高强度钢材应用技术综述.doc

高强钢材应用技术综述 王俊霖 (广州大学，广州510006) 摘要：高强度钢材结构在结构受力性能、建筑使用功能以及社会经济效益等方面具有显著优势。该文全面综述了国内外学者对高强度钢材钢结构在材料和构件层面受力性能方面取得的研究成果，包括材料的静力拉伸力学性能和韧性、断裂以及疲劳性能，构件的受压稳定和抗震性能等内容，为此类新型钢结构进一步的研究工作及设计方法制定提供参考，同时促进其在我国钢结构工程的应用。 关键词：钢结构；高强度钢材；受力性能 Overview of application of high strength steel Wang Junlin (Guangzhou University,Guangzhou 510006,China) Abstract : High strength steel has their advantages in structural，architectural and economic benefits. Recent researches on mechanical performance of high strength steel structures in the level of both materials and members were comprehensively reviewed, including the static tension mechanical property, toughness, fracture and fatigue performance of high strength structural steel, the compression buckling and seismic behavior of high strength steel members. This literature review may provide avaluable information for both further relevant investigations and a proposal for design methods, and also promotethe engineering application of high strength steel structures in China. Keywords : steel structure；high strength steel；mechanical property 引　　言 近几年，随着钢材加工工艺的提高，高强钢通 常指屈服强度不小于460MPa逐渐被人们重视，越来越多的应用于实际工程中。相比于普通强度钢材，: (1) 可减少钢材用量，因而降低材料费、加工费、运输和安装费； (2) 使用的钢板变薄则焊缝焊接量减少而降低焊接工程量； (3) 结构自重减轻可降低地基处理和基础费用； (4) 韧性延展性好而结构可抗较大变形，提高了抗震及服役安全性等。对承受较大荷载的钢结构工程，选用高性能钢材，可节约资源，降低成本，属于绿色环保建筑材料。 将高强钢材运用到建筑中去，一方面可以进一步提高结构的安全性和可靠性，另一方面可以创造更大的建筑使用空间、实现更加灵活的建筑表现[3]。 1 国内外研究状况 目前关于高强度钢材钢结构的研究，国外刚刚起步，但总体上都局限在对材料性能和构件层面的受力性能的研究。在受压构件方面，Rasmussen主要针对690 MPa等级的高强度焊接箱形、工字形和十字形等截面钢柱进行了整体稳定、局部稳定以及相关稳定的试验研究［］，研究结果表明，高强钢柱的稳定系数有明显提高。在受弯构件方面，有学者对高强钢工字形截面梁的板件局部稳定性进行了分析计算和研究。对于梁柱节点，Giro等人将S690 钢材( 屈服强度标准值为690 MPa) 用于钢框架梁柱节点域［］，并进行了初步研究。在高性能高强度钢材疲劳性能方面，Heinila等人对超高强度钢材冷弯成型管的角部疲劳裂缝扩展进行了研究，得到了疲劳裂纹扩展的类型及发展趋Martinez 等人对4 种结构钢材屈服强度标准值在350～900 MPa构件的疲劳性能进行了试验研究，分析了不同焊后处理方法和钢材强度等参数的影响除此之外，高强钢也广泛应用输电线路铁塔中，因此，也有很多关于高强等边角钢的研究。李正良研究了Q460高强等边角钢受压柱，推荐采用等效长细比的方法来进行设计计算［7］。范金凯对高强等边单角钢轴心受压杆件进行了研究，综合考虑了残余应力和几何缺陷的不利影响，提出了简单实用的稳定系数计算公式［8］。6900MPa时，屈强比一般在0.90~0.95范围内；钢材的延性随强度的提高而降低，但高强度钢材的韧性却因生产工艺的