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我国建设部目前已经在工民建筑中建设一些钢结构试验楼，如2002年在天津建成的两栋建设部钢结构示范住宅，该工程采用钢管混凝土柱钢梁框架-钢骨混凝土核心筒(SRC)结构体系，工程总面积8000m2，主体十一层，一栋柱采用圆管，另一栋柱采用方钢管350×350mm，厚度随楼层变化而变化，其中1～3层为16mm，4～6层为14mm，7～9层为12mm，10～11层为10mm，钢管内灌注C40砼。梁采用焊接工字钢，规格为350×200×10×18mm，楼板为高强螺旋肋钢筋预应力叠合板。由于当时国内没有厂家生产如此大口径的方管，工程中采用方钢管是四块板焊接的BOX柱。
大规格冷弯方矩管市场空间较大，钢结构住宅的合理层数为10～18层，这样的中高层结构也对冷弯方矩管的规格有一定要求。
方钢管较圆钢管有明显优势，原因有三：
其一，同样边长和直径的方、圆管，方管的承载力和抗震性能更佳，根据天津某大学对三层二跨方管和圆管砼柱框架进行的试验，方管柱边长150mm，圆管直径150mm，试验结果前者抗侧力屈服承载力和极限承载力较后者高出80%，抗震性能指标约为后者的两倍;
其二，方管施工更方便。钢结构住宅的圆管砼柱一般还需进一步施工，将圆型截面改为方型;
其三，采用圆管砼柱，与梁的连接较难处理。我国未来的钢结构市场中，冷弯方矩形管将占重要的份额。
标准内容
挤压成形方形钢管“BCP235”、“BCP325”的力学性
能完全与SN材一样，但“BCP325T”为保证方管角部的韧性，化学成分设定了严格的标准(见表1、表2)。具体的P、S上限值更加严格。虽然SN钢没有规定，但为了降低冷加工的时效效果，设定了总氮量的标准。并规定了MAG焊接热影响区韧性指标应满足fHAZ≤0.58%(见表3)。fHAZ表示在焊接线能量40kJ/cm以下、焊道间温度350℃以下的MAG焊接多层多焊道焊接施工中，可以确保HAZ韧性vE0≥70J。
原创表1中示出了“BCP325T”抗拉强度标准值，表2：“BCP325T”夏比冲击特性的标准值表，表3：“BCP325T”化学成分标准值。
将“BCP325T”用于柱材时，由于采用防止脆性断裂焊接NBFW(Non Brittle Fracture Welding)的焊接层压方法，免除了增加设计应力的费用。
1)包括U焊道和T焊道的终层，作为原则，分3个以上焊道施工。
2)U焊道和T焊道的焊接线能量、焊道间温度在下列范围内施工。
U焊道：15-22kJ/cm 250℃以下;
T焊道：15-25kJ/cm 250℃以下;
3)U焊道的焊接部位末端停止在距柱表层平板上面坡口前端为5-12mm。
4)T焊道的焊接部位末端停止在距U焊道焊接末端≤8mm。
NBFW法与传统焊接法相比，终层的形状、层压方法不同，而且终焊道不是末端部。该方法的效果如下。
1)通过设置了U焊道，生成平行于钢材轴向的熔合线(不使HAZ生成方向和主应力方向正交)。
2)采用加强焊缝，增加焊接部附近的断面积，覆盖HAZ的强度降低。
3)通过确保规定的距离，可以防止U焊道附近的脆化，远离沿坡口面的熔合线等。
由于采取了上述措施，可防止来自HAZ区的脆性断裂。
适用NBFW法的“BCP325T”的45度方向反复弯曲试验获得的载荷-变形关系。减震环稳定到大变形，获得充分的塑性变形能力。而且，焊接部位发生的裂纹从焊道线流向柱母材一侧，母材产生缩颈，充分发挥钢材所具有的基本抗震性能。
鑫昶钢铁贸易有限公司
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