超高强度钢材钢结构的工程应用_施刚
超高强度钢材钢结构的工程应用
超高强度钢材钢结构的工程应用【摘要】超高强度钢材在我国钢结构工程中有着比较广泛的应用，为了分析可行性，笔者对超高强度钢材的品种、化学成分以及力学性能进行了分析。
研究结果表明，和普通钢材相比，超高强度钢材具有明显的优势。
本文对超高强度钢材钢结构的工程应用进行分析和研究。
【关键词】超高强度钢材；钢结构；工程应用钢结构自使用以来，其的发展和特性以及生产工艺有着密切的联系。
钢材料在不断的被改进，因此其承载力、经济性能以及使用性能得到了大范围的提高。
近些年来，新的钢材生产让钢材的强度以及加工性能得到大幅度的提高。
此外，焊接技术以及延性的焊缝金属材料技术都已经比较成熟。
因此，超高强度钢材的使用越来越成为可能。
1 超高强度钢材材料性能我国到目前为止还没有生产建筑结构使用的超高强度钢材。
我们可以参考欧洲的规范，即Nl0025—6。
淬火和回火处理是超高强度结构钢材的必经阶段，其强度特性可以在表1中看到。
我们可以对表1中的超高强度结构钢材进行分类，依据是钢材材料的冲击韧性，最终将其划分为三个级别，分别是：Q、QL以及QL1（见表2）。
另外，我们可以在表3中看到超高强度结构钢材的化学成分（%）。
，其中不难发现这些化学成分可以让钢材有良好的焊接性能，因此可以有效的进行加工制作，钢结构构件就形成了。
表1 超高强度钢材的力学特征等级最低屈服强度抗拉强度最小伸长率根据厚度分类根据厚度分类3-50 50-100 100-150 3-50 50-100 100-150S460 460 440 440 550-720 550-720 500-670 17S500 500 480 440 590-770 590-770 540-770 17S550 550 530 490 640-820 640-820 590-770 16S620 620 590 560 700-890 700-890 650-830 15S690 690 650 630 770-940 760-930 710-940 14S890 890 830 - 940-1100 880-1100 - 11 S960 960 - - 980-1150 - - 10表2 高强度结构钢材的最小冲击功要求（单位：J）级别试验温度/°C0 -20 -40 -60Q 30 27 - -QL 35 30 27 -QL1 40 35 30 27表3 超高强度结构钢材的化学成分（%）。
钢结构工程新技术——高强度钢材应用技术.doc
钢结构工程新技术——高强度钢材应用技术
1.主要技术内容
对承受较大荷载的钢结构工程，选用更高强度级别的钢材，可减少钢材用量及加工量，节约资源，降低成本。
国家标准规定的低合金高强度结构钢有Q295、Q345、Q390、Q420、Q460五个牌号，桥梁用结构钢有Q235q、Q345q、Q370q、Q420q四个牌号，高层建筑结构用钢有Q235GJ、Q345GJ、Q235GJZ、Q345GJZ四个牌号。
而目前钢厂供货及工程设计使用较多的是Q345强度等级钢材，很少使用Q390及以上更高强度等级钢材，还大有提高使用高强度级别钢材的空间。
2.技术指标
钢厂供货品种及规格：轧制钢板的厚度为6～120㎜，宽度为1500～3600㎜，长度为6000～18000㎜；低合金高强度结构钢的机械性能和化学成分，详见《碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带》GB/3274；高层建筑结构用钢的机械性能和化学成分，详见《高层建筑结构用钢板》YB4104；桥梁结构钢的机械性能和化学成分，详见《桥梁用结构钢》GB/T714.使用高强度钢材时注意选用匹配的焊接材料和焊接工艺，并经过工艺评定检验。
3.适用范围
适用于高层建筑、大型公共建筑、大型桥梁等结构用钢、摩擦型钢桩、其它承受较大荷载的钢结构。
4.已应用的典型工程
国家体育场、国家游泳中心、中央电视台新址、新保利大厦、
广州新电视塔、法门寺合十舍利塔等。
高强度钢材钢结构的工程应用及研究进展
高强度钢材钢结构的工程应用及研究进展一、本文概述随着现代工业与建筑技术的飞速发展，高强度钢材钢结构在各类工程项目中的应用越来越广泛。
本文旨在全面综述高强度钢材钢结构的工程应用现状及其研究进展，为相关领域的理论研究和实践应用提供参考。
文章首先简要介绍了高强度钢材的基本特性，包括其高强度、高韧性、良好焊接性和优良的耐腐蚀性等特点。
随后，文章重点分析了高强度钢材在桥梁、高层建筑、海洋工程、石油化工、能源电力等关键工程领域的应用实例，展示了其在提高工程结构性能、节约材料成本、缩短建设周期等方面的显著优势。
本文还综述了高强度钢材钢结构在材料制备、结构设计、施工工艺、耐久性评估等方面的最新研究进展，包括新型高强度钢材的研发、高性能焊接技术的创新、复杂结构体系的分析与设计方法的发展等。
文章最后展望了高强度钢材钢结构未来的发展趋势，包括环保型材料的研发、智能化设计与施工技术的应用、结构健康监测与维护技术的提升等，以期为相关领域的持续发展和创新提供借鉴和指导。
二、高强度钢材钢结构的工程应用随着材料科学技术的不断进步，高强度钢材以其出色的力学性能和优越的经济性，在各类工程结构中得到了广泛的应用。
高强度钢材钢结构的工程应用主要集中在大型桥梁、高层建筑、工业厂房、海洋工程以及能源交通等领域。
在桥梁工程中，高强度钢材因其轻质高强、耐疲劳、耐腐蚀等特点，被广泛应用于大型悬索桥、斜拉桥和拱桥等关键受力部位。
其应用不仅减轻了结构自重，提高了桥梁的跨越能力，而且有效延长了桥梁的使用寿命。
在高层建筑领域，高强度钢材钢结构的应用同样显著。
由于其良好的可塑性和焊接性，可以实现建筑结构的快速安装和灵活设计。
同时，高强度钢材钢结构还具有优良的抗震性能，能够有效抵抗地震等自然灾害的影响，保障建筑的安全性。
在工业厂房的建设中，高强度钢材钢结构以其高效、经济、环保的优势，成为首选的结构形式。
其快速的施工速度和灵活的空间布局，为工业生产的快速部署提供了有力支撑。
应用高强钢筋的意义及目前施工应用及技术
应用高强钢筋的意义及目前施工应用及技术年初为落实国务院关于节能减排的工作部署及国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要的要求，住房和城乡建设部、工业和信息化部联合印发了<<关于加快应用高强钢筋的指导意见>>。
指导意见主要包含以下内容：一是阐明了推广应用高强钢筋的重要性、紧迫性。
二是明确了十二五期间推广应用高强钢筋的指导思想、基本原则和主要目标。
三是布置了八项重点工作。
四是提出了八项保障措施。
一、深刻认识推广应用高强钢筋的重要意义近三十多年来，我国经济社会迅速发展，发展中我们既有刚性需求，也需面对能源、资源、环境的约束。
一方面，经济总量的扩大和人口增长突显出我国战略资源严重不足，2011年，我国铁矿石对外依存度达60%。
同时铁矿石价格的上涨，进一步压缩了钢铁企业的利润空间，制约我国钢铁企业的健康发展。
另一方面，我国长期形成的高投入、高消耗、高污染、低产出、低效率的粗放发展模式尚未根本改变，经济发展与资源浪费、环境污染并存。
我国单位GDP能耗是日本的4.5倍，是美国的2.9倍，钢铁、建材行业单位产品能耗比国际先进水平高10%～20%；大气中二氧化硫等主要污染物排放量居高不下，二氧化碳排放总量持续上升。
长此以往，资源供给难以支持、环境难以承受、发展难以持续、民生难以改善。
推广应用高强钢筋是住房和城乡建设部、工业和信息化部落实国务院十二五节能减排方案的重要工作，也是促进钢铁工业和建筑业转变发展方式的重要举措。
我们必须要从调整经济结构、转变发展方式、推动科学发展的高度，认识此项工作的重要意义。
（一）推广应用高强钢筋促进钢铁工业转型升级我国是钢铁生产和消费大国，2011年钢材产量8.8亿吨，居世界第一。
据统计，我国每吨钢平均消耗1.6吨铁矿石，0.6吨标准煤，4.4吨新水，排放约2吨二氧化碳、2吨污水、1.5公斤粉尘。
过多的资源消耗和污染物排放使钢铁工业转型升级势在必行。
我国建设工程以钢筋混凝土结构为主，钢筋消耗量很大。
高强度钢筋在钢结构中的应用研究
高强度钢筋在钢结构中的应用研究随着工业化进程的加速，钢结构建筑及其在城市石化、电力、交通等行业的重要地位不断得到凸显。
在这一过程中，高强度钢筋应运而生，并逐渐成为重要的材料之一。
高强度钢筋具有良好的机械性能，并且比普通钢筋更经济，更加适合用于大型钢结构工程。
今天我们就来探究高强度钢筋在钢结构中的应用研究。
一、高强度钢筋的定义及特点高强度钢筋是指抗拉强度在785MPa以上的钢筋。
相比于普通钢筋，高强度钢筋的主要特点在于抗拉强度更高，而且其屈服极限和断裂伸长率等机械性能也得到了大幅提升。
由于高强度钢筋具有较高的强度和良好的韧性，可以用于各种高性能混凝土和轻质混凝土中，并且在宏观弯曲和锚固等方面也具有很好的适应性。
二、高强度钢筋在钢结构中的应用高强度钢筋在工业和民用建筑中的应用非常广泛，主要用于如下几个方面：1. 地下工程高强度钢筋在地下工程中应用非常广泛，例如，在隧道和地铁工程中，高强度钢筋可以被用于钢筋混凝土隧道衬砌、顶板、悬挂墙体和疏浚设备钢筋骨架等部位。
2. 石油和天然气行业高强度钢筋的机械性能非常优异，可以承受高温、高压和腐蚀环境等极端条件。
因此，在石油和天然气行业中，高强度钢筋可以被用于石油管道、储油罐和装载平台等结构。
3. 桥梁和大型建筑物高强度钢筋可以用于各种桥梁和大型建筑物中，如大跨度桥梁、高层建筑、冷弯管架、跨海大桥等。
使用高强度钢筋可以显著减少重量和节省成本，在建筑物结构上也会更加高效和稳定。
三、高强度钢筋的应用技术难题及其发展趋势虽然高强度钢筋在钢结构中的应用范围非常广泛，但是其在使用过程中也面临一些技术难题，如锚固技术、焊接技术和自行力控制等问题。
这些技术难点在钢结构设计中非常重要，需要结构工程师和建筑师对其进行深入的研究和应用。
高强度钢筋的发展趋势也在不断变化。
随着市场需求的日益增加，钢材企业越来越注重提高产品品质和性能。
未来，高强度钢筋的抗拉强度和韧性等性能将会得到进一步提升，同时更多的新型材料将会被引入到钢结构行业中。
高强度钢筋在施工中的应用与注意事项
高强度钢筋在施工中的应用与注意事项引言：高强度钢筋作为一种新型建筑材料，在现代工程施工中扮演着重要的角色。
其具备优异的力学性能和高耐久性，因此被广泛应用于桥梁、隧道、高层建筑等工程中。
然而，在使用高强度钢筋的过程中，也存在一些需要特别关注的问题。
本文将简要介绍高强度钢筋的应用情况，并重点讨论其施工中需要注意的事项。
一、高强度钢筋的应用情况：高强度钢筋由于其强度和抗拉性能突出，广泛应用于各类工程中。
以桥梁工程为例，高强度钢筋能够帮助增加桥梁的承载能力，减小结构自重，提高抗震性能。
此外，高强度钢筋还被用于高层建筑的纵向和横向钢筋接头，以提高建筑的整体受力性能。
在隧道工程中，高强度钢筋的应用能够提高隧道的挤压和剪切承载能力，以确保隧道的安全性和稳定性。
因此，高强度钢筋在工程中的应用前景广阔。
二、高强度钢筋施工的注意事项：1. 钢筋杆件运输和存放在高强度钢筋施工的初期阶段，钢筋杆件需要进行运输和存放。
在运输过程中，要注意避免碰撞和摩擦，以防止钢筋表面受损。
在存放阶段，应选择平整的地面，防止钢筋弯曲或受潮。
同时，为了避免钢筋杆件交叉叠放导致的形变，应进行适当的间隔和支撑。
2. 钢筋连接和焊接高强度钢筋的连接和焊接是施工中的关键环节。
要确保连接的牢固性和焊接质量，必须按照相关规范和要求进行操作。
在连接钢筋时，应清除钢筋表面的锈蚀和污染物，使用专用钢筋连接器，确保连接的可靠性。
在焊接过程中，要控制好焊接电流和时间，避免过热引起的质量问题。
3. 钢筋的预埋和固定在一些工程中，需要实施钢筋预埋和固定。
在预埋过程中，要准确测量和布置好位置，控制好预埋深度和间距。
在固定过程中，可采用焊接、锚固等方式，确保钢筋与混凝土的紧密连接，提高结构的整体强度和稳定性。
4. 钢筋的防腐处理高强度钢筋的抗腐蚀性能较弱，因此需要进行防腐处理。
常见的防腐方法有涂刷防腐漆、涂覆防腐膜、封闭式保护等。
在选择防腐方法时，要考虑工程的使用环境和要求，确保钢筋的耐久性和安全性。
钢结构在土木工程中的应用与施工
钢结构在土木工程中的应用与施工钢结构是一种广泛应用于土木工程中的建筑结构材料，其具有高强度、轻量化、施工便捷等优势，因此在现代建筑领域得到了广泛的应用。
本文将以不同应用场景为切入点，介绍钢结构在土木工程中的应用与施工。
一、钢桥梁钢桥梁是钢结构在土木工程中最常见的应用之一。
由于其自身的高强度和刚性，钢材可以用于制造大跨度、承载能力较大的桥梁。
在桥梁设计中，钢结构能够有效地满足对于开敞空间和大跨度的要求，并且具有耐久性较强的特点，从而增加了桥梁的使用寿命。
在钢桥梁的施工中，采用了现代化的工艺和设备，例如预制构件的制造和现场拼装等。
这些工艺的应用使得钢桥梁的施工时间缩短，质量得到了有效的保证，大大提高了施工效率和桥梁的质量。
二、钢结构建筑钢结构建筑是另一种广泛应用于土木工程中的领域。
相比传统的混凝土建筑，钢结构建筑具有重量轻、强度高的特点，能够更好地满足大跨度、超高层建筑等特殊需求。
同时，钢结构可以实现工业化制造，预制构件的制造和现场安装使得建筑工期大大缩短。
钢结构建筑在现代城市中的应用越来越广泛，例如大型体育场馆、会展中心、办公大楼等。
这些结构的优势使得建筑能够轻巧地实现设计的理念，同时还可有效减少施工工地对周围环境的影响。
三、钢板桩工程钢板桩是一种用于地基加固和水土保持的施工技术。
它由一系列连接在一起的钢板组成，可以构筑起一道坚固的挡土墙。
钢板桩工程在土木工程中具有重要的作用，特别是在软土地区或者需要应对地基沉降的情况下。
钢板桩的施工主要包括振动或压入地面以安装和拉拔钢板。
这种施工技术不仅可以有效地加固地基，还可以保护地下水源和防止土壤沉降。
因此，在大型土木工程中，钢板桩工程被广泛运用于基础工程、堤坝建设等领域。
结论钢结构在土木工程中的应用与施工具有广泛的领域，包括钢桥梁、钢结构建筑和钢板桩工程等。
这些应用展示了钢结构材料在大跨度、高强度和抗震性能方面的重要优势。
同时，现代化的施工技术和设备使得钢结构在施工过程中更加高效和可靠。
钢结构在建筑工程中的应用
钢结构在建筑工程中的应用钢结构作为一种重要的建筑材料，在现代建筑工程中扮演着重要的角色。
其高强度、轻质化和可塑性等特点，使其成为许多大型建筑项目的首选材料。
本文将探讨钢结构在建筑工程中的应用，并讨论其优势和挑战。
一、简介钢结构是指以钢材为主要构建材料的建筑结构。
相比传统的混凝土和砌体结构，钢结构具有更高的强度和刚度，能够承受更大的荷载，并且具有更好的抗震性能。
此外，钢结构的施工周期较短，能够提高建筑工程的效率。
因此，钢结构在大型建筑工程中得到了广泛的应用。
二、优势1. 高强度和轻质化：钢材具有较高的强度和韧性，能够在相对较小的截面尺寸下承受巨大的荷载，从而减小了建筑的自重。
这不仅有助于减少材料使用量，同时也能够提高建筑的空间利用率。
2. 可塑性：钢材具有较好的可塑性，能够根据建筑设计的需要制造成各种形状的构件，从而满足不同类型建筑工程的需求。
这使得钢结构在复杂项目中更具灵活性。
3. 施工效率高：钢结构的构件在工厂中预制并进行质量控制后，再进行现场拼装，可大大缩短施工周期。
这不仅提高了工程效率，还减小了现场施工对周边环境的影响。
三、应用领域1. 高层建筑：钢结构在高层建筑中广泛使用。
由于钢材的高强度和韧性，能够提供更好的结构稳定性和抗震能力，因此被用于建造高层建筑的框架结构和承重墙。
2. 桥梁工程：桥梁需要能够承受车辆和行人荷载的稳定结构。
钢结构具有较好的抗震性能和耐久性，能够满足这些要求。
同时，钢结构还可以大幅度减小桥梁的净重，减轻对地基的压力，提高稳定性。
3. 体育馆和展览中心：由于这些建筑需要大跨度的空间和柱子少的设计，钢结构成为理想的解决方案。
通过采用钢结构，可以提供更大的自由度和灵活性，以适应复杂的室内布局。
4. 工业建筑：工厂和仓库等工业建筑需要大空间和可塑性的建筑材料。
钢结构能够提供廉价的、可定制的解决方案，因此在此类建筑中得到了广泛应用。
四、挑战尽管钢结构在建筑工程中有诸多优势，但也面临一些挑战。
高强度钢材钢结构的工程应用及研究进展_施刚
新的钢材生产 工 艺， 如微合金化技术和热机械 处理技术（ TMCP ） 等， 能使钢材具有更高的洁净度 （ 即 S、 P、 N、 H、 O 等杂质元素含量和碳含量低） ； 以 Nb 、 V 及 Ti 元素为代表的微合金化代替传统的碳元 素强化方式， 在提高钢材屈服强度的同时， 也能够改 降 低 含 碳 量。 以 此 新 工 艺 开 发 的 善其塑性和韧性， 新型 高 强 度 钢 材 （ 一 般 指 屈 服 强 度 标 准 值 大 于 460 MPa ） ， 具有强度高 、 韧 性 好、 加工和可焊性能好 等特点， 并已在国内外多个实际工程中得到应用， 在 结构安全 、 建筑使用 功 能 和 经 济 效 益 以 及 低 碳 节 能 等方面取得了良好的效果 。 高强度钢材力 学 性 能 的 变 化， 必然导致其结构
Industrial Construction Vol. 42 ， No. 1 ， 2012
构件承载性能的改 变； 但 目 前 国 内 外 钢 结 构 设 计 规 范均没有专门针对高强度钢材钢结构的设计方法和 计算理论 。 为确保 高 强 度 钢 材 钢 结 构 的 安 全 可 靠， 充分发挥其优势， 更进一步促进高强度钢材钢结构 需要进 行 全 面 系 统 的 试 验 研 究 和 理 论 的工程应用， 为补充和完善钢结构设计规范提供基础 。 分析，
高强度钢材钢结构的工程应用及研究进展
施 刚 班慧勇 石永久 王元清
100084 ） （ 土木工程安全与耐久教育部重点实验室， 清华大学土木工程系，北京 摘
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要： 为研究高强度钢材钢结构的受力性能， 了解国内外最新研究进展， 促进该类新型绿色节能结构
并为今后的相关研究提供参考和指导， 对国内外高强度钢材钢结构的工程应用和最新的 体系的更广泛应用， 特别是清华大学 近 期 所 做 的 一 系 列 试 验 研 究 ， 包括高强度钢材的静力力学性能、 韧性和 研究进展进行总结， 循环荷载下的本构模型， 构件截面的 残 余 应 力 分 布 、 受压钢柱的稳定性能和滞回性能、 高强度钢材板件螺栓 高强度钢材钢 框 架 的 抗 震 性 能 以 及 高 强 度 钢 材 钢 结 构 的 相 关 有 限 元 分 析 等 内 容 。 结 连接的延性和承载力， 高强度钢材钢结构在材料 、 构件和结构体系三个层面上都具有明显的优势， 但现有的设计方法并不 果表明， 完全适用， 需要发展新的设计理论和计算公式， 以期更合理 、 安全地应用高强度钢材钢结构 。 关键词： 高强度钢材； 工程应用； 研究进展； 试验
超高强度钢材钢结构的工程应用分析
2018年24期应用科技科技创新与应用Technology Innovation and Application超高强度钢材钢结构的工程应用分析韩振华，黄双喜（华商国际工程有限公司，北京100069）自钢结构出现以来，其发展与生产工艺、材料性能有直接关系，在应用中也不断改善，使钢结构的使用性能、承载力及经济性能得到提升，促使钢结构快速发展。
近年来，随着工艺技术的发展，钢材的加工性能及强度都极大提升，所匹配的超高强度钢材在韧性、延性及强度等方面的焊接技术、焊缝金属材料也日渐成熟，满足加工制作需求，使得钢结构施工中对超高强度钢材的应用效果得到不断提升。
1超高强度钢材材料性能上世纪40年代中期，超高强度钢材出现，由淬火与低温回火技术生产而来的高强度钢材，抗拉强度达到1900MPa ，且随着技术的发展，其性能不断得到提升[1]。
上世纪50年代，我国超高强度钢材出现。
根据冲击韧性的不同，将超高强度钢材可分为三个级别：Q 、QL 、QL1，详见表1：表1超高强度钢材最小冲击功要求（J ）从超高强度钢材的化学成分来看，不同级别钢材，在硅、碳、锰、硼、氮、镍等成分含量上无较大差异，而在硫和磷的含量上，差异性较大。
随着冲击韧性的增强，磷的含量逐渐降低，而硫的含量逐渐升高。
在低温环境下，超高强度钢材仍然可抵御一定的冲击，从相关试验结果来看，在0℃环境下，Q 级超高强度钢材最小冲击功为30J ，QL 级为35J ，QL1级为40J 。
而不同级别钢材在保持性能一样时的最低温度极限也不同，Q 级为-20℃、QL 基为-40℃、QL1级为-60℃。
2超高强度钢材钢结构的优势研究显示，轴心受压条件相同时，超高强度钢材钢柱的整体极限承载达到稳定状态时，其稳定性系数（极限应力与屈服强度比值）比普通强度钢材钢柱同等截面与长度下要高出很多，主要是由于构件的初始缺陷对超高强度钢材钢柱的影响非常小[2]。
关于初始缺陷的影响，相关研究显示，在几何初始缺陷相同的条件下，计算与对比235MPa 和690MPa 两种H 型截面轴心受压钢柱的整体稳定承载力，显示690MPa 超高强度钢材的整体稳定系数更大，即强度更高[3]。
高强度钢材钢结构研究进展综述_施刚
OVERVIEW OF RESEARCH PROGRESS FOR HIGH STRENGTH STEEL STRUCTURES
SHI Gang , BAN Hui-yong , SHI Yong-jiu , WANG Yuan-qing
(Key Laboratory of Civil Engineering Safety and Durability of China Education Ministry, Department of Civil Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China)
―10]
于高强度钢材钢结构采用了新的生产和加工(如焊 接技术和焊接材料)工艺，材料的化学成分、力学性 能以及连接的受力性能等均随之发生变化； GB50017-2003 钢 结 构 设 计 规 范 [11] 并 没 有 针 对 460MPa 及以上强度等级钢材钢结构的设计条文， 因此，高强度钢材钢结构受力性能研究是工程界亟 需解决的问题之一，也是进一步完善现行设计规范 的一个重要研究课题。本文全面介绍了国内外的相 关 研 究 进 展， 为 该 领 域的 研 究 和 工程 应 用 提 供 参考。
Abstract:
High strength steel has been applied in many modern building and bridge steel structure constructions
in recent years, due to their advantages in structural, architectural and economic benefits. Recent researches on mechanical performance of high strength steel structures in the level of both materials and members were comprehensively reviewed, including the static tension mechanical property, toughness, fracture and fatigue performance of high strength structural steel, the compression buckling and seismic behavior of high strength steel members, and the mechanical property of high strength steel connections. This literature review may provide a valuable information for both further relevant investigations and a proposal for design methods, and also promote the engineering application of high strength steel structures in China. Key words: steel structure; high strength steel; literature review; research progress; experimental investigation 高强度结构钢材是指采用微合金化和热机械 轧制技术生产出的具有高强度(强度等级 ≥460MPa )、良好延性、韧性以及加工性能的结构 钢材。国内外多个钢结构工程已经成功应用了高强 度 结 构 钢 材， 并 且 取 得了 良 好 的 经济 和 社 会 效 益
高性能钢材在钢结构工程中的应用与展望
高性能钢材在钢结构工程中的应用与展望摘要：中国钢产量已经连续几十年居世界首位，这标志着我国钢结构工程技术水平的已达到先进水平，生产出高强度、高延性钢、高强度 Z向性能钢、高强度耐候钢、高强度耐火钢、高性能控轧( TMCP ) 钢等高性能钢材，高性能钢材的应用为我国钢结构发展提出更高的要求，需要相关人员的研发和应用。
现代钢结构工程发展与科技进步有必然联系。
因此，建议有关单位统一规划组织有关高性能钢材系列产品的研发与设计应用开发更多节能、环保的新型材料，它属绿色环保性建筑，可再生重复利用，符合可持续发展的战略。
作到优材优用、合理用材。
关键词：高性能钢材；高强度钢；钢结构工程；应用目前，钢结构住宅属于高技术、高效率的产业，加快对钢结构住宅的研究，将促进建筑业向技术密集型产业转化，并将带动建材、冶金、信息机械尤其是钢铁企业的发展。
钢结构住宅的发展将带动住宅施工行业的革新。
钢结构住宅的发展将有着非常光明、广阔的前景。
一、高性能钢材的产品与特性1.综合性能优异的钢材在强度、延性、冲击韧性、焊接性等各方面性能均优于通用性能的钢材。
如建筑结构用钢板(GJ 钢)、低合金钢中TMCP 交货钢材等。
2.专用性能优异的钢材满足某一功能要求而其专用性能优异的钢材。
如“厚度方向钢板”、“耐候钢”、“耐火钢”等。
3.截面特性优异的钢材因截面形状更合理而具有更优化截面特性的热轧(冷弯) 型材。
如宽翼缘工字钢、冷弯薄壁型钢、蜂窝梁等。
二、钢结构的优点钢结构建筑房屋体系的综合经济指标要优于传统的钢筋混凝土结构，其保温、隔音性能远优于钢筋混凝土结构。
正是由于该结构体系具有如此多的优点，轻钢结构建筑体系必将发展成为今后我国低层建筑结构的重要形式之一。
1.钢结构的重量轻钢材容重大，强度高，做成的结构却比较轻。
结构的轻质性可以用材料的质量密度和强度的比值来衡量，比值越小，结构相对越轻。
因而当承受的荷载和条件相同时，钢结构要比其它结构轻，以同样跨度承受同样的荷载，钢屋架的重量最多不过为钢筋混凝土屋架的1/3—1/4。
超高强度钢材钢结构的工程应用分析
超高强度钢材钢结构的工程应用分析对我国钢结构工程中超高强度钢材应用的可行性进行分析，从超高强度钢材的种类、化学成分及力学性能等方面进行介绍，分析超高强度钢材钢结构构件截面应力及初始缺陷对整体受压稳定性的影响。
结果显示，与普通钢材相比，超高强度钢材轴心受压钢柱的整体稳定性更高，承载力更强，强度优势非常明显。
在实际应用中，结合国内外多项建筑结构及超高强度钢材钢结构的优势，分析我国工程中对超高强度钢材钢结构的应用前景。
标签：超高强度钢材；钢结构；工程；应用Abstract：This paper analyzes the feasibility of the application of ultra-high strength steel in steel structure engineering in China，and introduces the types，chemical composition and mechanical properties of ultra-high strength steel. The influence of section stress and initial imperfection on the compressive stability of ultra-high strength steel structure members is analyzed. The results show that，compared with ordinary steel，ultra-high strength steel axial compression steel column overall stability is higher，bearing capacity is stronger，the strength advantage is very obvious. In practical application，based on the advantages of many building structures and ultra-high strength steel structures at home and abroad，the application prospects of ultra-high strength steel structures in domestic engineering are analyzed.Keywords：ultrahigh strength steel；steel structure；engineering；application自钢结构出现以来，其发展与生产工艺、材料性能有直接关系，在应用中也不断改善，使钢结构的使用性能、承载力及经济性能得到提升，促使钢结构快速发展。
浅谈高强度钢材在工程结构中的应用研究进展
浅谈高强度钢材在工程结构中的应用研究进展浅谈高强度钢材在工程结构中的应用研究进展高强度结构钢（简称高强钢）是指采用微合金化及热机械轧制技术生产出的具有高强度（屈服强度大于等于 460,MPa）、良好延性、韧性以及加工性能的结构钢材[1].区别于普通强度钢材，由于高强度钢材的屈服平台长度较短、屈强比较高而无法达到抗震规范的要求，其变形能力的验证更加重要。
随着高强钢在工程结构领域的逐渐推广应用，有必要对高强度钢材钢结构的承载力、延性和抗震性能进行系统的研究。
本文旨在总结高强度钢材在工程结构中的应用现状与研究进展，进而说明相应需要深入研究的问题。
1 高强钢的应用状况及限制因素高强钢在发达国家已得到初步推广，取得了良好的效果，其中应用最多的领域是桥梁工程。
德国的1Viaduct Bridge 中均采用了 S460 高强度钢材（屈服强度为 460,MPa 的钢材，简称 S460 高强钢）。
为减小桥墩尺寸，满足外观要求，德国的 Nesenbachtalbruke 桥中受压构件采用了 S690 高强钢；为有效降低自重，便于战时快速运输与安装，瑞典的 48 号军用快速桥采用了 S1100 超高强钢。
高强钢的应用不仅减小了钢板的厚度进而减轻结构自重，同时也减小了焊缝的尺寸从而减少焊接工作量、提高焊缝质量。
因此，在一定程度上缩短了施工工期，同时延长了桥梁的使用寿命。
高强钢已经在一些建筑结构中成功运用。
这些工程大多采用了460~690,MPa 等级钢材，个别工程还使用了 780,MPa 等级钢材。
如日本横滨LandmarkTower 大厦，其工字形截面柱采用 600,MPa 钢材；德国柏林的 Sony Centre 大楼的屋顶桁架采用 S460 和S690 钢材；澳大利亚悉尼的 Star City 在地下室柱子和其内部 Lyric 剧院的 2 个桁架结构中采用 650,MPa和690,MPa 等级的钢材；悉尼的 Latitude 大厦在转换层中采用 690,MPa 高强度钢板；美国休斯顿 ReliantStadium 体育馆的屋顶桁架结构采用 450,MPa 高强度钢材。
试论超高强度钢材钢结构的工程应用
试论超高强度钢材钢结构的工程应用随着科技的不断进步和工程技术的发展，超高强度钢材在钢结构工程中的应用逐渐受到重视。
超高强度钢材的出现，不仅提高了钢结构的整体强度和刚度，还能降低结构的自重，提高抗震性能和耐久性。
本文将从材料特性、工程应用和未来发展等方面，试论超高强度钢材在钢结构工程中的应用。
超高强度钢材具有优异的材料特性，使其在钢结构工程中具备广泛的应用价值。
超高强度钢材的屈服强度通常可以达到或超过1400MPa，远高于传统结构钢材的强度。
同时，超高强度钢材的延伸率和冷加工硬化指数也较高，使其具有较好的塑性变形能力和耐久性。
此外，超高强度钢材还具有较好的焊接性能和耐腐蚀性能，能够满足复杂工程环境的要求。
超高强度钢材在钢结构工程中的应用广泛且多样化。
超高强度钢材可以用于建筑物、桥梁、海洋平台、风电机塔等各类工程结构中。
在建筑领域，超高强度钢材可以用于高层建筑的主体结构，提高结构的承载能力和抗震性能。
在桥梁领域，超高强度钢材可以用于大跨度桥梁的主梁和索塔，减小结构自重，提高桥梁的承载能力和耐久性。
在海洋平台和风电机塔领域，超高强度钢材可以用于提高结构的承载能力和抗风能力，以满足海上和风电场复杂环境下的要求。
超高强度钢材还可以通过不同的形式应用在钢结构工程中。
例如，可以采用超高强度钢材构建薄壁箱形截面结构，以提高结构的承载能力和刚度。
同时，超高强度钢材还可以用于构建预应力结构，以提高结构的整体稳定性和抗震性能。
然而，超高强度钢材在工程应用中也面临一些挑战和问题。
首先，超高强度钢材的生产成本相对较高，增加了工程的投资成本。
其次，超高强度钢材的焊接和加工工艺相对复杂，要求施工人员具备较高的技术水平。
此外，对超高强度钢材的质量控制和检测也提出了更高的要求。
因此，在超高强度钢材的工程应用中需要综合考虑材料的优势和限制，合理设计和施工，以确保结构的安全可靠性。
展望未来，随着超高强度钢材技术的不断成熟和推广应用，其在钢结构工程中的应用前景将更加广阔。
超高强度钢材钢结构的工程应用
超高强度钢材钢结构的工程应用随着科学技术的发展，各种新型材料不断涌现，其中超高强度钢材作为一种高性能材料，在工程领域得到了广泛应用。
本文将围绕超高强度钢材钢结构的工程应用展开讨论，涉及相关技术、应用领域、优势分析及未来展望等方面。
超高强度钢材是指具有较高抗拉强度和屈服强度的钢材，一般通过采用先进的冶炼、轧制和热处理等技术生产得到。
其中，冶炼技术是控制钢材质量的关键环节，包括电炉冶炼、真空冶炼等；轧制技术则采用高温、高压等方法，使钢材获得更高的强度和稳定性；热处理技术则是通过调节温度和气氛，改变钢材内部的微观结构，从而提高其力学性能。
为了充分发挥超高强度钢材的优势，需要对其组织性能进行合理控制。
其中，细化钢材的晶粒尺寸是提高其强度和稳定性的重要手段。
通过控制合金元素的含量、调整轧制和热处理工艺等措施，也可以优化钢材的显微组织，提高其综合性能。
在桥梁工程中，超高强度钢材钢结构因其卓越的强度和稳定性得到了广泛应用。
例如，在悬索桥和斜拉桥中，采用超高强度钢材制成的钢丝和钢绞线作为主要受力结构，具有重量轻、耐腐蚀、抗疲劳等优点，提高了桥梁的安全性和使用寿命。
在机场工程中，超高强度钢材钢结构常被用于建造航站楼、停机坪等重要设施。
由于机场处于露天环境，钢材的耐腐蚀性和抗疲劳性显得尤为重要。
采用超高强度钢材制成的构件具有更高的承载能力和使用寿命，大大降低了维护成本。
在高速铁路工程中，超高强度钢材钢结构主要用于建造轨道梁和高速列车车厢。
由于高速铁路对安全性、稳定性和舒适性的要求极高，采用超高强度钢材能够提高列车的行驶速度，降低噪音，同时保证列车的安全性和耐久性。
超高强度钢材具有比传统钢材更轻的重量，因此在同样承载能力要求下，可以减小结构尺寸，降低结构重量，从而提高结构的使用性能和经济效益。
超高强度钢材具有良好的耐腐蚀性，能够在各种复杂的环境条件下保持稳定的性能，减少了结构维护和更新的需求，提高了结构的使用寿命。
疲劳性能是结构的重要性能之一。
高强度钢材钢结构的工程应用及研究进展文玲敏
高强度钢材钢结构的工程应用及研究进展文玲敏发布时间：2023-05-30T01:49:53.790Z 来源：《工程管理前沿》2023年6期作者：文玲敏[导读] 近年来，随着社会的发展钢材生产工艺有了很大的提高，从而促进了新型高强度结构钢的出现。
超高强度钢材与普通钢材相比，超高强度钢材轴心受压钢柱的整体稳定性更高，承载力更强，强度优势非常明显。
目前在国内外多个建筑取得了成功的应用。
新疆城建（集团）股份有限公司新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830000摘要：近年来，随着社会的发展钢材生产工艺有了很大的提高，从而促进了新型高强度结构钢的出现。
超高强度钢材与普通钢材相比，超高强度钢材轴心受压钢柱的整体稳定性更高，承载力更强，强度优势非常明显。
目前在国内外多个建筑取得了成功的应用。
本文主要对我国钢结构工程中超高强度钢材应用进行了分析，并对高强度钢材钢结构以后研究进展进行阐述，以供参考。
关键词：高强度钢材；钢结构；工程应用；进展高强度结构钢材一般称为“高强钢”，其屈服强度不低于460MPa，同时具有良好的韧性、焊接性、冷弯性能等。
随着钢材强度的增加，构件可以采用较小的截面尺寸，从而降低结构的钢材消耗量，减轻结构自重，扩大建筑的使用空间，具有良好的节能环境效益。
自钢结构出现以来，其发展与生产工艺、材料性能有直接关系，在应用中也不断改善，使钢结构的使用性能、承载力及经济性能得到提升，促使钢结构快速发展。
近年来，随着工艺技术的发展，钢材的加工性能及强度都极大提升，使得钢结构施工中对高强度钢材的应用效果得到不断提升。
一、钢结构技术在建筑工程中的应用（一）建筑工程中钢结构的钢材选择与构件制作钢结构在建筑工程的应用中大多选择低合金、高强度钢材，合金元素少于5%，屈服强度超出275MPa，且可焊性理想。
相对于普通钢材来说，低合金高强度钢没有经过热处理，应用范围较为广泛。
钢材的类型、规格等需要符合国家产品设计要求，且在进入施工场地前需要进行严格的质量检验，检验合格后方能进场。
浅谈超高层建筑钢结构施工技术的应用
浅谈超高层建筑钢结构施工技术的应用浅谈超高层建筑钢结构施工技术的应用摘要：随着设计水平和施工技术的不断提升，超高层建筑物普遍选用钢结构作为建筑施工的主要结构类型，这种施工结构具有良好的的整体性好、抗震性及施工速度快等特点，因此得到了广泛的应用。
为此，本文主要对钢结构选型、施工准备及关键施工技术进行了分析与探究。
关键词：超高层建筑；钢结构；选型一、钢结构选型钢结构通常是框架、平面架、网架、索膜、轻钢、塔桅等结构形式，其理论与技术大都成熟，亦有部分难题没有解决，或没有简单适用的设计方法，结构和选形式，方应考虑它们的特点，基本雪压大的地区，屋面曲线应有利于积雪滑落，而屋面覆盖跨度较大的建筑中，可选择构件受拉力为主的悬索结构体系。
结构的布置要根据体系特征、荷载分布情况及性质等综合考虑。
一般说要刚度均匀，力学模型清晰，尽可能限制大荷载或移动荷载的影响范围，使其以最直接的线路传递到基础，柱间抗侧支撑的分布应均匀，其形心要尽量靠近侧向力（风震）的作用线。
否则应考虑结构的扭转，结构的抗侧应有多道防线。
框架结构的楼层平面次梁的布置，有时可以调整其荷载传递方向以满足不同的要求。
通常为了减小截面沿短向布置次梁，但是这会使主梁截面加大，减少了楼层净高，顶层边柱也有时会吃不消，此时把次梁支撑在较短的主梁上可以牺牲次梁保住主梁和柱子。
二、超高层建筑钢结构施工准备1、材料准备水泥：325号以上矿渣硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。
进场时必须有质量证明书及复试试验报告。
砂：宜用粗砂或中砂。
混凝土低于C30时，含泥量不大于5%，高于C30时，不大于3%。
石子：粒径0.5～3.2cm，混凝土低于C30时，含泥量不大于2%，高于C30时，不大于1%。
掺合料：粉煤灰，其掺量应通过试验确定，并应符合有关标准。
混凝土外加剂：减水剂、早强剂等应符合有关标准的规定，其掺量经试验符合要求后，方可使用。
2、机械准备主要机具：混凝土搅拌机、磅秤（或自动计量设备）、双轮手推车、小翻斗车、尖锹、平锹、混凝土吊斗、插入式振捣器、木抹子、长抹子、铁插尺、胶皮水管、铁板、串桶、塔式起重机等。
高强钢筋及其在工程中的应用
和二氧化碳排放，符合绿色建筑和可持续发展的要求。
03
经济效益和社会效益显著
高强钢筋的应用能够降低工程造价，缩短施工周期，提高工程质量，同
时推动钢铁行业的产品升级和结构调整，具有显著的经济效益和社会效
益。
存在问题及改进建议
推广应用力度不够
目前高强钢筋在工程建设中的推广应用仍存在一定阻力，需要政 府、行业协会和企业共同努力，加大宣传推广力度。
市政工程结构
高强钢筋在铁路工程结构中的应用，如高 速铁路桥梁、轨道板等，可提高铁路工程 的承载能力和耐久性。
高强钢筋在市政工程结构中的应用，如城市 立交桥、人行天桥等，可增强市政工程结构 的稳定性和安全性。
05 高强钢筋连接与锚固技术 研究
连接方式分类及特点介绍
焊接连接
包括电弧焊、电阻焊等，具有连接强度高、构造简单、施工方便等 优点，但可能存在焊接质量不稳定、对材料性能影响大等问题。
优化配筋设计
高强钢筋的应用可以使得配筋设计更加灵活，通过优化配筋方案，可以进一步减少钢筋 用量，降低材料成本。
提高施工效率方面
减少加工时间
高强钢筋的屈服强度高，加工过程中不 易发生弯曲和变形，因此可以减少加工 时间和加工难度，提高施工效率。
VS
便于运输和安装
由于高强钢筋的强度高、重量轻，因此便 于运输和安装，可以缩短施工周期，提高 施工效率。
降低维护费用方面
提高结构耐久性
延长使用寿命
高强钢筋具有更好的耐腐蚀性和抗疲劳性能， 可以提高结构的耐久性，减少维修和加固的 频率和费用。
由于高强钢筋的优异性能，可以使得结构的 使用寿命得到延长，从而降低维护费用。
综合效益评估
经济效益显著
通过节约材料成本、提高施工效率和降低维 护费用等方面的综合评估，高强钢筋在工程 中的应用可以带来显著的经济效益。
高强度钢结构在建筑工程中的应用研究
高强度钢结构在建筑工程中的应用研究1. 引言随着城市化进程的加快和人们对建筑安全性和可持续性的要求不断提高，高强度钢结构在建筑工程中的应用日益普遍。
高强度钢材具有优异的力学性能和抗震性能，可以提供更轻便且更安全的建筑解决方案。
本文将深入探讨高强度钢结构在建筑工程中的应用研究，包括其优点、挑战、设计考虑以及实际应用案例。
2. 高强度钢结构的优点高强度钢材通常指抗拉强度大于450MPa的钢材。
相比传统钢材，高强度钢结构具有以下优点：- 更高的极限强度和屈服强度，使得结构更加轻量化，方便运输和施工。
- 更好的延展性和塑性，即使在极端载荷下也能保持稳定。
- 优异的抗震性能，能够更好地承受地震力的作用。
- 减少建筑材料的使用，更环保且可持续。
- 更长的使用寿命和低维护成本。
3. 高强度钢结构的挑战尽管高强度钢结构具有众多优点，但其应用也面临一些挑战：- 高强度钢的制造成本较高，使得材料价格相对较高。
- 钢材的高强度可能导致其脆性增加，因此需要更加精确的设计与施工。
- 钢材的成形性和焊接性较差，对工艺和质量控制提出更高要求。
- 高强度钢结构的设计需要考虑复杂的荷载和抗震要求。
4. 设计考虑在使用高强度钢结构进行建筑设计时，需要认真考虑以下几个方面：- 材料选择：根据具体的应用需求和设计要求选择合适的高强度钢材。
- 结构设计：充分利用高强度钢材的优点，采用轻量化结构设计，提高抗震性能。
- 施工工艺：针对高强度钢材的特点，开展合适的焊接、加工和安装工艺。
- 质量控制：加强钢材质量检验和施工质量验收，确保结构的安全性和可靠性。
5. 实际应用案例高强度钢结构已经在许多建筑工程中得到成功应用，下面列举两个典型案例：- 上海中心：上海中心是一座地标性建筑，采用高强度钢结构实现了惊人的高度和强度。
这种结构不仅满足了建筑的设计要求，还提供了极好的抗震性能和空间利用效率。
- 悉尼歌剧院：悉尼歌剧院采用高强度钢结构为主要支撑结构，实现了漂亮且独特的建筑形态。
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Engineering Application of Ultra-High Strength Steel Structures
配的具有足够强度 、良好韧性和延性的焊缝金属材料和 焊 接技术也已经比较成熟 , 完全能够满足构件的加工制作 要 求 ,这使得超高强度钢材应用于钢结构成为可能[ 1] 。
1 超高强度钢材材料性能
目前 , 国内尚 未生 产建 筑结构 用超 高强 度钢 材 。根
收稿日期 :2007 -12 -21 ;收到修改稿日 期 :2008 -01 -14 基金项目 :国家自然科学基金(50708051)和长江学者创新团队发展计划联合资助 作者简介 :
钢柱的整体稳定系 数有 很大影 响 , 而 不是 残余 应力 的绝
对数值大小[ 3] 。
例如 , 对于超 高强度 钢材 焊接箱 形截 面 :Rasmu ssen
测量得到的 690M Pa 钢材(真 实值 705M Pa)截 面各 边中
部 残 余 压 应 力 分 别 为 145M Pa 、 92M Pa 、 148M Pa 、
表 1 超高强度结构钢材的力学特性
最低屈服强度 f y/ M Pa
抗拉强度 fu/ M Pa
根据厚度分类/ mm
根据厚度分类/ mm
3≤t ≤50
50<t≤100 100 <t ≤150 3 ≤t ≤50
50 <t ≤100 100<t ≤150
4 60
4 40
4 00
55 0-7 20
50 0-6 70
Keywords: ultra-high streng th steel ;steel structure ;engineering application
自从人类开始应用钢结构以来 , 钢结构的发展始终是 与钢材材料特性和生产 工艺的发展 紧密相 连的 。正是钢 材材料的不断改进 , 提高了钢 结构的承 载力 、经济 性能和 使用性能 , 促进 了钢结构 的发展 和应用 。近几 年来 , 新的 钢材生产工艺大幅度提高了钢材的强度和加工性能 , 同时 与超高强度钢材(强度 标准值为 460MPa ～ 1100MPa)相匹
图 2 焊接 I 形截面残余应力分布(单位 :MPa)
(2)关于几何初始缺陷的影响 , 已有研究者在仅考虑
相同几何 初 始 缺 陷条 件 下 , 针 对两 种 钢 材 (235M Pa 和
690 M Pa)的 H 形截面轴心受压钢柱绕强轴的整体稳定承
载力进行 了 初 步计 算 和 对 比 , 结 果 表 明 超 高 强 度 钢 材
施 刚(1977 -), 男 , 博士 , 讲师 , 主 要从事钢结构和建筑玻璃幕墙结构的研究 。 E-mail :shiga ng @ .cn 。 石永久(1962 -), 男 , 博士 , 教授 , 主 要从事结构工程的研究 。
第4期
超高强度钢材钢结构的工程应用
3 3
105M Pa , 平 均 值
123M Pa ,
为 0 .174
f [ 3] y
;Usami
测得
690M Pa 钢材(真 实值 741M Pa)截 面 腹板 -翼缘 焊 缝处
残余拉应力约为0 .6 f y ,每个试 件截面所 有板件中 部的残 余压应力几乎是恒定的 , 三个试件 的测量值 分别是 0 .138
-
9 60
-
-
9 80-11 50
-
-
最小伸长率/ %
L0 =5.65 S0 17 17 16 15 14 11 10
表 2 超高强度结构钢材的最小冲击功要求(单位 :J)
级别
试验温度/ ℃
0
-2 0
-4 0
-6 0
Q
30
27
-
-
QL
35
30
27
-
Q L1
40
35
30
27
表 3 超高强度结构钢材的化学成分(%)
功 A kv )分为 Q 、Q L 和 QL1 三个级别(表 2)。表 3 则给出 了相应这三个级别超高强度结构 钢材的化学 成分 。从表 3 可以得到 , 超高强度结构钢材的化学成分能够保证钢材 具有良好的焊接性 能 , 从 而有 效地被 加工 制作 成钢 结构 构件 。
等级
S 46 0 S 50 0 S 55 0 S 62 0 S 69 0 S 89 0 S 96 0
据欧洲的建筑结构用超 高强 度钢 材规 范(EN10025-6)的 相关规定[ 2] , 超高强度结构钢材均 经过淬 火和回火 处理 , 其强度特性如表 1 所示 。对于表 1 所示的每一种 强度等 级的超高强度结构钢材(不包括 S960), 又根据 钢材 材料 的冲击韧性(沿钢材纵向 V 形缺 口试件 冲击试 验的 冲击
和 0 .15
f [ 5] y
。上 述所 有试
验测得的板件中部残余压应力明显 小于我国规范 和欧洲
3 4
建筑钢结构进展
第 10 卷
规范计算柱子曲线时采用的0 .2 f y [ 6 ～ 7] 。
图 1 焊接箱形截面残余应力分布
(单位 :k si ;1ksi =6 .895M Pa)
对于超高强 度钢 材焊 接 I 形 截面 , 试验 测量 得到 的 名义强度 690M Pa 钢材(真实值 660M Pa)、翼缘为 焰切边 的焊接 Ⅰ 形截 面残余 应力 分布如 图 2 所 示[ 3] , 翼缘 和腹 板的残余 压应 力平均 值分别 约为 135M Pa 和 32M Pa , 即 0 .205 f y 和0 .048 f y , 明 显小于 我国规 范计 算柱 子曲 线时 采用的0 .4 f y 和0 .35 f y [ 6] 。
Q
QL
Q L1
C
≤0 .20
Si
≤0 .80
Mn
≤1 .70
P
≤0 .025
≤0 .020Biblioteka ≤0 .02 0S
≤0 .015
≤0 .010
≤0 .01 0
N
≤0 .015
B
≤0 .005
Cr
≤1 .50
Cu
≤0 .50
Mo
≤0 .70
Nb
≤0 .06
Ni
≤2 .0
Ti
≤0 .05
V
≤0 .12
Zr
≤0 .15
第10 卷第4期 2008 年8月
建 筑 钢 结 构 进 展 Progres s in S teel Building S tru ctures
Vo l.10 N o .4 Aug .2008
超高强度钢材钢结构的工程应用
施 刚1, 2 , 石永久1 , 王元清1
(1 .清华大学 土木工程系 , 北京 100084 ;2 .清华大学 结构工程与振动教育部重点实验室 , 北京 100084)
5 00
4 80
4 40
59 0-7 70
54 0-7 20
5 50
5 30
4 90
64 0-8 20
59 0-7 70
6 20
5 80
5 60
70 0-8 90
65 0-8 30
6 90
6 50
6 30
7 70-94 0
76 0-93 0
71 0-9 40
8 90
8 30
-
9 40-11 00
8 80-11 00
T sing hua U niver sity , Beijing 100084 , China) SH I G ang :shigan g @tsinghua .edu .cn
Abstract : In orde r to study the feasibility of applying ultra-high streng th steels to steel structure projects in China, this pape r introduces the g rades, mechanical proper ties and chemical com positions of ultra-high strength steels in detail .The sectional residual stress and initial geom etric imperfection of ultra-high strength steel structural mem bers and their influences on the overall buckling behaviour of ultra-high strength steel members under axial com pression have been analyzed.It can be concluded that ultra-high streng th steel columns under axial com pression can adopt a highe r buckling reduction factor so as to increase the overall buckling resistance , which will ex ploit the advantage of ultrahig h strength steels better .Bo th the details of the engineering applica tion of ultra-hig h streng th steels in many dom estic and over seas building structures and bridges and the ex cellent results obtained have been presented, which pro vides a reference fo r the applicatio n of ultra-hig h strength steels in our country .