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。     

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。     

大型实心异形Q420GJC高强钢锻件在超高层伸臂桁架节点中的应用

南京金融城二期C1塔楼结构高416 m,其伸臂桁架节点首次采用大型实心异形Q420GJC高强钢锻件。通过对锻件节点设计、焊接特点等问题进行探讨,提出锻件节点设计优化方案,并通过科学的锻造工艺控制锻件节点的锻造质量,有效避免锻件节点焊缝撕裂;考虑Q420GJC锻件材料、焊接顺序、焊接工艺参数、焊后消应力热处理等因素对焊接质量的影响,进行一系列焊接工艺试验,优化焊接工艺,制定合理的工艺技术措施,使得Q420GJC大型锻件在超高层建筑中得以成功应用,施工应用效果较好。     

460MPa级高强度低屈强比钢的研制

结合钢板力学性能指标,利用Nb、V、Ti等元素微合金化,配合合理的控轧控冷工艺,开发了高强度、低屈强比Q460GJC钢。对其工业性试制钢板开展了拉伸、冲击、组织结构检验及焊接性能试验。结果表明:研制的钢种强度高、屈强比低、冲击性能优异,具有优良的综合性能,满足高层建筑用钢技术要求。     

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。     

北京大兴国际机场航站楼(指廊)工程钢结构焊接技术

在北京大兴国际机场旅客航站楼及综合换乘中心指廊钢结构焊接施工中,对不规则自由曲面焊接采取质量控制措施,对Q460GJC的厚板应用多层多道厚板焊接技术,制订了合理选择焊接顺序,提高了生产效率,保证了钢结构工程质量。     

Q460高强钢焊接箱形压弯构件极限承载力试验研究

为研究Q460高强钢中厚板焊接箱形压弯构件的整体失稳极限承载力,采用11mm厚国产Q460高强钢中厚板制作7个焊接箱形压弯试件,试件截面宽厚比分别为18、12、8,长细比分别为35、55、80。试验内容包括:Q460低合金高强钢的材性试验,三种焊接截面残余应力测试,各试件初始几何缺陷测量及极限承载力试验,从而进行了面内整体失稳压弯构件的极限承载力试验研究;并且把试验结果与我国现行钢结构设计规范计算值相比较。试验研究结果表明:Q460低合金高强钢材性具有高强度,塑性性能良好等特点;Q460高强钢焊接箱形截面残余应力分布形式与普通钢材箱形焊接截面分布基本相同,但是残余应力比降低;压弯构件极限承载力试验结果明显高于现行钢结构规范设计公式计算值,所以应对Q460高强钢焊接箱形压弯构件进行近一步参数分析研究,并得出其实用设计方法。     

基于低合金高强度钢的钢结构焊接分析

钢结构适合大跨度、高层建筑结构,符合国家"绿色建筑、节能环保、循环利用、住宅产业化、工业化"的理念.本文以Q345,Q390钢材角度对低合金高强度钢焊接常见缺陷,焊接材料选择、焊接过程控制、焊接缺陷防止措施、焊接安全管理进行了综合分析.     

西安迈科全钢结构高性能钢焊接技术

西安迈科商业中心选用的Q345GJC和Q390GJC高性能钢主要使用在地下4层~地上6层钢柱以及空中连桥桁架部分。构件截面主要有箱形和圆管形,横向焊缝均采用单面坡口形式。分别就高性能钢概述、焊接概况、焊接工艺及焊接措施进行阐述,以达到减小现场焊接变形,确保焊缝质量、提高焊接效率的目的。     

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。     

Q460C高强度钢柱滞回性能有限元分析

为进一步研究Q460C高强度钢柱的滞回性能,在已有试验研究的基础上,采用通用有限元分析软件ANSYS建立了数值模型,对Q460C高强度钢材焊接箱形和H形截面柱在常轴力和水平往复荷载作用下的滞回性能进行模拟,并研究了残余应力对高强度钢试件滞回性能的影响。将有限元分析结果与已有试验结果进行对比,两者吻合较好。研究结果表明：采用提出的Q460C高强度结构钢滞回模型进行有限元分析,能较为准确的预测Q460C高强度钢材焊接H形和箱形柱的滞回性能;试件内残余应力对Q460C高强度钢材焊接H形和箱形截面柱的滞回性能影响较小。     

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Q690GJC手工电弧焊焊接工艺研究

通过研究建筑高性能钢Q690GJC的力学、化学性能及组织结构,初步选定与之匹配的焊条,并对其进行力学性能的复检、化学成分分析、扩散氢试验,结果表明所选焊条满足要求。对钢材的冷裂敏感指数进行计算,研判其冷裂纹倾向;根据斜Y型坡口焊接裂纹试验确定最低预热温度为120℃。在此基础上,经焊接工艺评定试验,评定结果合格,满足GB 50661—2011《钢结构焊接规范》规定的要求。     

Q460高强度钢材焊接H形截面弱轴压弯柱承载力试验研究

为了研究高强度钢材中厚板焊接H形截面压弯柱的承载力,采用国产Q460高强度钢材11 mm、21 mm中厚板制作了6个焊接H形截面压弯柱,试件截面自由外伸翼缘板宽厚比分别为7、5、3,长细比分别为40、55、80。通过对Q460低合金高强度钢材的材性测试、3种焊接截面残余应力测试、各试件初始几何缺陷测量及承载力试验,进行了H形截面弱轴压弯构件整体失稳承载力的试验研究,并与采用GB 50017-2003《钢结构设计规范》进行计算的承载力对比;同时以理想弹塑性模型,综合考虑试件初始缺陷建立有限元模型,分析计算其承载力。试验及分析结果表明：Q460低合金高强度钢材具有强度高、塑性性能较好等特点;由实测截面残余应力值得到其分布形式与普通钢材焊接H形截面残余应力分布基本相同;高强度钢材焊接H形截面压弯构件承载力试验值明显高于GB 50017-2003设计公式计算值;文中采用的有限元分析方法可以较准确地计算试件的承载力。研究成果为高强度钢材在实际工程中的应用提供试验参考。     

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Q460C及其焊缝的疲劳性能试验研究

主要针对高强度钢材及其焊缝连接的疲劳性能进行研究。通过对Q460C母材及其焊缝连接进行的一系列常规轴向拉伸疲劳试验,测出同一类疲劳试件的S-N曲线。试验结果表明,该批次的Q460C母材及焊缝连接的抗疲劳破坏性能对荷载初值较敏感且试验结果离散性较大;200万次循环荷载下Q460C母材及焊缝连接的疲劳强度均大于《钢结构设计规范》(GB 50017—2003)公式的计算值;Q460C母材焊缝连接的疲劳强度因焊缝的构造细节不同并没有太大差异。由于钢材的生产及焊接工艺种类较多,仅对该种高强度钢材及焊缝连接的疲劳性能进行了分析和比较,对于其他种类的钢材及焊缝连接的疲劳性能还有待进一步的研究。     

焊接工字形截面钢梁整体稳定性能研究

为研究不同强度等级的钢材对焊接工字形截面简支梁整体稳定性的影响,依据现有Q235、Q345和Q460三种级别钢材强度的简支梁试验数据,验证采用ANSYS有限元程序所建立的简支梁有限元分析模型是准确可行的。根据验证的有限元模型对屈服强度为235、345MPa和460MPa的钢梁进行整体稳定性能的有限元分析。结果表明钢梁的整体稳定承载力会随着钢材强度的提高而提高,但增高幅度随着钢材强度的提高而逐渐减小。     

Q690钢材高温后的力学性能试验研究

通过升温、冷却和拉伸试验,对历经300~900℃高温后的Q690钢材在自然冷却和浸水冷却条件下的力学性能展开试验研究。结果表明：经高温冷却的Q690钢材在不同温度和不同冷却方式下有不同的外观特征;受热温度超过500℃时,高温冷却对Q690钢材的弹性模量影响很小,对其强度和伸长率影响较大;当受热温度不超过700℃时,Q690钢材高温后的强度和伸长率在两种冷却方式下具有基本相同的变化规律;在700~800℃之间,不同冷却方式对Q690钢材高温后强度和伸长率产生影响,且随温度升高差别愈加明显,自然冷却条件下强度降低且伸长率增大,浸水冷却条件下强度增大且伸长率减小。将Q690钢材高温后力学性能与Q235钢材和Q460钢材比较,认为不同强度等级钢材高温后的力学性能差别显著,在自然冷却条件下较高强度钢材（Q690）的强度衰减和延性增长大于较低强度钢材（Q235和Q460）的。根据试验结果,建立了不同冷却条件下的高温后各力学参数与受热温度之间的数学模型,该模型可用于火灾后Q690钢结构的承载能力的评估。     

高强Q460钢高温冷却后力学性能研究

为了评估高强Q460钢高温冷却后的力学性能,采用电炉对高强Q460钢进行加热升温,再采用自然冷却或浸水冷却方式冷却,然后进行拉伸试验,获得了高温冷却后高强Q460钢的应力-应变关系曲线、屈服强度、极限强度、弹性模量和极限伸长率.将高温冷却后高强Q460钢和普通Q235钢的屈服强度、极限强度和弹性模量进行对比.结果表明:高温后高强Q460钢力学性能与常温下力学性能相比有所变化,尤其是当温度超过700℃时,变化基本较大;700℃后,不同冷却方式对高强Q460钢极限强度和极限伸长率影响较大,浸水冷却后钢材的极限强度明显高于自然冷却后钢材的极限强度,而浸水冷却后钢材的极限伸长率则明显低于自然冷却后钢材的极限伸长率;高强Q460钢弹性模量和屈服强度受冷却方式的影响较小;高温冷却后高强Q460钢与普通Q235钢屈服强度、极限强度和弹性模量折减系数存在差异.     

高强度Q460钢梁抗火性能研究(Ⅰ)——理论分析

为了得到高强度Q460钢梁高温下的抗火性能,采用有限差分法推导了高温下高强度Q460钢梁的截面温度计算方法并计算了温度分布,提出了钢梁各个组件温度的修正公式。基于常温下钢梁的整体稳定临界弯矩,根据Q460钢材的高温力学性能参数,分析得到了高强度Q460钢梁高温下临界弯矩和整体稳定验算参数;并利用等效刚度法考虑了温度不均匀分布的影响,研究了高强度Q460钢梁在不均匀温度下的极限承载力、临界温度和稳定系数。