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武汉第四届建筑桥梁国际研讨会会议报告13-温四清-中信设计-高强钢在建筑钢结构工程中的应用与探索(20230324)(1).pdf高强钢在建筑钢结构工程中的应用与探索
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人工挖孔灌注桩施工工艺高强钢在建筑钢结构工程中的应用与探索
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高强钢的优势及应用情况
高强钢的优势及应用情况
随着钢材生产工艺的改进，高强钢（名义屈服强度≥460MPa)不断涌现，与之匹配的焊接技术也日渐成熟。 + 使用高强钢，属于绿色环保型建筑体系。不仅能进一步提高结构的安全性和可靠性，而且可以创造更大的建筑使用空间、 实现更灵活的建筑表现，同时能够降低能耗和不可再生资源消耗量以及碳排放量，符合我国可持续发展战略及节能坏保型 社会的创建。 ：使用高强钢，结构的自重减轻，截面尺寸减小，构件轻量化，施工安装可以降低运输和现场安装的成本。 +： 我国已在多个建筑工程中成功采用了高强钢，如国家体育场、央视新台址主楼、深圳湾体育中心、凤凰国际传媒中心、上 海中心大厦以及一些移动桥梁设备和输电塔等
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二、高强钢结构的设计规范
1、高强钢结构的设计规范
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二、高强钢结构的设计规范
《高强钢结构的设计标准》
中信建筑设计研究总院作为副主编单位，参编了《高强钢结构设计标准》
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三、中信建筑设计院高强钢的设计应用情况
中信设计院高强钢的设计应用情况 目前为止，我院设计的钢结构工程中，一般未超过0420钢。 仅在少数大型工程中采用了高强钢，如乌鲁木齐奥体中心体育场采用了Q460钢，部分预应力钢结构采用了高强度拉索或拉杆
1、中信设计院高强钢的设计应用情况
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三、中信建筑设计院高强钢的设计应用情况
2、中信设计院高强钢的设计应用情况
国家网络安全人才与创新基地展示中心 （采用高强度拉索和拉杆）
三、中信建筑设计院高强钢的设计应用情况
2、中信设计院高强钢的设计应用情况
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四、高强钢的性能特点
1、高强钢的定义：指名义屈服强度fy≥390MPa，同时具有良好韧性、延性以及焊接性能的结构钢材。高强钢结构构件应 采用Q460钢、Q500钢、Q550钢、Q620钢、Q690钢和Q460GJ钢、Q500GJ钢、Q550GJ钢、Q620GJ钢、Q690GJ钢，其质量应分别符合 现行国家标准《低合金高强度结构钢》GB/T1591和《建筑结构用钢板》GB/T19879的规定。（高强钢的定义在不断变化）
3、高强度结构钢材在治金技术方面有如下特点： 1)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），塑性和韧性比传统热轧钢材高很多； 2）以Nb（锯）、V（钒）及Ti（钛）元素为代表的微合金化代替了传统的碳元素强化方式，提高钢材屈服强度（也提高了尼 强比）同时改善塑性和韧性，降低含碳量。
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四、高强钢的性能特点
各国规范的高强钢：欧美、日本、中国等很多国家和地区的钢结构设计规范、钢材材料标准已增加 相关规定。
各国高强度结构钢材的种类
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四、高强钢的性能特点
5、高强度结构钢材的力学性能特点
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四、高强钢的性能特点
图1高强钢的本构模型
表5高强钢的物理性能指标
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四、高强钢的性能特点
屈强比： 钢材屈强比随钢材强度的提高而增大，且逐渐接近于1.0；对于强度超过690MPa的超高强度结构钢材，其屈强比一般 大于0.85，且690MPa和960MPa钢材的差距不大，均在0.90～0.95附近。钢材的延性随强度的提高而降低。
国内外多部钢材标准和钢结构设计规范对材料力学性能指标的限值规定， 其中对屈强比的限值大多集中在0.80~0.85之间，欧洲钢结构设计规范补充条 款规定高强度钢材的最大屈强比可以到0.95；对钢材断后伸长率的要求集中 在15%~20%。 国产Q460高强度的屈强比一般在0.78左右，断后伸长率通常在25%左 右甚至更高，满足相关规范的限值要求；但对于强度超过690MPa的高强度 钢材，这些限值规定在一定程度上限制了其工程应用，因此需要进一步研究 材料力学性能对构件受力性能的影响，为此类结构钢材钢结构制定更合理的 设计方法和限值规定。 高屈强比在一定程度上限制了高强度结构钢材的应用，特别是在抗震设 防地区。但高屈强比对于结构和构件的塑性设计是否有明显的不利影响还需 要进行深入的研究
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四、高强钢的性能特点
欧洲结构钢材的四种力学性能对比
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四、高强钢的性能特点
延性： 评价指标主要包括钢材断后伸长率和断面收缩率，随着高强钢材料强度的提升，其断后伸长率逐渐减小，这一点也与钢术 强度越高其延性越差的观点一致
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四、高强钢的性能特点
6、各国材料标准与钢结构设计规范对钢材力学性能的限值对比表
110kv变电站工程安全文明施工方案策划6、各国材料标准与钢结构设计规范对钢材力学性能的限值对比表
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四、高强钢的性能特点
金波《钢结构设计及计算实例》
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深圳大学施工组织设计四、高强钢的性能特点