寶鋼高性能建筑結(jié)構(gòu)鋼開(kāi)發(fā)及工程應(yīng)用_圖文

1、更好的鋼鐵更好的環(huán)境更好的生活Better Steel, Better Life.寶鋼高性能建筑結(jié)構(gòu)鋼開(kāi)發(fā)及工程應(yīng)用寶山鋼鐵股份有限公司2013年10月目錄前言寶鋼近年成功開(kāi)發(fā)的高性能建筑結(jié)構(gòu)鋼結(jié)束語(yǔ)一、前言節(jié)能環(huán)保I II III IV 鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)強(qiáng)度高抗震性好重量輕省地節(jié)能建筑經(jīng)濟(jì)持續(xù)健康發(fā)展 “5.12”汶川大地震,大量房屋倒塌、損毀,造成重大人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。“建筑鋼結(jié)構(gòu)”這個(gè)具有優(yōu)良抗震性能的結(jié)構(gòu)體系再一次引起業(yè)界 的廣泛關(guān)注,并逐漸為項(xiàng)目業(yè)主、設(shè)計(jì)師等各方認(rèn)同、接受和選用。 紐約世貿(mào)中心大廈為何倒塌? 深圳地王大廈國(guó)家體育場(chǎng)上海中心深圳平安金融中心武漢綠地中心CCTV 新臺(tái)址上海

2、世博“一軸四館”¾近年來(lái)典型鋼結(jié)構(gòu)建筑 虹橋綜合交通樞紐廣州新電視塔二、寶鋼近年成功開(kāi)發(fā)的高性能建筑結(jié)構(gòu)鋼I Q460E-Z35特厚建筑結(jié)構(gòu)鋼II耐火耐候鋼B400/490RNQIII高強(qiáng)度耐候鋼Q420GJCW(BRA520C-Z15IV低屈服強(qiáng)度鋼BLY160/225系列Q460E-Z35特厚建筑結(jié)構(gòu)鋼 CCTV新臺(tái)址工程鋼材訂貨技術(shù)要求: 造型結(jié)構(gòu):兩座塔樓雙向內(nèi)傾斜6度,在163米以上高度由75米的“L”形懸臂結(jié)構(gòu)連為一體,造型獨(dú)特、結(jié)構(gòu)新穎、高新技術(shù)含量大,在國(guó)內(nèi)外均屬“高、難、精、尖”的特大型項(xiàng)目。1、執(zhí)行GB/T1591-1994標(biāo)準(zhǔn);2、屈服強(qiáng)度最低為400MPa ;

3、3、抗拉強(qiáng)度在550720MPa ;4、s /b < 0.83;5、Ceq < 0.50;6、厚度性能要求為Z35,鋼板最厚130mm ;7、正火狀態(tài)。實(shí)物厚度(mmRm(MPaRel(MPaRP0.2(MPaYR(%延伸率(% 99.4558059959840641841341642242170.169.869.0302728用戶(hù)技術(shù)要求50550720400/0.8317實(shí)物Akv(-40(JZ(%彎曲性能3a/180o鋼板內(nèi)質(zhì)GB/T2970IIIB T181,177,194/18454,52,54/53.355,55,54/54.7Good合格用戶(hù)技術(shù)要求34(平均/24(

4、單個(gè)35(平均/25(單個(gè)35(平均/25(單個(gè)Good合格表1 Q460E-Z35 100mm建筑結(jié)構(gòu)鋼板實(shí)物性能續(xù)實(shí)物性能指標(biāo) 耐火耐候鋼B400/490RNQ1.鋼結(jié)構(gòu)建筑面臨的兩大問(wèn)題鋼的腐蝕火災(zāi)時(shí)鋼構(gòu)件的軟化 紐約世貿(mào)中心大廈鋼板化學(xué)成份0.0380.0550.0110.0171.320.280.240.0400.0540.0100.0151.240.270.22Al V S P Mn Si C“9.11恐怖事件”發(fā)生以后,各國(guó)認(rèn)識(shí)到高層結(jié)構(gòu)用鋼在突發(fā)事件中必須有良好的抗震、防火等性能,耐火鋼、耐火耐候鋼競(jìng)相開(kāi)發(fā)出來(lái)。2.耐火鋼-耐火耐候鋼的基本要求耐高溫性能明顯比一般鋼要高,保證6

5、00時(shí)的屈服強(qiáng)度不低于常溫下屈服強(qiáng)度的2/3,并能保持3小時(shí)左右。I焊接性能與一般鋼相同。III 常溫時(shí)的性能與焊接結(jié)構(gòu)用鋼和建筑結(jié)構(gòu)用鋼的性能相符合。II3.國(guó)內(nèi)耐火耐候鋼的發(fā)展情況寶鋼是國(guó)內(nèi)最早開(kāi)始研制和生產(chǎn)建筑用耐火耐候鋼的企業(yè)。工程實(shí)踐證明:寶鋼耐火耐候鋼各方面性能均滿(mǎn)足工程需要。 耐火性能耐大氣腐蝕性能低屈強(qiáng)比優(yōu)良的焊接性能¾性能特點(diǎn):優(yōu)點(diǎn):安全:大大提高建筑的防火等級(jí);確保在600時(shí)鋼材屈服強(qiáng)度下降不大于規(guī)定的室溫屈服強(qiáng)度的1/3。環(huán)保經(jīng)濟(jì):降低防腐涂裝施工成本上海第一個(gè)全鋼結(jié)構(gòu)高層住宅樓群4.寶鋼耐火耐候鋼的性能及優(yōu)點(diǎn):牌號(hào):B 400/490RNQ :z 耐火性能:高

6、溫拉伸試驗(yàn)100200300400500100200300400500600700800B490RNQ與Q345B系列高溫拉伸性能曲線圖拉伸試驗(yàn)溫度,屈服強(qiáng)度,M P a B490RNQ Q345B 9耐火極限:耐火試驗(yàn)過(guò)程中,試件發(fā)生跨塌、軸向變形大于H/100,或軸向變形速 率大于3H/1000(mm/min,則表明試件失去穩(wěn)定性,達(dá)到耐火極限。9B490RNQ實(shí)測(cè)結(jié)果:耐火試驗(yàn)進(jìn)行240min,柱未跨塌;其最大軸向變形為12mm,最大軸向變形速率1.0 mm/min,未失去穩(wěn)定性,耐火極限大于4.0h 。耐火性能試驗(yàn)z耐大氣腐蝕性能寶鋼是目前國(guó)內(nèi)最大的耐候鋼供應(yīng)商,耐候鋼的研究和生產(chǎn)處于

7、國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位。寶鋼B400/490RNQ鋼的耐候性是目前耐候鋼中的最高等級(jí)。96h、480h鹽霧試驗(yàn)96h鹽霧試驗(yàn)1.6001.8002.0002.2002.4002.600B490RNQQ345B鋼種腐蝕失重速率,g /(m 2*h 96h鹽霧試驗(yàn)0.020.040.060.080.0100.0B490RNQQ345B鋼種相對(duì)腐蝕速率,%480h鹽霧試驗(yàn)0.0000.5001.0001.5002.0002.5003.000B490RNQQ345B鋼種腐蝕失重速率,g /(m 2*h 480h鹽霧試驗(yàn)0.020.040.060.080.0100.0B490RNQQ345B鋼種相對(duì)腐蝕速率,%4

8、80h晴雨試驗(yàn)0.0000.0500.1000.150B490RNQQ345B鋼種腐蝕失重速率,g /(m 2*h 480h晴雨試驗(yàn)0.020.040.060.080.0100.0B490RNQQ345B鋼種相對(duì)腐蝕速率,%480h加速老化試驗(yàn)480h濕熱試驗(yàn)0.0000.0500.1000.150B490RNQQ345B鋼種腐蝕失重速率,g /(m 2*h 480h濕熱試驗(yàn)0.020.040.060.080.0100.0B490RNQQ345B鋼種相對(duì)腐蝕速率,%240h濕熱試驗(yàn)020406080100B490RNQQ345B鋼種相對(duì)腐蝕速率,%240h、480h濕熱試驗(yàn)z低屈強(qiáng)比鋼材抗震性

9、能重要指標(biāo)n = 43ave = 0.81min = 0.64max = 0.83stdev = 0.032002年中福城工程1500噸鋼屈強(qiáng)比生產(chǎn)檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果z優(yōu)良的焊接性能裂紋敏感試驗(yàn)同種鋼焊接接頭的力學(xué)性能異種鋼焊接接頭的力學(xué)性能角接接頭的折彎性能 z 優(yōu)良的焊接性能具有良好的可焊性,不需預(yù)熱便可施工。焊接性能相當(dāng)于甚至優(yōu)于同級(jí)別普通建筑鋼。適用于各種接頭形式,無(wú)論是手弧焊、氣保焊、高頻焊、還是埋弧焊,均可獲得滿(mǎn)意的接頭力學(xué)性能。可與Q235B 和Q345B 等進(jìn)行異種鋼焊接,也可獲得滿(mǎn)意的接頭力學(xué)性能。大量焊接試驗(yàn)證明:¾耐火耐候鋼和普通鋼綜合成本的對(duì)比耐火時(shí)限耐火涂料厚度m

10、m耐火涂料費(fèi)用(元/m2鋼表面普通鋼(TN-LG耐候耐火鋼(TN-LG普通鋼(TN-LG耐候耐火鋼(TN-LG1h15不用25.202h255428.4 3h35758.811.76 TN-LG為厚涂型涂料,耐火時(shí)間隨涂層厚度增加而增加,密度400Kg/m3,價(jià)格為210元/50Kg。對(duì)于高層、超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑,10-16平方米建筑面積對(duì)應(yīng)使用約一噸鋼,平均每噸鋼折算其表面積約為38m2(雙面。以2小時(shí)耐火時(shí)限比較:I.1噸普通鋼的防火成本為:42×38=1596元1噸耐火耐候鋼的防火成本為:8.4×38=319.2元=> 1噸耐火耐候鋼比普通鋼的防火涂料成本低127

11、7元II. 1噸耐火耐候鋼比普通鋼的鋼材價(jià)格高600元左右低677元/噸耐火耐候鋼較普通鋼 北京財(cái)富大廈 (采用寶鋼B490RNQ 約7000噸上海首座全鋼結(jié)構(gòu)高層住宅樓群-中福城(采用寶鋼 B490RNQ 約5300噸建造中的中國(guó)南極長(zhǎng)城站(采用寶鋼B490RNQ 約80余噸¾典型工程應(yīng)用高強(qiáng)度耐候鋼Q420GJCW(BRA520C-Z159開(kāi)發(fā)背景:廣州地處亞熱帶沿海,屬海洋性亞熱帶季風(fēng)氣候,全年平均氣溫在2022,平均相對(duì)濕度77%。天線鋼桅桿高達(dá)160米,位于450米主塔之上,特殊的高度加劇了鋼的腐蝕。高空防腐涂裝施工及維護(hù)難度極大。牌號(hào)厚度mmReH/Rp0.2MPaRmM

12、PaA%YR%沖擊試驗(yàn)溫度沖擊單值J沖擊均值JQ420GJCW 標(biāo)準(zhǔn)35420-550520-68020833347實(shí)績(jī)430-474/448530-572/54421-34/2581-83/82261-350/309282-336/309標(biāo)準(zhǔn)>35-50410-540520-68020833347實(shí)績(jī)418-491/442539-632/59221-26/2371-78/75135-318/228170-288/228標(biāo)準(zhǔn)>50400-530520-68020833347實(shí)績(jī)425-479/449538-609/58221-32/2573-79/77125-286/212148-

13、277/212¾Q420GJCW鋼板實(shí)物性能數(shù)據(jù)¾性能特點(diǎn):高強(qiáng)度、高韌性、高塑性?xún)?yōu)異的耐大氣腐蝕性能良好的焊接性能 國(guó)內(nèi)外首創(chuàng),具有創(chuàng)新性 焊接性?xún)?yōu)良,具有實(shí)用性 性能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平對(duì)今后我國(guó)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的建立和修訂具有重要指導(dǎo)意義專(zhuān)家鑒 定: 低屈服強(qiáng)度鋼BLY160/225系列“低屈服強(qiáng)度鋼”作為抗震阻尼器的核心材料,因其具有良好的低周疲勞性能,能有效保護(hù)建筑安全,得到廣泛應(yīng)用。¾常見(jiàn)抗震阻尼器: 1.寶鋼研發(fā)情況:性能要求可選擇添加微量Nb 、V 、Ti 等其他合金元素<0.006<0.01<0.02<0.50<0.04<

14、0.05成分備注NS P Mn SiC元素 化學(xué)成份160Rp/MPa80YR/%2745220-320BLY1600沖擊功/JEl/%Rm/MPa9低屈服強(qiáng)度鋼的基本要求9寶鋼研發(fā)進(jìn)度:著手研制2005年2007年11月工業(yè)試制成功9BLY160鋼板典型實(shí)物性能鋼板尺寸:20×3000×17000,mm0Akv/J A50/%YR/%Rm/MPa Rp 0.2/Mpa 編號(hào)283 285 28628554.054.054.046.245.846.027727727712812712842L283 284 28528455.555.555.544.844.644.72882

15、8528712912712842T板寬1/2276 284 27928052.551.552.044.643.944.328028028012512312444L 267 273 27627255.055.055.046.145.045.528028028012912612844T板寬1/4279 282 13723354.554.554.543.543.543.527827827812112112140L27327728027755.055.055.045.043.544.227827827812512112340T邊部鋼板號(hào)7B09184100274580220-320160目標(biāo)¾

16、;BLY160鋼板拉伸、沖擊韌性性能(沿板寬方向5010015020025030040T40L44T44L42T42L強(qiáng)度/M P a303540455055606570%RmA50ReRe/Rm10012515017520022525027530040T40L44T44L42T42LA K v /J 拉伸性能沖擊性能-30000-20000-10000100002000030000-0.7-0.5-0.3-0.10.10.30.50.7mm N1Cycle 2cycle5cycle 10cycle¾BLY160鋼板低周疲勞性能-30000-20000-100001000020000

17、-0.7-0.5-0.3-0.10.10.30.50.7位移,mmN10cycle 100Cycle 200cycle 300cycle 400cycle¾優(yōu)異的焊接性能寶鋼研制的BLY160系列低屈服點(diǎn)鋼板具有良好的焊接性,且焊接接頭性能良好2.標(biāo)準(zhǔn)化 92008年5月,建筑抗震用低屈服強(qiáng)度鋼板供貨技術(shù)條件納入寶鋼企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。¾應(yīng)用實(shí)績(jī):世博中心意義:首次實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化,替代進(jìn)口同類(lèi)產(chǎn)品,具有重要的示范性和創(chuàng)新性,填補(bǔ)了國(guó)內(nèi) 空白。世博中心用低屈服點(diǎn)鋼抗震阻尼器安裝實(shí)景 抗震阻尼器 ¾應(yīng)用實(shí)績(jī):甘肅國(guó)際會(huì)展中心¾應(yīng)用實(shí)績(jī): 東方體育中心¾應(yīng)用實(shí)績(jī):虹橋交通樞紐三、結(jié)束語(yǔ)寶鋼擁有一支由數(shù)百位首席專(zhuān)家、博士領(lǐng)銜的科研隊(duì)伍,致力于鋼鐵產(chǎn)品研發(fā)、前沿冶金工藝等領(lǐng)域,引領(lǐng)著行業(yè)的最高水平,并致力于成為全球工程用鋼解決和服務(wù)專(zhuān)家,愿攜手建筑界專(zhuān)業(yè)人士完成一個(gè)又一個(gè)建筑精品和奇跡。發(fā)揮優(yōu)勢(shì)、合作共享、共同成長(zhǎng)9工程用鋼研發(fā)體系機(jī)理研究應(yīng)用技術(shù)研究技術(shù)進(jìn)步科研院所業(yè)主設(shè)計(jì)、施工寶鋼¾關(guān)注用戶(hù)鋼材選型技