性能和化学成—分,等合格?保证的项目分述如】下,
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【1 : 抗拉强度》钢材的抗拉强度【是衡量钢材抵—抗拉断?的性能指标它—不仅是?一般强度《。的指标而且》直接反映钢材—内,部组织的优劣并与】疲劳:强度有着《比,较密切的关系—
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2— 断后伸长率钢】材的伸长率是—衡量钢材《。塑性性?。能的指标钢材的【塑性是在外力—作用下产生永久变】形时:抵抗断裂的》能力因?此,承重结构用的钢材】不论在静力荷载【或动力荷载》作用下还是》。在加工制作过—程中除?。了应具有较高—的强:度,。外尚应要求具有足够!的伸长率
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— ,3 屈服强度(或!屈服点)钢材的【屈服强度(或屈【服点)是衡量—结构的承载能—力和确定强度设计】值的重要指标—。碳素结构钢和—低合:金结构?钢在受力到达屈服强!度以后应变急剧【增长从而使结—构的变形迅速增加】以致不能继续使用所!以钢:。结构的强度设计值一!般都是以《钢材屈服强度为依据!而确定的对于—一般非承重或—由构造决定》的,构件只要保》证钢:材的抗?拉强度?和断后伸长率即能满!足要求?;对:于,承重的结《构则必须具有钢材】的抗拉强《度、伸长率、屈服】强度三项合格的【保证
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4! , 冷弯试《验钢材的冷弯试验】是衡量其塑性指【标之:一同时也《是衡量?其质量的一个综合性!指标通?过,冷弯试验可以检查】钢材颗粒组织、结晶!情况和非金属夹杂】物,分,布等缺?。陷,在一定程度》。上也是鉴定焊—接性:能的一个指标结【构在制作、安—装过程中要进行冷】。加工尤其是焊接【结构:焊后变形的调直【等工序?。都需要钢《材有较好的》冷弯性能而非焊接的!重要结?构(如吊《车梁、吊车桁架【、有振动设备或有大!吨位:吊车厂房的屋—架、:托架:大跨度重型桁架等)!以,及,需要弯曲《成型的构《件等亦都要求具有冷!弯试验?合格的保证》
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—5 : 硫、磷《含量硫?、磷都是建筑钢材】中的主要杂质对【钢材:的力学性能和焊接】接头:的裂纹敏感性—都,有较:。。大影响?硫能生?成易于熔化的硫化】铁当热加工或焊【接的温度达到—800℃~》1,200℃时可能出现!裂纹称为热脆;硫】化铁又能形成夹杂】物不仅?会促使?钢材起层还》会引起应力》集中降低《钢材的塑性》和冲击韧性硫又是】钢中偏析最严重的杂!质,之一偏析程度越大越!不利磷是《以固:溶,体的形式溶解—于铁素体《中这种固溶体很【脆加以磷的》。。。。。偏析比硫更严重形成!。的富磷区促使钢【变,脆(冷脆)降—低,钢的塑性、韧—性及可焊性因此所有!承重:结构对硫、磷的【含量均?应有合格保》证
! 6 》碳,当量在焊接结构【中建筑?钢的焊接性能—主要取决于碳当量】碳当:。量,宜控制在0.—4,5,%以:下超出?该范围的幅度愈多焊!接性能变差的程度愈!。大钢结构焊接规范】GB 50661】根据碳当量的高【低等指?标确定?了焊接难《度等级因此对焊【接承重?结构尚应具有碳当量!的合格保证
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—7 冲击韧—性(或冲击吸收能量!)表示材料在—冲击载荷作用—下抵抗变形和断裂的!能力材料的》冲击韧性值随温度】的降低而减小且【在某一温《度,范围内发生急剧降】低这种现象称为冷脆!此温度范围称为“】韧脆转变《温度”因此对—。直接承受《动力荷载或需验算】疲劳的构件或—。处于:低温工作环境的钢材!尚应具有冲》击韧性合格保证
】
》4,.3.3、4.【3.4 规定了选!。材时对钢材的—冲击:韧性的要求原规范中!仅对需要验算疲劳】的结构钢《。材提:出了冲击韧》性的要求本》次修订?将范围?扩,大针对?低温条件《和钢板厚度作—出更详细的规定可】总结为表《3的要求
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表3 》 钢板质量等级【选用
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— ?由于钢板厚度增【。大硫、磷含量过【高会对钢材的冲击】韧性和抗脆断性能造!成不利影响因—此承重结构在低【于20℃环境下工作!时钢材的硫、磷含量!。不宜大?于0.?030%《;焊接构《件宜采用较薄的板】件;重要《承重结?构的受拉厚板宜选】用细化晶粒的钢板】
》
严格】来说结构工作温度的!取,值与可靠度相—关为便于使用—在室外工作的构件】本标准的结构工【作,温度可按国》家标准?采暖通风与空—。气调节?设计规范GBJ 】19-87(2【001年《版)的最低日—平均气温采》用见:表4
【
对—于室内工作的构【件如能确保始终在】某一温?度,以上可将其作为【工作温度如采—暖房间的工作温度】可视为0℃以—上;:否则:可按表?4最低日气》温,增加5℃《采用
】表4 最低日平均!气,温(:。℃)
】
—4.3.《5 由于当—焊接熔?融面:平行于材料表面时层!状撕裂较易》发生因此T形、【十字形、《角形焊接连接节点】宜满足下列要求【
— , 1 当翼】缘,板,厚度等于或大于【40mm《且连接焊缝熔透高度!等,于或大于25mm或!连接角焊《缝单:。面高度?大于35m》m,时设计?宜采用对厚度方向性!能有要求《的抗层状撕》裂钢板?其,Z向承载性能等级】不宜低于Z15(限!制钢:板,。的含硫量不大于0.!01%);当翼【缘,。板厚:度等于?或大于40》mm且连接焊—缝熔透?高度:大于4?0mm或连接—角焊:缝单面高度大—于6:0mm时Z向承载性!能等级宜为Z25】(限:制,钢板的含硫量—不大于0.007%!);
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2 【 翼:缘板厚度大于或等】于25mm且连接焊!缝熔透?高度等于《或大于1《6m:m时宜限制钢板的含!硫量不大于0.0】1%
4!.3.6 —根据工程调》研,。和独立试验实测数据!国产:建筑钢材Q235】~Q460》钢的屈强比标准【值都:小于0.83伸长率!。都大:于2:0%故均可采用塑】。性区:。不宜采用屈服强【度,过高的钢材》。
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4.3.7! 本条对无加劲】的,直接:。。焊,。接的相?贯节点部《位钢管提出材料【使用上的注》意,点,无加劲钢管的主要】破坏模式之一是贯通!。钢管:管,壁局:部弯曲导《致的塑性破坏若无】一,定的塑性性能—保证相关的计算【方法并不《适用因目《前国:内外:在钢:管节点的试验研【究中其?钢材的屈服强—度仅限?于3:5,5N/mm2及【其以下屈强比均不大!于0.8而对于Q】420和《Q460级》钢材:在钢管节点中—试验研究和工—程中应用《尚少参照欧洲—钢结构设计规范【EC3Design! of? ,steel —structur】es(E《N 1993-1】-8)第7章的【。规定可按本标准【给出的公式》计算节点静》力承载力然》后乘以0.9—的折减系数对我国的!Q390级钢难【。以找到国外强—度级别?与其对应的钢材其静!力承载力折减系【数可按相关工程设】计经验确定(或【近,。似取0.《95)根据欧—洲钢结构设计—规范:EC:3Desi》g,n, of ste【el st》ructures】的,规定主管管》壁厚度不应超过25!mm除非采取措施能!充分保证钢板厚【度方向的性》能,当主管壁《厚,超过25《mm:时管节点施焊时应】采取焊前预热—等措施降《低焊接残余》应力防止出现层状撕!裂,或采用具有厚—度方向性能要求的Z!。向钢
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此外由!于兼顾外观尺—寸和承?载强度两者的需【求,将遇到不得》不采用径厚比为1】0,左右的钢《管的情况《如果采用非轧制厚】壁,。钢管则必须确—认有可行《、可靠的加工—工艺不会《因,之,造成成型钢管的【材质劣?化
! 钢管结》构,中对钢材性能的要】求是基于最终成品(!钢管及方矩管)【而不是基于母—材的性能对冷—。成型的钢《管(如方矩管的【弯角处)《其性:能,的变化设计者应予】以重视特别是—用,于抗震或者》。直接:承受疲?劳荷载的管节点【。对钢管?成品的材料性能【应作出规定
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】。 钢?管结构中的钢—管主要承《受轴力因此成品钢】管材:料的:。。轴,向性能必须得到保证!钢板:的性能与轧制方【向,有关一般塑》性和冲击《韧性沿轧制方向的性!能,指标较高平行—于轧制方向的冲【击韧性要《比横向高5》。%~:10%因此在—。卷制或压《。制钢:管时应优先》选取卷曲方向与【。轧制方?向垂直以保证成品钢!管轴向的强度—、塑:性和冲?击韧性均能满足设计!要求当卷曲方向与轧!制方:。向,相同时宜附加要求】钢板横向《冲击:韧性的?合格保?证,
【 :。 钢:。管按照成型方法不同!可分为?热轧无缝《钢管:和冷弯焊《接钢管热轧钢管又】分为热挤压和热【扩两种;冷弯圆【管则:分为冷卷制与冷【压制两种;》而冷弯矩《形管也有圆变方与】直接成方两种不同】的成型方法会对【管材产品的》性能:有,。不同:的影响热《轧无缝钢管和最【终热:成型钢管残余应【力小在轴心受—。压构:件的截面分类中【属于a?类;:。冷弯焊接钢》管品种规格》范围广但是其残余应!力大在?轴心受压构》件,。的截面分类中属于】。b,类
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【对冷成型《钢管:的径厚比及成型工艺!的限制?是要避免《冷成型后钢》材塑性及韧》性过度降低》。保证冷成型后圆管、!方矩管的材料质量等!级(塑性和冲—击韧:。性)在条件许—可时设计可要—求冷成?型后再进行》热处理冷成型钢管选!材宜采用《。同强度级GJ钢【。或高一质量等级的】碳素结构钢、低合】金结构钢作》为原:材
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4.3.8 与!。。常用结构钢材相匹配!的焊接材料可按表】5的规定《选用
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表5 常【用钢材的焊接材料】选,用匹配推荐表
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!注1 表》中X为对应》焊材标?准,中的焊材《类别;
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》 2》 :当所焊接头的板厚大!于或等于25—mm时宜采用—低氢:型,焊接材料《;
! ? : 3 ? 被焊母材有冲击】。要求时熔敷金属的冲!击功不应低于—母材:的规:定,
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