新日鐵住金公司開發建筑用超高強度鋼板BT-HT700, H-SA700, BT-HT800, BT-HT880![]() 采用新設計方法的超高層建筑物應用了俗稱為“減震器”的地震能吸收原理,它可抑制建筑物的立柱和橫梁的損壞,即使在發生災害后建筑物也能再使用。為有效發揮這種建筑結構的功能,減震器可以使用延伸率高、屈服點低的鋼材;橫梁可以使用保證屈服強度和屈服比具有塑性變形能的鋼材;而且立柱用鋼材的屈服強度要比橫梁的更高。新日鐵住金公司開發的立柱用BT-HT400和BT-HT500鋼的屈服強度比普通鋼的更高,還開發了通過減小立柱的斷面積,使減震器能更加有效地吸收地震能的高強度鋼,屈服強度下限為700N/mm2和800N/mm2的BT-HT700和BT-HT800的鋼已應用于實際。 新日鐵住金公司采用先進的TMCP技術生產的鋼材可以省略鋼材焊接時的預熱,或通過減少鋼材的PCM可以降低鋼材焊接的預熱溫度,還采用了細化鋼材的晶粒來提高焊接熱影響區晶粒韌性等的技術(HTUFF),由此提高了鋼材的焊接施工性,滿足了焊接部高韌性化的要求,同時也滿足了新的抗震設計要求。可吸收地震能的低屈服強度建筑結構用鋼材BT-LYP100、200,以及以往的低屈服比型鋼BT-HT325、385、440和630,再加上具有高彈性變形區域的高屈服強度鋼材BT-HT400、500、700和800已成為新日鐵住金公司建筑結構用鋼材系列。 日本大林股份有限公司技術研究院工藝所在世界上首次采用25mm厚的BT-HT700鋼板用于制作高強度混凝土填充鋼管(CFT)。BT-HT700具有屈服強度比普通鋼材(SM490A)高2倍以上,PCM比普通的屈服強度為700N/mm2級鋼更低的特征,因此它既可滿足鋼材的薄壁化要求,又可滿足鋼材的焊接施工性要求。而且,提高填充混凝土的強度和優化耐火涂敷等,可以有效減小立柱的直徑,提高抗震性,同時可實現建筑物的大跨度化、通暢的開放空間和良好的防火性。尤其是,使用這些高強度材料后,可以減少鋼材和混凝土的使用量,為減輕環保壓力做出貢獻。 隨著建筑物高層化、大型化的發展,建筑鋼結構部件也向大型化和大厚度方向發展。為了減少用鋼量和降低鋼結構部件的加工量和焊接量,建筑物的主要鋼結構采用了高強度鋼材。1996年日本開發出強度級別超過傳統建筑用鋼的590MPa級高性能建筑結構鋼SA440。隨后又開發出550MPa級建筑結構鋼。這兩種鋼已經確定為超高層建筑物柱體用材料。一般來說,鋼材的強度越高,屈強比(YR)越大,部件的塑性變形能越小。但SA440與建筑結構軋制鋼材SN鋼(JIS G3136)一樣,也是用于塑性設計的高強度鋼。該鋼具有低YR(YR≤80%)和窄屈服點范圍(100MPa)的特點。上世紀90年代后期,開發出基于SA440同樣思路的低YR型(YR≤85%)780MPa級超高強度建筑結構鋼,但這種鋼僅限于建筑物主要結構部件使用。 日本兵庫縣南部地震發生后,建筑物震后繼續使用的問題受到關注,隨著各種吸收地震能裝置的開發,出現了大地震時主要建筑結構損壞很小的設計方法。在這種情況下,日本府省協作項目“新型結構材料新結構建筑物的開發”提出了“7級地震主要結構無損壞”的目標。該項目中開發的鋼材是780MPa級超高強度鋼H-SA700。與此同時,住友金屬(現新日鐵住金)等研究團隊開發出950MPa級超高強度鋼BT-HT880及其專用焊接材料。利用這些超高強度鋼的彈性,將這些鋼材用于主要鋼結構,使主要鋼結構在大地震時保持彈性狀態,發揮“抗震結構”或吸收地震能的“減震結構”作用。這些超高強度建筑鋼材是高YR型(YR≤98%)的用于彈性設計的鋼材,與傳統的超高強度鋼有很大不同。 這種新型的超高強度建筑用鋼的應用技術也在開發中。近年來預測到南海海溝大地震和日本首都圈大地震引起了很大的危機感,在這種背景下,對大規模建筑物震后繼續使用的意識進一步增強。為了提高建筑結構的安全性,超高強度建筑鋼的應用不斷增加。 上一篇: 甲基磺酸鍍錫生產流程
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