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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(qiáng)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(qiáng)制性條文。規(guī)定了承重結(jié)構(gòu)的鋼材應(yīng)具有的力學(xué)性能和化學(xué)成分等合格保證的項(xiàng)目 分述如下 1,抗拉強(qiáng)度.鋼材的抗拉強(qiáng)度是衡量鋼材抵抗拉斷的性能指標(biāo)、它不僅是一般強(qiáng)度的指標(biāo)，而且直接反映鋼材內(nèi)部組織的優(yōu)劣 并與疲勞強(qiáng)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(biāo)、鋼材的塑性是在外力作用下產(chǎn)生永久變形時(shí)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(qiáng)度外。尚應(yīng)要求具有足夠的伸長率。3。屈服強(qiáng)度.或屈服點(diǎn)。鋼材的屈服強(qiáng)度，或屈服點(diǎn).是衡量結(jié)構(gòu)的承載能力和確定強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的重要指標(biāo).碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼在受力到達(dá)屈服強(qiáng)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(qiáng)度設(shè)計(jì)值一般都是以鋼材屈服強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)度 伸長率.屈服強(qiáng)度三項(xiàng)合格的保證，4 冷彎試驗(yàn),鋼材的冷彎試驗(yàn)是衡量其塑性指標(biāo)之一,同時(shí)也是衡量其質(zhì)量的一個(gè)綜合性指標(biāo)。通過冷彎試驗(yàn)，可以檢查鋼材顆粒組織,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(gè)指標(biāo)，結(jié)構(gòu)在制作、安裝過程中要進(jìn)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(yàn)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(xué)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(dāng)熱加工或焊接的溫度達(dá)到800 1200，時(shí),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(yán)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(yán)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(dāng)量。在焊接結(jié)構(gòu)中，建筑鋼的焊接性能主要取決于碳當(dāng)量.碳當(dāng)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(dāng)量的高低等指標(biāo)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(dāng)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(yàn)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(shí)對鋼材的沖擊韌性的要求.原規(guī)范中僅對需要驗(yàn)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(kuò)大.針對低溫條件和鋼板厚度作出更詳細(xì)的規(guī)定?？煽偨Y(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(shí).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(xì)化晶粒的鋼板，嚴(yán)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(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)工作溫度可按國家標(biāo)準(zhǔn)。采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)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,可將其作為工作溫度 如采暖房間的工作溫度可視為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(dāng)焊接熔融面平行于材料表面時(shí)，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(diǎn)宜滿足下列要求 1,當(dāng)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(shí)。設(shè)計(jì)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(dāng)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(shí).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(shí)。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(dú)立試驗(yàn)實(shí)測數(shù)據(jù)，國產(chǎn)建筑鋼材Q235、Q460鋼的屈強(qiáng)比標(biāo)準(zhǔn)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(qiáng)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(diǎn)部位鋼管提出材料使用上的注意點(diǎn) 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(jì)算方法并不適用、因目前國內(nèi)外在鋼管節(jié)點(diǎn)的試驗(yàn)研究中.其鋼材的屈服強(qiáng)度僅限于355N mm2及其以下.屈強(qiáng)比均不大于0，8.而對于Q420和Q460級鋼材、在鋼管節(jié)點(diǎn)中試驗(yàn)研究和工程中應(yīng)用尚少、參照歐洲鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范EC3 Design。of，steel、structures。EN。1993,1，8、第7章的規(guī)定 可按本標(biāo)準(zhǔn)給出的公式計(jì)算節(jié)點(diǎn)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(qiáng)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(jì)經(jīng)驗(yàn)確定、或近似取0，95，根據(jù)歐洲鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(dāng)主管壁厚超過25mm時(shí)。管節(jié)點(diǎn)施焊時(shí)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(qiáng)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(rèn)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(jì)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(diǎn)。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(biāo)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(shí)。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(qiáng)度，塑性和沖擊韌性均能滿足設(shè)計(jì)要求,當(dāng)卷曲方向與軋制方向相同時(shí) 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(kuò)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(shí).設(shè)計(jì)可要求冷成型后再進(jìn)行熱處理、冷成型鋼管選材宜采用同強(qiáng)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(biāo)準(zhǔn)中的焊材類別。2,當(dāng)所焊接頭的板厚大于或等于25mm時(shí),宜采用低氫型焊接材料、3。被焊母材有沖擊要求時(shí)、熔敷金屬的沖擊功不應(yīng)低于母材的規(guī)定、