北京奥运"水立方"中高强厚钢板的低温焊接施工技术

Q420C高强度钢材首次大规模应用在钢结构建筑中,国家游泳中心“水立方”工程的现场施工时间要求跨越北京的冬季低温天气,为了保证在低温环境下复杂结构的Q420C厚钢板的焊接质量,制定了Q420C厚钢板的焊接工艺参数,提出了在低温下焊接时采取的关键技术措施以及针对焊接缺陷所采取的返修方案。     

高强异型节点厚钢板现场超长斜立焊施工工法(YJGF115-2006)

随着各类特大型复杂钢结构工程的涌现,国产Q390D、Q420D等低合金钢超厚板也开始大量使用,各种高强度材质、异型复杂截面构件的现场焊接也越来越多,焊接难度越来越大,特别是多杆件汇交形成的复杂节点构件.为满足节点构造和现场安装要求,一些超长、超厚焊缝在施工现场进行焊接也就在所难免,而这类焊缝的高强钢材可焊性程度、焊接参数、焊接应力和变形控制等受现场条件、焊接位置与焊接环境影响,存在较多的不确定因素,尚无成熟的规范及焊接工艺参数作参照.     

建筑高性能结构钢Q550GJC的焊接技术

高性能结构钢具有强度高、延性好、省材等优势,并有着优越的性能和显著的经济效益,已逐渐在高层和大跨度建筑以及公路桥梁中得到推广应用。由武汉钢铁(集团)公司研发的Q550GJC是一种新型建筑高性能结构钢,目前在国内建筑钢结构领域中尚无应用实例。在研究钢材焊接性与焊接材料的选用等必要试验的基础上,对Q550GJC的埋弧自动焊SAW、手工电弧焊SMAW、熔化极气体保护焊GMAW、药芯焊丝电弧焊FCAW等工艺方法进行焊接工艺评定试验,评定结果满足GB 50661—2011《钢结构焊接规范》的要求,可为今后工程施工应用以及有关规范标准的制定、修订提供有益的参考。     

建筑高性能结构钢Q550GJC的焊接技术

高性能结构钢具有强度高、延性好、省材等优势,并有着优越的性能和显著的经济效益,已逐渐在高层和大跨度建筑以及公路桥梁中得到推广应用。由武汉钢铁(集团)公司研发的Q550GJC是一种新型建筑高性能结构钢,目前在国内建筑钢结构领域中尚无应用实例。在研究钢材焊接性与焊接材料的选用等必要试验的基础上,对Q550GJC的埋弧自动焊SAW、手工电弧焊SMAW、熔化极气体保护焊GMAW、药芯焊丝电弧焊FCAW等工艺方法进行焊接工艺评定试验,评定结果满足GB 50661—2011《钢结构焊接规范》的要求,可为今后工程施工应用以及有关规范标准的制定、修订提供有益的参考。     

Q420高强度钢材的疲劳性能试验研究

为探究Q420高强度钢材的疲劳性能,针对Q420B和Q420C两种质量等级的钢材开展了相应的疲劳试验研究。通过两组常温条件下的轴向循环拉伸疲劳试验,获得了Q420B和Q420C两种钢材不同应力水平下的疲劳寿命,并根据试验结果绘制其S-N曲线。试验结果表明:同等条件下,Q420C钢的疲劳性能高于Q420B钢的疲劳性能。将试验结果与GB 50017—2003《钢结构设计规范》的计算值进行比较,发现试验结果远高于规范计算值。     

国产建筑结构用钢板材性参数统计与分析

建筑结构用钢板以其优良的性能,已经逐步应用于现代钢结构工程中。目前,我国关于钢结构的设计规范中仅有Q345GJ钢的设计指标。为了了解国产建筑结构用钢板的生产情况,补充完整建筑结构用钢板的设计指标,对目前国内主要钢铁企业生产的和钢结构加工企业加工的Q390GJ,Q420GJ和Q460GJ钢进行了调研。调研的内容包括力学性能。同时,开展了独立的材性试验。将这些数据按照不同钢材牌号不同厚度进行分组,对每组钢材的屈服强度数据进行了统计分析。综合考虑上下屈服强度的折减和试验不定性的影响,最终得到了Q390GJ,Q420GJ和Q460GJ钢的材料不定性统计参数。得到的材料不定性参数将作为下一步计算抗力分项系数的基础,为工程设计人员应用这些钢材提供参考。     

建筑钢结构焊接施工的质量控制

建筑钢结构用钢材及焊接填充材料的选用应符合设计图的要求并应具有钢厂和焊接材料厂出具的质量证明书及检验报告,其化学成分、力学性能和其他质量要求必须符合国家和行业现行标准规定,当采用其他钢材和焊接材料替代设计选用的材料时必须报经原设计单位和监理单位的同意。本文将针对当前建筑钢结构的施工质量问题,并以建筑钢结构焊钉焊接施工为例,探讨其施工工艺与质量控制。     

高层钢结构厚板焊接工艺研讨会在浙江精工P-D钢结构有限公司召开

随着高层钢结构建筑的兴建 ,厚板焊接是钢结构构件加工及现场施工安装中的关键技术 ,为帮助企业提高厚板焊接技术和解决焊接工艺中的难题 ,中国钢结构协会组织设计、焊接、监理和钢材方面的专家于 2 0 0 3年 3月 18日在浙江绍兴精工P -D钢结构有限公司召开了“高层钢结构厚板焊     

嘉德艺术中心超厚钢板墙焊接工艺

钢结构现场施工中,Q420GJC材质钢材由于碳当量高、冷裂纹敏感性强,同时传统的厚板焊接层状撕裂倾向大,导致焊接难度极大。为保证Q420GJC超厚钢板剪力墙焊接质量,在项目施工过程中采取一系列方法和手段进行焊接管控。通过分析将工程在超厚钢板剪力墙焊接方面的做法进行阐述,其中包含如何选择超厚钢板的焊接顺序、如何控制超厚钢板焊接时的温度、如何设置焊接操作平台等。对其他工程施工焊接具有一定的借鉴意义。     

CO2气体保护焊焊接工艺设计及其在冶炼工程钢结构上的应用

通过对CO2气保焊、富氩气保焊、焊条电弧焊3种焊接方法进行焊接接头试验和对比分析,并结合其在冶炼工程钢结构上的应用,证明了C()2气保焊具有成本低、效率高、焊接质量好等优点.主要介绍CO2气保焊焊接操作技术及需注意的一些问题,对CO2气保焊焊接工艺设计及其应用具有参考价值.     

变电构架中Q235～Q420牌号角钢和钢管适用性分析

为研究不同牌号角钢和钢管在变电构架中的适用范围,应用有关规范对Q235～Q420轴心受压角钢和钢管、单向偏心受压钢管以及纯弯钢管的承载力比值进行了大量计算分析.结果表明:相对于一般规格轴心受压Q235角钢和钢管,Q345,Q390,Q420钢材的长细比经济适用范围分别为λ≤100,λ≤110和λ≤120;相对于一般规格轴心受压Q345角钢和钢管,Q390和Q420钢材的长细比经济适用范围分别为λ≤40和λ≤70;高强钢应用于单向压弯钢管和纯弯钢管时,其经济性能将得以充分发挥.     

High Temperature Mechanical Properties of High Strength Structural Steels Q550, Q690 and Q890

This paper reports the results of an experimental study on high temperature mechanical properties of high strength structural steel produced in accordance with Chinese materials standards. Steady-state tensile coupon tests were carried out on specimens made of China grade steels of Q550, Q690 and Q890. Nine elevated temperature levels up to 800°C were considered. The elastic modulus, yield strength, ultimate strength and ultimate strain were derived from the measured stress–strain curves. A model was developed to predict the high temperature properties of these steels using an approach developed by the National Institute of Standards and Technology and by calibrating the model parameters to the test data. The test results are compared to other tests on high strength steels reported in literature. The test results are also compared to predictions of high temperature properties from various building codes and other standards. The study found that steel grade has significant effect on the reduction factors. The difference between the reduction factors of elastic modulus for Q690 and Q550 was 30% at 600°C. In this study, reduction factor is defined as the ratio of the high temperature property to the corresponding room temperature property. The study also found that the material models in current codes are not applicable to the investigated high strength steels.     

高强度钢材疲劳性能研究进展

疲劳破坏是钢结构失效的主要形式,也是工程界与学术界关注的重点。在总结了国内外高强钢母材、焊缝连接和螺栓连接的疲劳性能研究现状基础上,介绍了疲劳寿命理论计算方法,结合大量试验数据分析统计了高强度钢材疲劳寿命发展规律,并基于国内外不同的疲劳设计规范对高强钢母材及连接接头的抗疲劳能力进行了评估。结果表明：随着钢材强度等级的提高,高强钢母材表现出较好的疲劳性能,规范设计曲线偏于保守,明显低估了高强钢母材的抗疲劳性能;受焊接工艺和焊接质量影响,高强钢焊缝连接的疲劳强度提高幅度较小,ANSI/AISC 360-10和EN 1993-1-9规范曲线能够较好地评估Q460D与Q690D焊缝连接的疲劳特性,并具有足够的安全储备;螺栓连接的疲劳强度受预紧力、摩擦面处理、成孔方式等众多因素影响,已有研究表明随着钢材强度的提高,疲劳强度亦有改善,ANSI/AISC 360-10和BS 7608-2014设计曲线适用于Q460螺栓连接疲劳寿命计算,具有足够安全保障,对于Q690钢螺栓连接疲劳性能评估,规范方法偏于保守。随着高强度钢材在实际工程中的应用增多,需开展大量不同等级高强钢母材和连接形式的疲劳试验,补充Q460及以上强度钢材的疲劳设计方法和细部连接构造。     

国产建筑结构用钢板设计指标和可靠度分析

我国现行钢结构设计规范中仅有Q345GJ钢的设计指标。为了补充其他较高强度建筑结构用钢板（主要是Q390GJ钢、Q420GJ钢和Q460GJ钢）的设计指标,对国产建筑结构用钢板的可靠度进行了分析。在对Q390GJ钢、Q420GJ钢和Q460GJ钢的材料性能调研统计的基础上,结合已有的对钢结构几何参数不定性、计算模式不定性的研究,计算得到了建筑结构用钢板抗力不定性的统计参数。利用验算点法,计算得到了建筑结构用钢板在不同荷载组合下的抗力分项系数,并分析了其变化规律。经过比较试算,提出了适用于不同情况下的建筑结构用钢板抗力分项系数和设计强度建议值。最后对上述设计指标进行了可靠度校核。分析结果表明,所提出的建筑结构用钢板设计指标满足GB 50153-2008《工程结构可靠性设计统一标准》的要求,具有一定的可靠性。     

洛阳天堂遗址工程钢桁架制作工艺

以洛阳市隋唐城天堂遗址保护建筑工程的箱型桁架制作为例,针对Q420-D材质厚板的焊接,通过焊接工艺评定,结合实际操作,对Q420-D材质厚板的焊接难点及对策、工艺流程、焊接操作、焊接应力消除等方面进行深入研究,总结出Q420-D材质厚板的成套施工技术,可供类似工程参考。     

超低碳贝氏体高强度桥梁钢焊接试验研究

介绍超低碳贝氏体高强钢Q420qE和Q420qNH的焊接性试验结果。通过母材检验、焊接热影响区最高硬度试验、斜Y型坡口焊接裂纹试验、Z向拉伸层状撕裂敏感性试验和系列温度冲击试验等,从不同角度来评价其综合力学性能和焊接性。     

Q235B钢材的微观损伤模型韧性参数校正

Q235B钢材在中国建筑领域应用广泛,但目前却缺乏该类钢材的空穴增长模型(VGM模型)和应力修正临界应变模型(SMCS模型)等微观损伤模型韧性参数.为此,取材自热轧无缝钢管以及冷焊钢管母材、热影响区、焊缝区的4种Q235B钢材,加工了8个光滑圆棒试件和24个缺口圆棒试件,通过系列单轴拉伸试验,辅以数值分析及电镜扫描试验,获得了Q235B钢材的VGM和SMCS模型韧性参数,确定了Q235B钢材的特征长度,然后试验验证VGM和SMCS模型对Q235B钢材韧性断裂的预测效果.结果表明:VGM与SMCS模型对Q235B钢材韧性断裂预测效果均很理想.     

中央电视台新台址主楼钢结构用钢特点

根据中央电视台新台址主楼的钢结构特点和设计要求,对其选用钢材的品种规格和性能要求予以详细介绍。其特点是用量大、规格品种多;钢材性能要求高、对焊接材料也有明确要求;用Q345-GJ钢替代Q390-D钢是可行的。并对超高层建筑钢结构选用钢材问题提出建议。     

Experimental study on mechanical properties of high-strength fire-resistant steel at elevated temperatures

为研究高强耐火钢在高温下的力学性能，通过国产Q345FR、Q420FR、Q460FR耐火钢的高温下稳态拉伸试验和热膨胀变形试验，得到了20~800℃下各等级耐火钢的破坏模式、应力-应变关系曲线、力学性能参数及热膨胀系数，并与普通结构钢高温性能以及欧洲、中国的抗火设计规范的相关规定进行了对比。研究结果表明：在温度低于350~400℃时，国产高强耐火钢屈服强度、抗拉强度高于常温的，当温度超过400℃后，屈服强度、抗拉强度开始快速下降；欧洲规范EC3中给出的高温下普通结构钢的弹性模量、强度计算公式不适用于高强度耐火钢；温度低于450℃时，耐火钢试验值与GB 51249—2017《建筑钢结构防火技术规范》中普通钢取值更吻合；温度高于450℃时，耐火钢试验值与规范GB 51249—2017中耐火钢取值更吻合。针对Q345FR、Q420FR、Q460FR高强耐火钢，提出了高温下弹性模量、屈服强度、抗拉强度变化系数拟合公式，可用于耐火钢结构抗火设计。     

高强度耐火钢高温下力学性能试验研究

为研究高强耐火钢在高温下的力学性能,通过国产Q345FR、Q420FR、Q460FR耐火钢的高温下稳态拉伸试验和热膨胀变形试验,得到了20~800℃下各等级耐火钢的破坏模式、应力-应变关系曲线、力学性能参数及热膨胀系数,并与普通结构钢高温性能以及欧洲、中国的抗火设计规范的相关规定进行了对比。研究结果表明：在温度低于350~400℃时,国产高强耐火钢屈服强度、抗拉强度高于常温的,当温度超过400℃后,屈服强度、抗拉强度开始快速下降;欧洲规范EC3中给出的高温下普通结构钢的弹性模量、强度计算公式不适用于高强度耐火钢;温度低于450℃时,耐火钢试验值与GB 51249—2017《建筑钢结构防火技术规范》中普通钢取值更吻合;温度高于450℃时,耐火钢试验值与规范GB 51249—2017中耐火钢取值更吻合。针对Q345FR、Q420FR、Q460FR高强耐火钢,提出了高温下弹性模量、屈服强度、抗拉强度变化系数拟合公式,可用于耐火钢结构抗火设计。