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
! , 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8:00℃~12—00℃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
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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【.45%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—
! 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
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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
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》 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G?BJ 19-—8,7(:200?1年版)的最低日平!均气温采用见表4】
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》 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(℃)—。
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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
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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35—mm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Z1【5(限制钢板的【含硫量不大于0.0!1%);当》翼缘板厚度等于或】大于40《mm且连接焊缝熔】透高度大《于40mm或连接角!焊缝单面高度大于】60mm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%)—;
】 ,。 2 翼缘板厚!度大于或等于2【5mm且连接焊【缝,熔透:高度:等于或大于16【mm时宜《。限制钢板的》。含硫量不大》于0.01%
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,4.3.6》 根?据工程调研》和独立试验》。实测数据《国产建筑钢材Q23!5~Q460—钢,的屈强比标准值都小!于0.83伸—长率都大于20【%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355N/mm】2及其?以下屈强比》均不大?于0.8而对于【Q420和Q46】。0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E》C3Design !of st》eel str【u,ctures(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EC3】Desig》n of 》ste?。el str—uctures的】规定主?管管壁?厚,度不应超《过2:5mm?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2—5mm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
! , , 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10【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
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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
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【 :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G!J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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