基于断裂韧性的钢厚板防脆断性能研究(I)——分级评定方法

低温和厚度增大是钢材断裂韧性变差的重要因素,随着我国钢结构厚板的广泛应用和低温寒冷地区建筑业的快速发展,钢结构脆性破坏问题会越来越突出.现行规范中指导钢材选材的冲击功指标无法对断裂破坏做出准确的评定,因此引入基于断裂力学缺陷评估方法的断裂韧性指标非常必要.本文在钢结构厚板低温断裂韧性试验结果的基础上提出了一种钢结构厚板...     

基于冲击韧性的钢结构厚板防止脆性断裂的选材方法

建筑钢结构在我国正逐步兴起,结构向高层、超高层或大跨度方向发展的同时带来了钢材的厚板化。我国存在着大范围的寒冷地区,环境低温和钢板厚度增大导致钢材的韧性变差,从而使钢结构厚板工程的应用面临着较为严峻的低温冷脆问题。而现行钢结构设计规范尚缺乏防止厚板脆性断裂的选材规定。在厚板低温冲击韧性试验结果的基础上,从低温条件、钢板厚度及韧脆转变温度三方面对选材方法进行探讨,为钢结构厚板工程的防脆断设计提供选材建议。     

钢结构厚板层状撕裂及其防止措施的研究现状

层状撕裂是钢结构厚板中的一种脆性断裂形式,通常发生在十字形接头、T形接头和角接接头中。本文结合正在进行的《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)的修订工作,对钢结构厚板的层状撕裂问题进行专门的研究综述。从钢材材质、接头应力状态及焊接工艺等三方面分析了层状撕裂的产生机理及其影响因素;并从钢材选材、结构接头设计、加工及焊接工艺措施等方面提出了防止钢结构厚板层状撕裂的技术措施。最后,简要介绍了国内外关于钢结构厚板层状撕裂的相关研究进展。本文对厚板钢材的选材及防止钢结构厚板的层状撕裂具有一定的指导意义。     

厚板钢材在钢结构工程中的应用及其材性选用

近年来厚板钢材在钢结构工程中的应用日益广泛 ,为此 ,详细地介绍了 2 0世纪 5 0年代至今不同时期的厚板应用、设计与材料标准及材料性能特点等 ,同时对当前工程中选用厚板材性的难点与问题进行了评述 ,并提出了合理选材的建议 ,可供设计参考。     

960MPa高强度钢材及其焊缝低温冲击韧性试验研究

对14 mm厚的960 MPa高强度钢材及其对接焊缝进行了低温冲击韧性试验研究,得到了母材、焊缝区和热影响区(HAZ)的夏比冲击功Akv随温度的变化关系及韧脆转变温度,将该结果与460 MPa钢材及345 MPa钢厚板进行比较分析,最后通过扫描电镜对其断裂微观机理进行了分析.结果表明:Akv随温度降低而下降,韧脆转变特征明显;960 MPa高强度钢材的Akv总体上大于460 MPa钢材;与345 MPa钢厚板相比,常温下高强度钢材的Akv较小,但随温度降低,普通强度钢厚板的Akv下降幅度更大;钢材强度过高使其吸收的弹性功较高,低温下厚度对其冲击韧性的影响较强度更明显,母材的低温Akv小于焊缝区,但焊缝区更容易发生韧脆转变,体现了960 MPa高强度焊接钢材较大的缺陷敏感性.试验为960 MPa高强度钢材及其焊接钢材在低温地区的推广应用提供了参考数据,同时也为研究冲击韧性和断裂韧性2个指标之间的关系提供了依据.     

重型钢结构厚板焊接预防Z向层状撕裂的节点设计

建筑钢结构的迅速发展,使得钢结构厚板的应用越来越广泛。随着钢板厚度及焊缝尺寸的增加,承受的荷载更加复杂,拘束作用更加突出。由于局部地区频繁出现低温,钢结构厚板发生Z向层状撕裂的可能性也越来越大,因此对厚板的焊接性能进行研究,减少层状撕裂的发生尤为重要。从层状撕裂产生的机理入手,通过对层状撕裂的影响因素进行探讨,从焊接工艺、焊接坡口形式、焊接材料的方面重点分析预防层状撕裂的措施。     

钢结构的低温疲劳性能研究进展综述

为明确建筑和桥梁钢结构低温疲劳性能可以进一步研究的内容和方向,从而提出其低温环境下的抗疲劳设计方法建议,从钢材力学性能与断裂韧性、基于材料与构造细节层面的应力疲劳寿命与疲劳裂纹扩展性能等方面,全面综述了国内外学者在钢结构低温疲劳性能方面取得的研究成果。结果表明,低温对钢结构疲劳性能的影响与钢材种类和其所在结构细节等因素有关;钢材疲劳韧-脆转变温度的存在,对钢材疲劳裂纹扩展行为会产生转折性的影响;对低温下建筑和桥梁钢结构的疲劳性能还要从材料、构造细节和构件3个层面,基于S-N曲线和断裂力学的方法,进行系统的理论与试验研究。     

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     

考虑低温冷脆钢结构构件的实用简化设计方法

在低温下,结构钢材往往在远未达到屈服应力的情况下发生脆性断裂。通过对结构钢构件裂纹尖端张开位移（CTOD）的研究,提出基于CTOD指标的低温下考虑冷脆效应的钢结构构件简化设计方法。该方法属于分级设计方法,以考虑裂纹扩展而提高部分的最大承载能力作为构件的承载力,并研究构件温度和厚度对结构钢材断裂韧性的影响,计算得到各种温度和厚度情况下的强度折减系数,最后给出利用此简化设计方法计算的设计算例。     

低温环境下输电线铁塔的选材方法

为了选择适合寒冷地区的输电线铁塔钢材,降低因低温冷脆破坏带来的杆塔断裂事故。根据低温拉伸和冲击韧性试验结果,结合相关规范要求和低温塑性及韧性指标,给出了低温环境下铁塔钢管和角钢钢材的选材方法。通过工程选材算例,给出了输电线铁塔钢材的选材结果。结果表明:算例钢材的低温塑性和韧性指标均能基本满足要求;建议在寒冷地区优先采用Q420B钢管钢材。     

七星摩根广场写字楼A座钢结构厚板制作技术

通过对北京七星摩根广场写字楼A座钢结构厚板大截面箱形柱的双丝埋弧焊、熔嘴电渣焊、CO2气体保护焊工艺试验和焊接技术的改进以及对悬挑桁架整体预拼装和制作工艺措施的分析,阐述超高层建筑钢结构厚板及特厚板大截面构件在工厂制作的制作工艺和焊接技术要点。     

上海环球金融中心钢结构综合施工技术

上海环球金融中心大楼地上101层,高492m,主体结构为钢骨及钢筋混凝土组合结构.主要介绍了上海环球金融中心的钢结构综合施工技术.围绕钢结构施工的整体布局、塔式起重机选择、堆场设置、安装区域划分、巨型构件安装、钢结构测量校正和钢结构厚板焊接等施工关键问题进行了分析.还概括了带状桁架、巨型斜撑、伸臂桁架和压顶钢结构等超高层特有的结构形式的施工要点.     

超高层建筑钢结构连廊厚板焊接施工技术

上海金虹桥国际中心工程连体结构采用整体提升施工技术,其中钢结构厚板最大达100 mm,对焊接质量要求非常高.以该工程为背景,对钢结构厚板焊接的焊前准备、焊接过程控制、焊接后处理3个环节进行了系统阐述,在实际工程中取得了良好的效果,为整体提升作业提供了有力支撑,对类似工程具有一定的指导意义.     

重型钢结构安装中的厚钢板焊接技术

针对重型钢结构安装中的厚钢板焊接热、冷裂纹产生的原因进行了论证,并相应提出了t8/5冷却时间值、厚板加热、方法、焊接层间温度控制方法和参数.对厚板焊接采用的坡口形式、焊接工艺和防层状撕裂措施等进行了分析说明.     

凯恒中心连廊桁架钢结构施工技术

凯恒中心正立面由两道平面位置重合的钢结构连廊相连,其支撑架和提升架的选择困难.比较空中散装方案和整体提升方案后,选择空中散装方案进行连廊钢结构的提升及安装.给出了施工流程和施工方案,重点介绍了平台搭设、钢结构吊装及焊接、外装饰层的施工方法,最后总结施工经验,强调在与混凝土相连的钢结构施工中要重视方案比选、脚手架设计计算、厚板钢结构焊接及面层装饰.     

钢结构构件断裂韧性指标的选取

影响钢材韧性的因素有工作温度、板件厚度、名义应力大小、缺陷等级等。在介绍我国断裂韧性方面的研究进展的基础上,对我国钢结构设计规范与国外钢结构设计规范在韧性指标选择规定上的差异给予比较,指出我国现行规范对影响韧性因素考虑不足的问题,给出参考建议。     

超高层钢结构建筑厚板焊接工艺及应用

以厦航总部大厦项目为例,展开超高层钢结构建筑厚板焊接的工艺及应用研究,主要涉及钢结构施工过程中钢柱超厚板的焊接形式、质量控制要点、焊后余温监测等问题。研究结果发现,超厚板焊缝要保证焊接质量,需分层多道焊,且药芯焊丝与实心焊丝的焊后余温消除速率要基本一致。     

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。     

应力集中对钢结构厚板脆性破坏的影响分析

伴随超高层和超大跨工程的日益增多,钢结构厚板的使用越来越广泛,厚度的增大导致钢板脆性断裂倾向提高,因此有必要针对厚板的脆性断裂做相关的基础理论研究。本文针对含缺口受拉厚板(60-150mm厚)缺口尖端的塑性应力场进行了有限元和理论分析,特别是对钢厚板的脆性破坏倾向性作了较深入的探讨。结果表明,厚板具有更明显的脆性破坏倾向。     

高层建筑钢结构实用概率极限状态设计

本文提出了高层钢结构的荷载组合系数与抗力分项系数,经计算满足可靠度要求。据此还提出了相应的厚板强度设计值的建议和高层钢结构的实用概率极限状态设计表达式,可作为普通钢结构设计规范GBJ17—88的补充和制订高层钢结构设计规程参考。