高层钢结构的钢材选用需要考虑钢材材质符合“高钢规程”和“钢骨规程”规定的力学性能和化学成分外,还需要考虑下列情况:
一、高强度钢材的应用
现行的“高钢规程”推荐采用碳素结构钢Q235和低合金钢Q345。Q345钢与日本应用的SM490钢和美国的ASTMA579/50级钢的屈服强度值基本相同。高层钢结构的钢柱和竖向支撑用钢量比较大,但这些构件受长细比影响,采用更高强度的钢材,经济效益不明显。高层钢结构的侧向刚度较小,但由于各种钢号的钢材弹性模量相等,如采用更高强度的钢材,有些构件的截面尺寸要减小,使结构的侧向刚度也相应减小,而且钢材的延性也会降低。美国加州规范规定屈服强度超过50ksi(350N/mm)的钢材,要经过充分研究证明其性能符合要求后才能采用。所以,高强度钢材在抗震高层钢结构中的应用需要持慎重态度。
二、对低温环境和外露结构要选用适宜的钢材
对于冬季计算温度低于0度,需要考虑适应负温的钢材等级,对外露结构构件可以选用耐候钢。
三、对钢梁可以优先采用热轧H型钢
目前国内已生产较多规格的热轧H型钢。在地震区的高层钢结构,柱子一般采用箱型截面柱,但钢梁一般采用H型截面和热轧H型钢,其质量也优于焊接H型钢,价格略低一些。因此,对占用钢量比例较大的钢梁可以优先采用热轧H型钢。
四、慎用特厚钢极
对于大于100毫米的特厚钢板,由于国内还没有钢材材质标准,厂家也没有生产,即使采用进口钢板,也仍需要采用严格的焊接工艺措施。所以,需要慎用这类特厚钢板,也可采用调整柱距、结构布置或改变结构体系等方法,以使采用小于100毫米的钢板。
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