高層建筑鋼結(jié)構(gòu)(講稿)3

1、第三部分 高層建筑鋼結(jié)構(gòu) 鋼材及連接材料兩部分內(nèi)容構(gòu)件材料（鋼材）連接材料構(gòu)件材料（鋼材）高層建筑鋼結(jié)構(gòu)對(duì)所使用材料的特殊要求 結(jié)構(gòu)具體采用何類鋼材 國外鋼材的應(yīng)用 鋼材的基本知識(shí)（復(fù)習(xí)） 連接材料高層建筑鋼結(jié)構(gòu)對(duì)所使用連接材料的特殊要求 基本知識(shí)（復(fù)習(xí)） 焊接材料高強(qiáng)度螺栓每類連接材料主要介紹的內(nèi)容一、構(gòu)件材料（鋼材） 碳素鋼合金鋼分類 碳素結(jié)構(gòu)鋼低合金結(jié)構(gòu)鋼應(yīng)用于建筑鋼結(jié)構(gòu)化學(xué)成分碳素結(jié)構(gòu)鋼介紹四種分類方法韌性性能生產(chǎn)工藝（脫氧方法）鐵和碳的合金，含碳量通常不超過1，含錳量不超過1.65%，含銅量和硅量不超過0.6%。這類鋼的焊接主要取決于含碳量，其它元素只起有限作用。含碳量1 碳素結(jié)構(gòu)鋼

2、 分類和表示方法 含碳量三類名稱 含碳量(%) 典型硬度 典型用途 焊接性 低碳鋼 ?0.25 60-90HRB 特殊鋼板和型鋼、薄板 好 中碳鋼 0.25-0.60 25HRC 機(jī)械零件和工具 中等（一般要求預(yù)熱和后熱，推薦低氫焊接工藝） 高碳鋼 ?0.60-1.00 40HRC 彈簧、磨具、鐵軌 差（要求低氫焊接工藝、預(yù)熱和后熱） 脫氧方式三類鎮(zhèn)靜鋼（Z）沸騰鋼（F）半鎮(zhèn)靜鋼（b)在鋼液中用錳鐵弱脫氧劑進(jìn)行脫氧，鋼液在鑄錠時(shí)有很多氧化鐵，它與碳等化合生成一氧化碳等氣體，使鋼液沸騰。特點(diǎn)：含氧量高，硫、磷雜質(zhì)分布不均，質(zhì)量不 均，但價(jià)格較低。在鋼液中添加適量的硅和錳強(qiáng)脫氧劑進(jìn)行較徹底的脫氧而

3、成。特點(diǎn)： 不發(fā)生沸騰現(xiàn)象，澆注時(shí)鋼液表面平靜，冷卻速度快，雜質(zhì)少，質(zhì)量均勻，韌性、塑性、可焊性好。介于沸騰鋼與鎮(zhèn)靜鋼之間A級(jí)B級(jí)C級(jí)D級(jí) 韌性性能的好壞由差到好 沖擊功 （一定的溫度環(huán)境下）沖擊試驗(yàn)韌性級(jí)別 無沖擊功要求20 C0，沖擊功 = 27 J0 C0， 沖擊功 = 27 J- 20 C0，沖擊功 = 27 J碳素鋼結(jié)構(gòu)鋼碳素鋼結(jié)構(gòu)鋼 表示方法依據(jù)碳素結(jié)構(gòu)鋼（GB700） Q 屈服點(diǎn) 韌性級(jí)別 脫氧方式 屈服點(diǎn)符號(hào)N / mm 2A、B、C、 D級(jí) 沸騰鋼（F）鎮(zhèn)靜鋼 半鎮(zhèn)靜鋼（b)特種鎮(zhèn)靜鋼 例如Q 235 A F屈服點(diǎn)為235 N / mm 2 ，韌性級(jí)別為A，脫氧方式為沸騰鋼碳

4、素結(jié)構(gòu)鋼（GB700）碳素結(jié)構(gòu)鋼的五種牌號(hào)Q195，Q215，Q235，Q255，Q2752、低合金結(jié)構(gòu)鋼低合金結(jié)構(gòu)鋼 表示方法同同 碳素鋼結(jié)構(gòu)鋼碳素鋼結(jié)構(gòu)鋼低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)和性能（GBT1591-1994） 五種牌號(hào)Q295，Q345，Q390，Q420，Q4603、高層建筑鋼結(jié)構(gòu)高層建筑鋼結(jié)構(gòu) 對(duì)鋼材性能的特殊要求普通建筑鋼結(jié)構(gòu)對(duì)鋼材性能的要求較高的強(qiáng)度良好的變形能力良好的加工能力高層建筑鋼結(jié)構(gòu)高層建筑鋼結(jié)構(gòu) 對(duì)鋼材性能的特殊要求延展包括抗震設(shè)計(jì)非抗震設(shè)計(jì)A、非抗震設(shè)計(jì)時(shí)1、滿足結(jié)構(gòu)使用要求結(jié)構(gòu)重要性結(jié)構(gòu)所處環(huán)境結(jié)構(gòu)所受荷載特征結(jié)構(gòu)連接方法2、保證機(jī)械性能符合設(shè)計(jì)要求強(qiáng)度 fy,

5、fu伸長率，冷彎試驗(yàn)沖擊韌性3、承重構(gòu)件外露或處于低溫環(huán)境中時(shí)，鋼材應(yīng)具有耐大氣腐蝕或低溫冷脆性能4、當(dāng)鋼板厚度較厚（ 50mm），且沿厚度方向受拉時(shí)，應(yīng)根據(jù)厚度方向性能鋼板（GB531385）附加保證沿厚度方向的收縮率大于Z25級(jí)，防止層狀撕裂收縮率（鋼板厚度方向的斷面） = 原斷面面積 試樣斷裂處面積 原斷面面積 Z15、Z25、Z35 ZYX如圖，通過軋制而成的鋼板，三個(gè)方向的機(jī)械性能均不相同，其中Z向（厚度方向）最差，特別是塑性和韌性 鋼板受撕裂情況 B、抗震設(shè)計(jì)時(shí)1、滿足 非抗震設(shè)計(jì)非抗震設(shè)計(jì) 的所有要求2、鋼材的屈強(qiáng)比 fu / fy 1. 2 或 1. 5（8度或8度以上）3、鋼

6、材的拉伸圖有明顯的屈服平臺(tái)6、對(duì)于乙類（重要性）高層建筑鋼結(jié)構(gòu)，材料fy 不超過10%的標(biāo)準(zhǔn)值，以避免結(jié)構(gòu)中預(yù)定構(gòu)件塑性鉸位置轉(zhuǎn)移 4、伸長率應(yīng) 20%5、具有較好的可焊性能4、中國高層建筑鋼結(jié)構(gòu)中國高層建筑鋼結(jié)構(gòu) 使用鋼材A、非抗震設(shè)計(jì)時(shí)1、Q235 B，C，D，質(zhì)量滿足碳素結(jié)構(gòu)鋼（GB700）注意： Q235 A無沖擊功規(guī)定，且一般不進(jìn)行冷彎試驗(yàn)，一般不用于高層建筑鋼結(jié)構(gòu)（用戶要求除外）2、Q345，質(zhì)量滿足低合金結(jié)構(gòu)鋼（GB1591-94）B、抗震設(shè)計(jì)時(shí)鋼材的選用與非抗震時(shí)相同，但對(duì)材料除滿足規(guī)范要求外，還應(yīng)滿足設(shè)計(jì)和使用要求二、焊接材料 1、焊接方法焊接方法 電阻焊電弧焊氣體保護(hù)焊電弧

7、焊手工電弧焊自動(dòng)埋弧焊半自動(dòng)埋弧焊焊條焊絲、焊劑2、焊條焊條 低合金鋼焊條碳鋼焊條不銹鋼焊條施焊的材料類型鋁及鋁合金焊條A、碳鋼碳鋼焊條焊條 的表示方法 E X X X X 焊條符號(hào)焊縫金屬的抗拉強(qiáng) 度 最 小 值 ，kgf / mm 2焊條的焊接位置 例如0、1 ：全位置焊接 （平、立、仰、橫）2 ：平焊和平角焊 4 ：向下立焊 電流種類和藥皮類型 B、低合金鋼焊條低合金鋼焊條 的表示方法 E XX X XX X 同碳鋼焊條相同熔敷金屬化學(xué)成分分類符號(hào) A1 ：碳鉬鋼焊條 D3 ：錳鉬鋼焊條B1、B2 ：鉻鉬鋼焊條C1、C2、C3 ：鎳鋼焊條 X X X 熔敷金屬中的合金元素 C、焊條型號(hào)焊

8、條型號(hào) 的選擇1、符合標(biāo)準(zhǔn)碳鋼焊條（GB5117-85）、低合金鋼焊條（GB5118-85）2、為充分利用材料，焊條的選擇應(yīng)與構(gòu)件的材料強(qiáng)度相匹配5、焊條藥皮的選擇應(yīng)同構(gòu)件的重要性聯(lián)系3、焊絲焊絲 自動(dòng)、半自動(dòng)埋弧焊的焊接材料分類建筑鋼材常用焊絲的牌號(hào)及化學(xué)成分GB1300-77焊接用焊絲焊絲的表示方法低碳鋼用焊絲多采用低碳焊絲H08、H08A、H08E、H08Mn、H08MnA低合金結(jié)構(gòu)鋼用焊絲H08A、H08E、H08Mn、H08MnA、H10MnA4、焊劑焊劑 埋弧焊的焊接材料作用保護(hù)焊縫金屬對(duì)焊縫金屬冶金處理改善焊縫工藝性能焊劑分類熔煉焊劑制造方法非熔煉焊劑混合焊劑燒結(jié)焊劑粘結(jié)焊劑熔煉

9、焊劑將各種礦物原料按一定比例混合加熱到1300度使其熔化攪拌均勻出爐后在水中激冷而?；娓?、粉碎、過篩使用在中國應(yīng)用最為廣泛熔煉焊劑熔煉焊劑 表示方法 H J X X X 焊 劑MnO的含量 SiO2、CaF2的含量 同一類型焊劑的不同牌號(hào)焊絲、焊劑焊絲、焊劑 的組合表示方法埋弧焊時(shí)，焊縫金屬的力學(xué)性能主要取決于焊劑、焊絲及兩者的匹配兩者可以組合表示組合表示方法（GB5293 - 85）5、高層建筑鋼結(jié)構(gòu)高層建筑鋼結(jié)構(gòu) 焊絲、焊劑的選擇焊絲、焊劑的選擇 選擇要求選擇的焊絲、焊劑應(yīng)相互匹配選擇的焊絲、焊劑應(yīng)與主體金屬強(qiáng)度相匹配選擇的焊絲、焊劑應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)焊接用鋼絲（GB1300）常用搭配焊絲： H08、H08A、H08E焊劑： 中錳型或高錳型Q235方案一焊絲： H08Mn、H08MnA焊劑： 無錳型或低錳型方案二焊絲： H08A、H08E焊劑： 高錳型Q345方案一焊絲： H08Mn、H08MnA焊劑： 中錳型或高錳型方案二焊絲： H10Mn2焊劑： 無錳型或低錳型方案三常用搭配三、高強(qiáng)度螺栓1、分類分類 受剪時(shí)的承載力極限狀態(tài) 摩擦型： 剪力超過摩擦力時(shí)，極限狀態(tài)承壓型： 剪力超過摩擦力時(shí)，沒有破壞極限狀態(tài)同普通螺栓相同形狀、材料、預(yù)拉力獲得方式 大六角頭 高強(qiáng)度螺栓扭剪型高強(qiáng)度螺栓大六角頭 高強(qiáng)度螺栓扭剪型高強(qiáng)度螺栓扭剪型高強(qiáng)度螺栓施工前施工后施工中2、預(yù)拉力