100mm厚高层建筑用Q345GJD特厚板的焊接性能研究

采用斜Y坡口裂纹试验方法、焊接热影响区最高硬度试验方法和不同焊接方法所得接头的力学性能测试,对100mm厚Q345GJD特厚板进行详细的焊接性研究和焊接工艺试验。经分析得出:预热150℃,可有效防止100mm厚Q345GJD钢出现焊接冷裂纹;焊态下,传统电弧焊方法均可获得良好性能的焊接接头。     

国家体育场钢结构工程Q460E-Z35特厚板焊接技术研究

从试验研究和工程应用两方面对建筑用钢Q460E-Z35厚板焊接技术进行了深入研究,总结出Q460E-Z35厚板焊接的成套施工技术,期望能为今后有关规范的修订及工程实践提供有益的参考。     

建筑结构钢材Q390GJD的焊缝连接疲劳性能试验研究

以Q390GJD钢为材料制作了磨光焊缝连接和原状处理焊缝连接的板材试件,采用高频试验机进行常规轴向拉伸疲劳试验。试验结果发现：本文试验中的Q390GJD钢焊缝连接试件的疲劳试验结果具有非常大的离散性。由钢结构设计规范得出的Q390GJD磨光焊缝连接试件在200万次下的疲劳强度比根据试验拟合曲线计算出的值要小。Q390GJD焊缝连接试件由于焊缝的处理不同,疲劳强度有很大差异。     

深圳海上世界文化艺术中心X型柱Q460厚板焊接工艺

通过采用合理的热压成型工艺,对70 mm厚Q460高强钢小直径椎管进行加工;从冶金原理、化学成分分析Q460低合金高强钢的焊接性能;从焊材选用、焊前准备、焊接工艺、焊后热处理等几方面进行分析,确定合理的焊接工艺,保证Q460与同种钢及异种钢的焊接质量达到要求。     

深圳平安金融中心超厚Q460GJC钢材全位置焊接技术

深圳平安金融中心伸臂桁架材质为高强度钢Q460GJC,节点焊缝厚度为120mm,节点采用全位置焊接,包括平焊、立焊、仰焊,难度极大。对Q460GJC的材质和焊接特点进行了分析,根据不同的焊接位置选择焊接材料及焊接工艺,总结出能满足施工现场进行Q460GJC超厚板全位置焊接的参数和方法。     

轴心受压焊接H形钢短柱高温下局部稳定性能试验研究

为了研究Q235和Q460轴心受压焊接H形钢短柱高温下的局部稳定性能,采用恒温加载方式分别对6个Q235和6个Q460轴心受压焊接H形钢短柱试件进行常温和高温下的局部稳定性能试验,得到了常温和450、650℃下试件的翼缘和腹板局部稳定破坏形态,根据极限应变法和曲线拐点法确定试件在常温和高温下的临界荷载。采用我国现行《钢结构设计规范》和已有文献中关于局部稳定的计算方法计算试件的局部稳定临界应力,并和试验结果进行对比。研究表明：试件在高温下和常温下的破坏形态基本相同;与常温下局部屈曲承载力相比,高温下Q460高强钢试件的局部屈曲承载力较Q235普通钢试件下降幅度大;采用规范公式计算高温下焊接H形钢短柱翼缘和腹板的局部稳定临界应力与试验结果差别较大。     

高强度钢材焊接H形构件受力性能的试验研究

对高强度Q460钢材应用于高层和大跨度建筑的结构性能进行试验研究。首先对3根焊接H形柱进行试验,试验结果与国家规范设计值的对比表明,将Q460钢焊接H形柱划分为c类截面验算绕弱轴的整体稳定性是偏于安全的,但是划分为b类截面的安全性还需要补充数据并进行可靠度方面的分析。同时还对4根焊接H形构件进行拟静力反复加载试验。试验结果表明,高强度Q460钢构件在轴压和反复弯曲作用下,具有较好的延性和一定的耗能能力。     

凤凰国际传媒中心结构设计

凤凰国际传媒中心工程主体办公楼和演播楼为钢筋混凝土结构,外壳结构采用复杂空间曲面的钢结构体系,将两个混凝土楼连为一体,形成连体结构。工程地上由六大部分组成,但是这六个部分相互之间并非完全独立,形成一个非常复杂的结构体系。由于建筑外形为复杂空间曲面,设计中利用空间三维建模软件DP建立了钢结构精确三维空间几何模型与计算模型,为更好地表现建筑效果,曲面网格主要构件全部为空间弯扭构件。工程采取了一系列的措施用以保证在现有计算机水平和施工水平的条件下达到足够的计算精度、较高的设计效率,以及保证施工的可实施性。在进行构件截面的设计时,为充分利用钢材性能,节省造价,一方面控制应力比不宜过小,另一方面使用国产优质钢材,包括Q345GJD,Q420GJD,Q460GJE。     

大跨度高强超厚钢板廊桥的焊接施工技术

上海国际金融中心的钢结构廊桥构件截面大,且大量采用高强度超厚钢板(Q420、Q460),焊接施工难度大。通过对Q460高强钢焊接性及预热温度选择方法的分析,对现场焊接工艺实施及质量控制作了研究总结。即通过采用合理分段、优化接头布置、加强过程管理、焊接机器人辅助焊接等措施,最终取得了良好的焊接质量,可供类似工程参考。     

考虑应变时效影响的Q460C高强钢力学性能试验研究

为深入研究应变时效对Q460C高强钢基本力学性能影响,建立考虑应变时效影响Q460C高强钢应力-应变本构关系曲线,对经应变时效影响的Q460C高强钢进行了试验研究,分析了Q460C高强钢经应变时效后基本力学性能指标,采用修正Ramberg-Osgood模型对试验结果进行拟合。结果表明:Q460C钢经预应变后具有显著的应变硬化现象,屈服强度得到大幅提高,极限应变和断裂应变显著降低,屈强比接近1.0,结构发生脆性断裂的可能性增加; Q460C钢经时效后产生时效硬化现象,试件在各时效之间应力-应变曲线差别较小,经时效硬化后钢材的硬化程度低于应变硬化; 采用修正的Ramberg-Osgood模型能够较为准确地拟合经预应变及时效影响后高强钢的应力-应变曲线,拟合结果与试验结果具有较好的一致性; 研究内容可为相关工程应用和理论分析提供参考。     

考虑蠕变和残余应力释放的Q460钢柱抗火设计方法

承受荷载的钢结构在火灾下可发生明显的蠕变变形,钢结构中的焊接残余应力在火灾下也会一定程度地释放,因而高温蠕变变形和残余应力会对钢柱的耐火性能产生影响.为了准确地对高强度Q460钢柱进行抗火设计,有必要定量分析高温蠕变和残余应力释放对钢柱承载力的影响.采用电炉对2根焊接H形Q460钢柱进行耐火试验,得到无保护Q460钢柱...     

高强度结构钢材Q460-C低温冲击韧性试验研究

高强度钢材在建筑行业中逐渐被应用,而随着钢材强度的增大,其韧性性能会有一定程度的退化,特别是在低温环境中更加明显。因此,有必要研究高强度建筑钢材的冲击韧性。通过对14 mm厚的高强钢材Q460-C进行低温下的冲击韧性试验,并将其夏比冲击功值与60,90,120,150 mm厚Q345的AKV值进行比较分析。结果显示,Q460-C的冲击韧性随温度的降低而下降,在20～-20℃,14 mm厚Q460-C钢材的低温冲击功值依次低于同温度下的150,120,90,60 mm厚Q345的AKV值,在低于―20℃时,Q460钢材的强度对其低温脆性的影响没有Q345钢材的厚度对其低温脆性的影响明显。同时,还利用Boltzmann函数对试验结果进行拟合分析,得到Q460-C钢材的韧脆转变温度为-11.1℃;最后对不同温度点下的冲击试件断口进行扫描电镜分析,观察到-20℃下冲断的试件断口形貌有相当的脆性特征,基本已完成了从韧性向脆性断裂的转变。试验表明,Q460-C钢材的低温脆性特征明显,应引起足够重视。     

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。     

An approach for evaluating fire resistance of high strength Q460 steel columns

To develop a methodology for evaluating fire resistance of high strength Q460 steel columns, the load bearing capacity of high strength Q460 steel columns is investigated. The current approach of evaluating load bearing capacity of mild steel columns at room temperature is extended to high strength Q460 steel columns with due consideration to high temperature properties of high strength Q460 steel. The critical temperature of high strength Q460 steel column is presented and compared with mild steel columns. The proposed approach was validated by comparing the predicted load capacity with that evaluated through finite element analysis and test results. In addition, parametric studies were carried out by employing the proposed approach to study the effect of residual stress and geometrical imperfections. Results from parametric studies show that, only for a long column (slenderness higher than 75), the magnitude and distribution mode of residual stress have little influence on ultimate load bearing capacity of high strength Q460 steel columns, but the geometrical imperfections have significant influence on any columns. At a certain slenderness ratio, the stability factor first decreases and then increases with temperature rise.     

建筑结构钢材Q390GJD的疲劳性能试验研究

为研究结构钢的疲劳性能,促进GB 50017—2003《钢结构设计规范》关于结构钢设计条文的进一步完善和结构钢材的更广泛应用,并为今后的相关研究提供参考。通过常规试验方法对Q390GJD钢材光滑板试件进行轴向拉伸疲劳试验,测绘出能够描述其疲劳性能的S-N曲线,并用电子显微镜观测到试件疲劳破坏后的断面特征。试验结果表明:对于所研究的该批次Q390GJD钢,其疲劳性能相对于疲劳荷载非常敏感,根据试验得出的S-N曲线,该批试件在N为2×10~6次疲劳破坏时的最大应力为258.75MPa。根据试验得出的S-N曲线取95%的保证率,相应的最大应力值应为218.68MPa,高于根据GB 50017-2003计算出的相应值154.88 MPa。Q390GJD疲劳试验试件在较高应力幅下的疲劳裂纹起源于试样表面的某种缺陷,在较低应力幅下的疲劳裂纹起源于大尺寸的夹杂物;疲劳扩展区断口微观形貌可观测到疲劳辉纹和微孔空穴,瞬断区断口形貌具有典型的韧窝特征。     

A Numerical Investigation on Restrained High Strength Q460 Steel Beams Including Creep Effect

Most of previous studies on fire resistance of restrained steel beams neglected creep effect due to lack of suitable creep model. This paper presents a finite element model (FEM) for accessing the fire resistance of restrained high strength Q460 steel beams by taking high temperature Norton creep model of steel into consideration. The validation of the established model is verified by comparing the axial force and deflection of restrained beams obtained by finite element analysis with test results. In order to explore the creep effect on fire response of restrained Q460 steel beams, the thermal axial force and deflection of the beams are also analyzed excluding creep effect. Results from comparison infer that creep plays a crucial role in fire response of restrained steel beam and neglecting the effect of creep may lead to unsafe design. A set of parametric studies are accomplished by using the calibrated FEM to evaluate the governed factors influencing fire response of restrained Q460 steel beams. The parametric studies indicate that load level, rotational restraint stiffness, span–depth ratio, heating rate and temperature distribution pattern are key factors in determining fire resistance of restrained Q460 steel beam. A simplified design approach to determine the moment capacity of restrained Q460 steel beams is proposed based on the parametric studies by considering creep effect.     

Q460GJ钢抗弯设计强度和可靠性分析

建筑结构用钢板因其优异的综合力学性能,已在多个国内重大工程中得到应用.Q345GJ钢的设计指标已列入相关国家和行业标准,且已有研究基于试验提出Q460GJ钢压弯设计强度,受弯设计强度亟待补充.基于27个Q460GJ钢受弯构件整体稳定承载力试验结果,统计获得其计算模式不确定性统计参数,结合既有研究中Q460GJ钢材料性能...     

基于试验的Q460GJ钢焊接截面压弯构件可靠度分析

建筑结构用钢板已在国内多个重大工程中得到应用,GB 50017-2017《钢结构设计标准》中已经给出了Q345GJ钢的设计强度指标,更高强度等级建筑结构用钢板的设计指标亟待研究.为此,对厚度t≤50 mm范围内Q460GJ钢的材料性能进行了统计分析,得到了第一组厚度(t≤16 mm)、第二组厚度(16 mm ＜t≤50...