高层建筑用钢要求及强度提高系数的应用

1.高层建筑用钢要求

当《高层建筑结构用钢板》（YB4104-2000）中选用Q235GJ(Z)、Q345GJ(Z)时，其强度设计值可高于一般的Q235钢或Q345钢。

在目前尚无相应规范的情况下，当材料完全符合YB4104-2000标准时，Q235GJ(Z)的强度提高系数可取1.04(厚度61~100mm)；Q345GJ(Z)的强度提高系数可取1.05(厚度>16~35mm)、1.10(厚度35~50mm)、1.15(厚度>50~100mm)。

此时，对于50~100mm的厚板，需逐张检验碳当量（Ceq）及焊接裂纹敏感性指数（Pcm），一般前者为交货指标，必要时，可经协议补充后者作为交货条件。

交货状态一般为热轧，有特殊要求时也可按正火控轧（TMCP）状态交货。

2.焊接H型钢、高频焊接H型钢、热轧H型钢的比较

受弯构件的梁可采用H型钢。

在低层和多层结构中，框架梁可选用焊接H型钢、高频焊接H型钢、热轧H型钢中的HN三种截面材料。

在高层结构中，框架梁建议采用热轧H型钢焊接H型、HN型截面。考虑到高频焊接H型钢翼缘与腹板连接焊缝的抗震性能较差，应尽量避免用于框架梁。

所有非框架梁均可考虑采用上述三种截面类型，在保证抗弯强度相同的条件下，选择高而窄的截面是省钢的原则：选用HN截面而不选用HW、HM截面也遵循这一原则。

但这里有一些问题需要注意：

1、热轧HN500型钢的腹板、翼缘厚度过大（相对于宽厚比、高厚比的控制而言），为获得同样的截面弯曲模量，可采用截面较高、较窄的焊接H型钢，此时截面用钢量较HN要低。

2、HN500以上热轧型材采购困难或订货周期长，尤其是Q345钢。

综合考虑以上两个因素，虽然热轧HN型钢的吨价低于焊接H型钢，但500以上热轧HN型钢的综合经济价格并不一定经济，这需要根据现在的材料价格和加工成本来确定。

但有一点是基本可以肯定的，那就是选用截面高度小于500的HN型钢总是比同样截面的焊接H型钢更经济。

热轧H型钢型材HW、HM主要用于柱型材。

3.圆管、方管型材选用原则

1、结构钢管选用除综合考虑结构的重要性、载荷特性、环境条件、钢材厚度等因素外，还应注意成形方法、冷加工硬化等对管材性能的不良影响，必要时还应提出成形工艺的要求（如直接成形、轧制或压弯等）。

2、各类承重结构（特别是在低温环境或动荷载条件下）选用管道时，设计文件应明确规定钢管原板材和成品管的性能、技术要求以及所依据的产品标准。订货合同应对此有明确规定，并作为钢材现场验收的依据。应避免用原板材代替管道材料进行验收的做法。

3、对于有关设计规范（规范）中关于钢管材料选择的规定，应注意了解相关条文中关于适用条件、范围及注意事项的说明，那些明显滞后或与钢材标准相矛盾的规定，不应作为材料选择的依据。

4、承重结构选用圆形钢管时应注意以下几点：

（a）一般应优先选用直缝焊圆钢管。管材的技术要求和力学性能可按《冷弯型钢》（GB/T6725-2008）和《直缝电焊钢管》GB/T13793-2008的规定作为基本交货条件。必要时可提出附加性能保证，如屈服强度比、冲击功等。

（b）选择冷弯直缝焊管规格时，壁厚不宜过厚，最小径厚比（D/t）不宜小于15（Q235）、20（Q345）或25（Q390、Q420）。

对于承受动载荷的部件和要求延展性较高的部件，应尽可能采用大径厚比的钢管，伸长率不小于20%，屈服强度比不大于0.85。对于需要进行疲劳计算的部件，应采用压弯钢管：

（c）钢结构工程不宜采用流体输送螺旋焊管。

（d）按现行规范设计的相贯线直接焊钢管结构，钢管的屈服强度不宜大于345MPa，屈强比不宜大于0.8，壁厚不宜大于25mm。

（e）有比较依据时，可采用热轧无缝钢管。厚壁管的设计强度值应降低。必要时，可协商以较小的壁厚负公差交货。同时，不应采用扩径无缝钢管。

5、承重结构采用矩形钢管时，应注意以下几点：

（a）选用冷弯矩形钢管应符合《建筑结构用冷弯矩形钢管》（JG/T178-2005）规定的质量技术要求，并应采用直接方坯的I级产品钢管。

（b）当需要更高性能要求时，可以选择按照欧洲标准《非合金和细晶粒结构钢最终热成型管》（EN10210-2006）供应的最终热成型矩形钢管。

（c）直接承受动载荷或在低温环境下使用时，应经特殊合理后才可使用冷弯矩形钢管。