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4.3.材料選用4、3、1。本條提出了合理選用鋼材應(yīng)綜合考慮的基本要素，荷載特征即靜荷載。直接動荷載或地震作用 應(yīng)力狀態(tài)要考慮是否為疲勞應(yīng)力、殘余應(yīng)力，連接方法要考慮焊接還是螺栓連接 鋼材厚度對于其強度,韌性、抗層狀撕裂性能均有較大的影響、工作環(huán)境包括溫度 濕度及環(huán)境腐蝕性能.4 3、2，本條為強制性條文,規(guī)定了承重結(jié)構(gòu)的鋼材應(yīng)具有的力學性能和化學成分等合格保證的項目,分述如下，1，抗拉強度 鋼材的抗拉強度是衡量鋼材抵抗拉斷的性能指標 它不僅是一般強度的指標，而且直接反映鋼材內(nèi)部組織的優(yōu)劣,并與疲勞強度有著比較密切的關(guān)系，2.斷后伸長率.鋼材的伸長率是衡量鋼材塑性性能的指標 鋼材的塑性是在外力作用下產(chǎn)生永久變形時抵抗斷裂的能力、因此承重結(jié)構(gòu)用的鋼材。不論在靜力荷載或動力荷載作用下,還是在加工制作過程中,除了應(yīng)具有較高的強度外.尚應(yīng)要求具有足夠的伸長率。3、屈服強度 或屈服點。鋼材的屈服強度.或屈服點.是衡量結(jié)構(gòu)的承載能力和確定強度設(shè)計值的重要指標、碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼在受力到達屈服強度以后，應(yīng)變急劇增長.從而使結(jié)構(gòu)的變形迅速增加以致不能繼續(xù)使用.所以鋼結(jié)構(gòu)的強度設(shè)計值一般都是以鋼材屈服強度為依據(jù)而確定的、對于一般非承重或由構(gòu)造決定的構(gòu)件,只要保證鋼材的抗拉強度和斷后伸長率即能滿足要求,對于承重的結(jié)構(gòu)則必須具有鋼材的抗拉強度.伸長率.屈服強度三項合格的保證 4 冷彎試驗,鋼材的冷彎試驗是衡量其塑性指標之一，同時也是衡量其質(zhì)量的一個綜合性指標。通過冷彎試驗?？梢詸z查鋼材顆粒組織、結(jié)晶情況和非金屬夾雜物分布等缺陷 在一定程度上也是鑒定焊接性能的一個指標、結(jié)構(gòu)在制作，安裝過程中要進行冷加工 尤其是焊接結(jié)構(gòu)焊后變形的調(diào)直等工序，都需要鋼材有較好的冷彎性能。而非焊接的重要結(jié)構(gòu)，如吊車梁,吊車桁架 有振動設(shè)備或有大噸位吊車廠房的屋架、托架.大跨度重型桁架等，以及需要彎曲成型的構(gòu)件等，亦都要求具有冷彎試驗合格的保證,5、硫。磷含量.硫.磷都是建筑鋼材中的主要雜質(zhì).對鋼材的力學性能和焊接接頭的裂紋敏感性都有較大影響,硫能生成易于熔化的硫化鐵，當熱加工或焊接的溫度達到800，1200.時 可能出現(xiàn)裂紋，稱為熱脆 硫化鐵又能形成夾雜物,不僅會促使鋼材起層 還會引起應(yīng)力集中 降低鋼材的塑性和沖擊韌性。硫又是鋼中偏析最嚴重的雜質(zhì)之一.偏析程度越大越不利 磷是以固溶體的形式溶解于鐵素體中。這種固溶體很脆，加以磷的偏析比硫更嚴重 形成的富磷區(qū)促使鋼變脆。冷脆 降低鋼的塑性、韌性及可焊性,因此.所有承重結(jié)構(gòu)對硫 磷的含量均應(yīng)有合格保證，6、碳當量,在焊接結(jié)構(gòu)中.建筑鋼的焊接性能主要取決于碳當量.碳當量宜控制在0。45.以下。超出該范圍的幅度愈多.焊接性能變差的程度愈大.鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范 GB.50661根據(jù)碳當量的高低等指標確定了焊接難度等級。因此。對焊接承重結(jié)構(gòu)尚應(yīng)具有碳當量的合格保證.7,沖擊韌性，或沖擊吸收能量，表示材料在沖擊載荷作用下抵抗變形和斷裂的能力.材料的沖擊韌性值隨溫度的降低而減小。且在某一溫度范圍內(nèi)發(fā)生急劇降低.這種現(xiàn)象稱為冷脆。此溫度范圍稱為.韌脆轉(zhuǎn)變溫度。因此.對直接承受動力荷載或需驗算疲勞的構(gòu)件或處于低溫工作環(huán)境的鋼材尚應(yīng)具有沖擊韌性合格保證,4,3,3.4，3、4，規(guī)定了選材時對鋼材的沖擊韌性的要求 原規(guī)范中僅對需要驗算疲勞的結(jié)構(gòu)鋼材提出了沖擊韌性的要求,本次修訂將范圍擴大 針對低溫條件和鋼板厚度作出更詳細的規(guī)定.可總結(jié)為表3的要求.表3，鋼板質(zhì)量等級選用、由于鋼板厚度增大、硫，磷含量過高會對鋼材的沖擊韌性和抗脆斷性能造成不利影響、因此承重結(jié)構(gòu)在低于。20、環(huán)境下工作時.鋼材的硫。磷含量不宜大于0,030,焊接構(gòu)件宜采用較薄的板件，重要承重結(jié)構(gòu)的受拉厚板宜選用細化晶粒的鋼板,嚴格來說，結(jié)構(gòu)工作溫度的取值與可靠度相關(guān)，為便于使用.在室外工作的構(gòu)件，本標準的結(jié)構(gòu)工作溫度可按國家標準，采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范。GBJ,19 87 2001年版.的最低日平均氣溫采用,見表4，對于室內(nèi)工作的構(gòu)件.如能確保始終在某一溫度以上?？蓪⑵渥鳛楣ぷ鳒囟取⑷绮膳块g的工作溫度可視為0.以上、否則可按表4最低日氣溫增加5,采用，表4 最低日平均氣溫，4 3.5、由于當焊接熔融面平行于材料表面時、層狀撕裂較易發(fā)生、因此T形,十字形 角形焊接連接節(jié)點宜滿足下列要求.1，當翼緣板厚度等于或大于40mm且連接焊縫熔透高度等于或大于25mm或連接角焊縫單面高度大于35mm時 設(shè)計宜采用對厚度方向性能有要求的抗層狀撕裂鋼板 其Z向承載性能等級不宜低于Z15、限制鋼板的含硫量不大于0.01 當翼緣板厚度等于或大于40mm且連接焊縫熔透高度大于40mm或連接角焊縫單面高度大于60mm時，Z向承載性能等級宜為Z25、限制鋼板的含硫量不大于0.007.2、翼緣板厚度大于或等于25mm.且連接焊縫熔透高度等于或大于16mm時、宜限制鋼板的含硫量不大于0.01。4.3,6。根據(jù)工程調(diào)研和獨立試驗實測數(shù)據(jù),國產(chǎn)建筑鋼材Q235,Q460鋼的屈強比標準值都小于0,83.伸長率都大于20 故均可采用、塑性區(qū)不宜采用屈服強度過高的鋼材.4.3，7、本條對無加勁的直接焊接的相貫節(jié)點部位鋼管提出材料使用上的注意點、無加勁鋼管的主要破壞模式之一是貫通鋼管管壁局部彎曲導(dǎo)致的塑性破壞.若無一定的塑性性能保證.相關(guān)的計算方法并不適用,因目前國內(nèi)外在鋼管節(jié)點的試驗研究中,其鋼材的屈服強度僅限于355N，mm2及其以下.屈強比均不大于0.8。而對于Q420和Q460級鋼材、在鋼管節(jié)點中試驗研究和工程中應(yīng)用尚少,參照歐洲鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范EC3。Design。of、steel,structures.EN.1993。1、8，第7章的規(guī)定?？砂幢緲藴式o出的公式計算節(jié)點靜力承載力。然后乘以0.9的折減系數(shù).對我國的Q390級鋼 難以找到國外強度級別與其對應(yīng)的鋼材 其靜力承載力折減系數(shù)可按相關(guān)工程設(shè)計經(jīng)驗確定，或近似取0、95,根據(jù)歐洲鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范EC3,Design,of steel.structures的規(guī)定.主管管壁厚度不應(yīng)超過25mm 除非采取措施能充分保證鋼板厚度方向的性能,當主管壁厚超過25mm時,管節(jié)點施焊時應(yīng)采取焊前預(yù)熱等措施降低焊接殘余應(yīng)力.防止出現(xiàn)層狀撕裂，或采用具有厚度方向性能要求的Z向鋼，此外 由于兼顧外觀尺寸和承載強度兩者的需求、將遇到不得不采用徑厚比為10左右的鋼管的情況。如果采用非軋制厚壁鋼管，則必須確認有可行,可靠的加工工藝、不會因之造成成型鋼管的材質(zhì)劣化、鋼管結(jié)構(gòu)中對鋼材性能的要求是基于最終成品，鋼管及方矩管.而不是基于母材的性能，對冷成型的鋼管。如方矩管的彎角處。其性能的變化設(shè)計者應(yīng)予以重視 特別是用于抗震或者直接承受疲勞荷載的管節(jié)點,對鋼管成品的材料性能應(yīng)作出規(guī)定.鋼管結(jié)構(gòu)中的鋼管主要承受軸力.因此成品鋼管材料的軸向性能必須得到保證 鋼板的性能與軋制方向有關(guān) 一般塑性和沖擊韌性沿軋制方向的性能指標較高,平行于軋制方向的沖擊韌性要比橫向高5。10 因此在卷制或壓制鋼管時、應(yīng)優(yōu)先選取卷曲方向與軋制方向垂直.以保證成品鋼管軸向的強度,塑性和沖擊韌性均能滿足設(shè)計要求.當卷曲方向與軋制方向相同時,宜附加要求鋼板橫向沖擊韌性的合格保證、鋼管按照成型方法不同可分為熱軋無縫鋼管和冷彎焊接鋼管.熱軋鋼管又分為熱擠壓和熱擴兩種、冷彎圓管則分為冷卷制與冷壓制兩種,而冷彎矩形管也有圓變方與直接成方兩種，不同的成型方法會對管材產(chǎn)品的性能有不同的影響 熱軋無縫鋼管和最終熱成型鋼管殘余應(yīng)力小 在軸心受壓構(gòu)件的截面分類中屬于a類，冷彎焊接鋼管品種規(guī)格范圍廣.但是其殘余應(yīng)力大.在軸心受壓構(gòu)件的截面分類中屬于b類 對冷成型鋼管的徑厚比及成型工藝的限制。是要避免冷成型后鋼材塑性及韌性過度降低.保證冷成型后圓管。方矩管的材料質(zhì)量等級。塑性和沖擊韌性,在條件許可時。設(shè)計可要求冷成型后再進行熱處理.冷成型鋼管選材宜采用同強度級GJ鋼或高一質(zhì)量等級的碳素結(jié)構(gòu)鋼 低合金結(jié)構(gòu)鋼作為原材 4,3，8,與常用結(jié)構(gòu)鋼材相匹配的焊接材料可按表5的規(guī)定選用，表5,常用鋼材的焊接材料選用匹配推薦表,注，1,表中X為對應(yīng)焊材標準中的焊材類別，2。當所焊接頭的板厚大于或等于25mm時,宜采用低氫型焊接材料。3 被焊母材有沖擊要求時 熔敷金屬的沖擊功不應(yīng)低于母材的規(guī)定,