宝钢高性能建筑结构钢开发及工程应用_图文

1、更好的钢铁更好的环境更好的生活Better Steel, Better Life.宝钢高性能建筑结构钢开发及工程应用宝山钢铁股份有限公司2013年10月目录前言宝钢近年成功开发的高性能建筑结构钢结束语一、前言节能环保I II III IV 钢结构特点强度高抗震性好重量轻省地节能建筑经济持续健康发展 “5.12”汶川大地震,大量房屋倒塌、损毁,造成重大人员伤亡和财产损失。“建筑钢结构”这个具有优良抗震性能的结构体系再一次引起业界 的广泛关注,并逐渐为项目业主、设计师等各方认同、接受和选用。 纽约世贸中心大厦为何倒塌? 深圳地王大厦国家体育场上海中心深圳平安金融中心武汉绿地中心CCTV 新台址上海

2、世博“一轴四馆”¾近年来典型钢结构建筑 虹桥综合交通枢纽广州新电视塔二、宝钢近年成功开发的高性能建筑结构钢I Q460E-Z35特厚建筑结构钢II耐火耐候钢B400/490RNQIII高强度耐候钢Q420GJCW(BRA520C-Z15IV低屈服强度钢BLY160/225系列Q460E-Z35特厚建筑结构钢 CCTV新台址工程钢材订货技术要求: 造型结构:两座塔楼双向内倾斜6度,在163米以上高度由75米的“L”形悬臂结构连为一体,造型独特、结构新颖、高新技术含量大,在国内外均属“高、难、精、尖”的特大型项目。1、执行GB/T1591-1994标准;2、屈服强度最低为400MPa ;

3、3、抗拉强度在550720MPa ;4、s /b < 0.83;5、Ceq < 0.50;6、厚度性能要求为Z35,钢板最厚130mm ;7、正火状态。实物厚度(mmRm(MPaRel(MPaRP0.2(MPaYR(%延伸率(% 99.4558059959840641841341642242170.169.869.0302728用户技术要求50550720400/0.8317实物Akv(-40(JZ(%弯曲性能3a/180o钢板内质GB/T2970IIIB T181,177,194/18454,52,54/53.355,55,54/54.7Good合格用户技术要求34(平均/24(

4、单个35(平均/25(单个35(平均/25(单个Good合格表1 Q460E-Z35 100mm建筑结构钢板实物性能续实物性能指标 耐火耐候钢B400/490RNQ1.钢结构建筑面临的两大问题钢的腐蚀火灾时钢构件的软化 纽约世贸中心大厦钢板化学成份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”发生以后,各国认识到高层结构用钢在突发事件中必须有良好的抗震、防火等性能,耐火钢、耐火耐候钢竞相开发出来。2.耐火钢-耐火耐候钢的基本要求耐高温性能明显比一般钢要高,保证6

5、00时的屈服强度不低于常温下屈服强度的2/3,并能保持3小时左右。I焊接性能与一般钢相同。III 常温时的性能与焊接结构用钢和建筑结构用钢的性能相符合。II3.国内耐火耐候钢的发展情况宝钢是国内最早开始研制和生产建筑用耐火耐候钢的企业。工程实践证明:宝钢耐火耐候钢各方面性能均满足工程需要。 耐火性能耐大气腐蚀性能低屈强比优良的焊接性能¾性能特点:优点:安全:大大提高建筑的防火等级;确保在600时钢材屈服强度下降不大于规定的室温屈服强度的1/3。环保经济:降低防腐涂装施工成本上海第一个全钢结构高层住宅楼群4.宝钢耐火耐候钢的性能及优点:牌号:B 400/490RNQ :z 耐火性能:高

6、温拉伸试验100200300400500100200300400500600700800B490RNQ与Q345B系列高温拉伸性能曲线图拉伸试验温度,屈服强度,M P a B490RNQ Q345B 9耐火极限:耐火试验过程中,试件发生跨塌、轴向变形大于H/100,或轴向变形速 率大于3H/1000(mm/min,则表明试件失去稳定性,达到耐火极限。9B490RNQ实测结果:耐火试验进行240min,柱未跨塌;其最大轴向变形为12mm,最大轴向变形速率1.0 mm/min,未失去稳定性,耐火极限大于4.0h 。耐火性能试验z耐大气腐蚀性能宝钢是目前国内最大的耐候钢供应商,耐候钢的研究和生产处于

7、国内领先地位。宝钢B400/490RNQ钢的耐候性是目前耐候钢中的最高等级。96h、480h盐雾试验96h盐雾试验1.6001.8002.0002.2002.4002.600B490RNQQ345B钢种腐蚀失重速率,g /(m 2*h 96h盐雾试验0.020.040.060.080.0100.0B490RNQQ345B钢种相对腐蚀速率,%480h盐雾试验0.0000.5001.0001.5002.0002.5003.000B490RNQQ345B钢种腐蚀失重速率,g /(m 2*h 480h盐雾试验0.020.040.060.080.0100.0B490RNQQ345B钢种相对腐蚀速率,%4

8、80h晴雨试验0.0000.0500.1000.150B490RNQQ345B钢种腐蚀失重速率,g /(m 2*h 480h晴雨试验0.020.040.060.080.0100.0B490RNQQ345B钢种相对腐蚀速率,%480h加速老化试验480h湿热试验0.0000.0500.1000.150B490RNQQ345B钢种腐蚀失重速率,g /(m 2*h 480h湿热试验0.020.040.060.080.0100.0B490RNQQ345B钢种相对腐蚀速率,%240h湿热试验020406080100B490RNQQ345B钢种相对腐蚀速率,%240h、480h湿热试验z低屈强比钢材抗震性

9、能重要指标n = 43ave = 0.81min = 0.64max = 0.83stdev = 0.032002年中福城工程1500吨钢屈强比生产检验统计结果z优良的焊接性能裂纹敏感试验同种钢焊接接头的力学性能异种钢焊接接头的力学性能角接接头的折弯性能 z 优良的焊接性能具有良好的可焊性,不需预热便可施工。焊接性能相当于甚至优于同级别普通建筑钢。适用于各种接头形式,无论是手弧焊、气保焊、高频焊、还是埋弧焊,均可获得满意的接头力学性能。可与Q235B 和Q345B 等进行异种钢焊接,也可获得满意的接头力学性能。大量焊接试验证明:¾耐火耐候钢和普通钢综合成本的对比耐火时限耐火涂料厚度m

10、m耐火涂料费用(元/m2钢表面普通钢(TN-LG耐候耐火钢(TN-LG普通钢(TN-LG耐候耐火钢(TN-LG1h15不用25.202h255428.4 3h35758.811.76 TN-LG为厚涂型涂料,耐火时间随涂层厚度增加而增加,密度400Kg/m3,价格为210元/50Kg。对于高层、超高层钢结构建筑,10-16平方米建筑面积对应使用约一吨钢,平均每吨钢折算其表面积约为38m2(双面。以2小时耐火时限比较:I.1吨普通钢的防火成本为:42×38=1596元1吨耐火耐候钢的防火成本为:8.4×38=319.2元=> 1吨耐火耐候钢比普通钢的防火涂料成本低127

11、7元II. 1吨耐火耐候钢比普通钢的钢材价格高600元左右低677元/吨耐火耐候钢较普通钢 北京财富大厦 (采用宝钢B490RNQ 约7000吨上海首座全钢结构高层住宅楼群-中福城(采用宝钢 B490RNQ 约5300吨建造中的中国南极长城站(采用宝钢B490RNQ 约80余吨¾典型工程应用高强度耐候钢Q420GJCW(BRA520C-Z159开发背景:广州地处亚热带沿海,属海洋性亚热带季风气候,全年平均气温在2022,平均相对湿度77%。天线钢桅杆高达160米,位于450米主塔之上,特殊的高度加剧了钢的腐蚀。高空防腐涂装施工及维护难度极大。牌号厚度mmReH/Rp0.2MPaRmM

12、PaA%YR%冲击试验温度冲击单值J冲击均值JQ420GJCW 标准35420-550520-68020833347实绩430-474/448530-572/54421-34/2581-83/82261-350/309282-336/309标准>35-50410-540520-68020833347实绩418-491/442539-632/59221-26/2371-78/75135-318/228170-288/228标准>50400-530520-68020833347实绩425-479/449538-609/58221-32/2573-79/77125-286/212148-

13、277/212¾Q420GJCW钢板实物性能数据¾性能特点:高强度、高韧性、高塑性优异的耐大气腐蚀性能良好的焊接性能 国内外首创,具有创新性 焊接性优良,具有实用性 性能达到国际先进水平对今后我国相关标准的建立和修订具有重要指导意义专家鉴 定: 低屈服强度钢BLY160/225系列“低屈服强度钢”作为抗震阻尼器的核心材料,因其具有良好的低周疲劳性能,能有效保护建筑安全,得到广泛应用。¾常见抗震阻尼器: 1.宝钢研发情况:性能要求可选择添加微量Nb 、V 、Ti 等其他合金元素<0.006<0.01<0.02<0.50<0.04<

14、0.05成分备注NS P Mn SiC元素 化学成份160Rp/MPa80YR/%2745220-320BLY1600冲击功/JEl/%Rm/MPa9低屈服强度钢的基本要求9宝钢研发进度:着手研制2005年2007年11月工业试制成功9BLY160钢板典型实物性能钢板尺寸:20×3000×17000,mm0Akv/J A50/%YR/%Rm/MPa Rp 0.2/Mpa 编号283 285 28628554.054.054.046.245.846.027727727712812712842L283 284 28528455.555.555.544.844.644.72882

15、8528712912712842T板宽1/2276 284 27928052.551.552.044.643.944.328028028012512312444L 267 273 27627255.055.055.046.145.045.528028028012912612844T板宽1/4279 282 13723354.554.554.543.543.543.527827827812112112140L27327728027755.055.055.045.043.544.227827827812512112340T边部钢板号7B09184100274580220-320160目标¾

16、;BLY160钢板拉伸、冲击韧性性能(沿板宽方向5010015020025030040T40L44T44L42T42L强度/M P a303540455055606570%RmA50ReRe/Rm10012515017520022525027530040T40L44T44L42T42LA K v /J 拉伸性能冲击性能-30000-20000-10000100002000030000-0.7-0.5-0.3-0.10.10.30.50.7mm N1Cycle 2cycle5cycle 10cycle¾BLY160钢板低周疲劳性能-30000-20000-100001000020000

17、-0.7-0.5-0.3-0.10.10.30.50.7位移,mmN10cycle 100Cycle 200cycle 300cycle 400cycle¾优异的焊接性能宝钢研制的BLY160系列低屈服点钢板具有良好的焊接性,且焊接接头性能良好2.标准化 92008年5月,建筑抗震用低屈服强度钢板供货技术条件纳入宝钢企业标准。¾应用实绩:世博中心意义:首次实现国产化,替代进口同类产品,具有重要的示范性和创新性,填补了国内 空白。世博中心用低屈服点钢抗震阻尼器安装实景 抗震阻尼器 ¾应用实绩:甘肃国际会展中心¾应用实绩: 东方体育中心¾应用实绩:虹桥交通枢纽三、结束语宝钢拥有一支由数百位首席专家、博士领衔的科研队伍,致力于钢铁产品研发、前沿冶金工艺等领域,引领着行业的最高水平,并致力于成为全球工程用钢解决和服务专家,愿携手建筑界专业人士完成一个又一个建筑精品和奇迹。发挥优势、合作共享、共同成长9工程用钢研发体系机理研究应用技术研究技术进步科研院所业主设计、施工宝钢¾关注用户钢材选型技