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钢结构算量，我用GJGT!
于 19:25:31发表
钢结构三维正式+学习版
版本号：1.0.0.2025
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摘要：新《高层民用建筑钢结构技术规程》（JGJ99-2014）系列沙龙之多、高层钢结构选材中国建筑标准设计研究院举办
会议名称：多、高层钢结构选材
会议地点：中国建筑标准设计研究院有限公司
会议时间：日
主持人： 标准院郁银泉工作室主任 王喆
& &&&非常欢迎大家来参加此次沙龙，这是一个系列性沙龙，题目叫做“多高层钢结构选材”，在座几位对钢结构选材都不陌生，日常设计中都需要使用钢结构，但如何选好材、选对材也是非常重要的问题。今天到位的四个专家会跟大家一起讨论。今天到会的嘉宾是：郁银泉、蔡益燕、柴昶、贺明玄。
& & 高钢规历经十年的编制，今年就要与大家见面，这是一个非常重要的时刻，在这个时候举办这场沙龙意义不一样，也可以跟大家透露一下，这次沙龙的题目实际上也是我们郁大师亲自拟定，多高层钢结构选材，在这特定的时期选这样一个特定的题目一定是郁大师有他更多的考虑，接下来有请郁大师介绍多高层钢结构选材的内容。
第二页：郁银泉：材料交货状态与加工制作要求
第三页：柴昶：材料选择与造价控制
第四页：贺明玄：建筑结构用钢及工程实例
第五页：蔡益燕：《钢结构房屋抗震规程》对钢材的要求
新《高钢规》主编，标准院总工程师 郁银泉
& && &很高兴邀请到了钢结构领域的蔡益燕、柴昶、贺明玄三位总，一起讨论多高层钢结构选材的问题，这个规范历经十年马上就要**，现在遇到的一个问题也是一个材料的问题，材料中有1591，有普通的，还有19879建筑结构用钢板，这两者应该说经过系列研究，现在从我们的判断上来讲，两者之间产生了一些问题，原来我们一致认为比较好的基建钢统计下来设计强度反而出现了小问题，我们在柴总的组织下要开协调会，协调会下来还要再经过两个月的统计分析，得出最后设计强度的数据。
& & 接下来我想跟大家澄清材料上的概念，便于大家如何使用我们的材料。钢材的机械性能，很重要的一个材料点叫屈服点，也是我们所说的屈服强度，屈服强度分上下屈服强度，这在基础材料标准中原来不统一，1591提出的是下强度，原来的18879是下屈服强度，可是作为我们国家来讲一直用的是下屈服强度，也叫下屈服点，日本的SN是上屈服点，上屈服点在我理解也比较准确，弹性模量这个点是完全准确的，如果下屈服点到这儿弹性模量肯定有差异。什么叫上屈服强度，在发生屈服而略少于下屈服点，下屈服点是屈服期间不计初始瞬时效应时的最低应力。标准统一下来17879这一次修订到的是下屈服点，因此基本标准已经统一，也便于大家掌握。
& & 上屈服点和下屈服点一般相差十几兆帕，所以我们用下屈服点的屈服强度对我们来讲安全度要用强度来讲安全度更强一些。这条线有应变在0.2%的前提之下画一条跟前面一样的线作为名义屈服点，有的时候结构用的少，不锈钢就这样，没有屈服强度、没有屈服点的材料，我们叫名义屈服点。在钢材来讲标准强度，标准强度对于冶金系统来说比较少说到，一般钢结构中都叫屈服强度，抗拉强度，超过屈服点后，到达某点时应力为最大，此后应力逐渐低至最终断裂，这一最大应力称为抗拉强度。屈强比，用抗拉强度除屈服点便得到屈强比。断后伸长率，断裂总伸长率，最大总伸长率，最大力非比例伸长率，抗震设计时，钢结构材料使用的是A，钢筋使用的是Agt，这是混凝土规范中钢筋要满足的最大力总伸长力不小于9%，钢结构考察的是A断后伸长率，AT是断裂总伸长率，还有非比例伸长率。这几点大家在用的时候不一定都清楚，钢结构材料在修编中的钢结构规范抗震设计用的是A，钢筋使用的是Agt，钢筋要求9%，我们要求的是20%，这一点是有所不同的。这些概念大家要相对明白。
& & 冲击韧性，原来是U形，现在改过来叫V形缺口，试验时通过施加冲击荷载使其产生的弯曲断裂，测定断裂所需的能量，将该能量值称为夏比冲出吸收功。所以在这方面选材的时候，柴总、贺总一会儿都会介绍，不要一看零下二十度工作是不是一定要写C级或者D级，一般的材料转变温度的能量比较高，因为在日本就是零度冲击波，硬度对大家来讲比较陌生，抗拉强度跟硬度有关系，如果没有拉伸机去拉不知道测试出来的强度多少，可以用硬度估算强度是什么程度。断面收缩率，横街面的最大百分比，一般是15、25，这是横向厚度的收缩率，控制整个成长事例所要求的指标。刚才例句七个机械性能指标，另外可能还需要冷观试验，这些一般还是应该满足的。
& & 钢材的类别，碳素结构钢，正确的应该是缺235，这本规范是现行规范GB/T700-2006，从事人员一定要记住这些号和版本。这里边有四种材料，一般用的是二三五，也分ABCD四个等级，并且也有很多脱氧的方式。***钢，比如说A3F，这种钢材找不着，这些方法不用去理解，不用写，他要有相应的化学成份，一般都是钛钢。钢材的拉升冲击试验的结果，材料的分档对材料的选择也很受影响，好在三个标准的分档最终的划分已经差不多，应该是趋于统一，比原来好一些。为什么要这么分，这也是钢铁企业为了自身利益做的分档，原料材料没这么好我们用过美国的，比如说美国A572，人家也就几公分到十公分，说明他们的加工工艺或者说化学成份的构成都不一样，我们应该说生产和技术水准相对低一些，一团面要做很多的东西，做了很多东西薄的跟厚的东西做出来不一样，就像大家都知道，真没看见你奶奶、妈妈、姥姥做面的时候和面的方法，赶面的比例薄压缩比例大，材料的性能更好，但对抗拉强度的影响相对比较小。这里边都有不同的要求，还有冲击波的要求，这是拉升和冲击试验的情况。
& & 低合金高强度结构钢，这是GB/T，他分了很多种交互状态，交互状态不一定能说的这么清楚，柴总、贺总都能说的很清楚，状态跟加工制作时非常有关系，往往人员选材时是忽略的，可能选了交互状态比较高花很多钱而不一定能达到真正的目的，所以这应该是我们最常见的一种交互状态，在这种状态下机械化程度、操作程度更高。钢的排号和化学成分，用的比较多的是340、390、690，这应该也是我们国家审计时的标准，这也是我们国家相应标准的先进性，另一方面也可以说这是我们国家落后，一本标准能涵盖这么高强度的钢，有的时候相关的要求、使用对象的要求都不同，690这么高的屈服强度，实际对我们今后的推广，今后的抗震设计要用到中震翁强性，日本可能提出国家要达到大震强行，所以这个标准是常规抗震的方法跟今后性能的方法把标准统一在一起也是不先进的做法。对指标的要求用一种方法来控制是不可能的，正火、正火轧制和正火加回火状态交货钢材的碳当量，我们的结构规范中要求提出来，如果不要求价钱就被提的很高。还有更高的，相对比较先进的交货状态的方法。这是交货状态中的PCM，略微敏感性信息指数，这是具有焊接性能，一般都是在TMCP回火状态，碳含量小于0.12的时候来评定这一指数，一般是按照碳钢量来作为焊接。钢材的拉伸性能，现在是用34焦。
& & 建筑结构用钢板修订之后是不是高性能建筑结构钢板，暂时还不会，这是现行2005，分类有很多。厚度方向的性能级别，跟硫含量有关系，投机取巧不一定好，但改提指标的要提，至于提多高要看好。虽然性能级别跟硫含量有关系，硫含量小于等于0.015。2005版的力学性能相对来讲是好的。这是断裂搜索类的要求。
& & 05版本跟他标准的主要差异，原来在标准的时候立的是三项，现在只剩下两项，标准规定波动范围，这应该说使我们要达到强度弱梁，能用耐火钢，能耐600度，一般建筑用的比较少。耐火钢的特性，有需要用耐火钢常温下的建筑性能与建筑结构用钢材的规格一致。可焊性，施工性和普通钢材相同。抗震设计等通常的结构设计可以和现有的设计采用同样的方法。
& & 另外用于减震的来当作阻泥器，有非常好的生产变现能力，低周疲劳特性。非结构性钢材，这在建筑商用的多一些，一般分为两种，一种是镀层钢板，在镀层钢板刷成五颜六色，可是5%的铝热度锌铝钢板，镀层中含有55%的吕的热镀钢板。结构用型钢，H型钢，角钢、槽钢，方钢管，冷成型、热成型。圆钢管，电阻焊钢管，螺旋焊接钢管，冷轧型钢管。
& & 结构中有很多的标准，给大家说一说螺旋焊管，里边有轻型型钢和轧热钢板。淬火指加热保持一段时间，然后放入水中或者油中快速冷却，奥氏体来不及分介为铁素体和烛光体既转变为马氏体，使材料塑性低、强度高，不能用于建筑，必须回火处理，这就是调质处理。
& & 流体管与热扩管能否用于结构工程，液体管很多，一般是20号钢，流体管为螺旋馆，主要是受横向力，防渗好，但由于钢管受拉压后，受力方向和轧制方向不一致，更主要是螺旋焊缝与梁，或其主管相贯节点主次连接均是交叉焊接，这个部位往往是脆性断裂及疲劳破坏的薄弱环节，应避免交叉焊接。热扩管误差太大，倒不是不能用，三毫米允许误差25%，1/4没有了，选择三毫米，真正给你的可能只有2.0多，所以遇到任何官一定要富余。直缝钢管已经完全满足结构要求，能用就用直缝焊管，Q345比Q235的价格差小于强度差。235就是20号钢，真正现在供货叫20号钢，345还需要定制，有的时候就会有这样的情况。
& & 我就简单介绍到这儿，大家有什么问题可以讨论，或者几位介绍完一起讨论。谢谢大家！
& & 非常感谢郁大师，2014版各章做了修改，其中包括材料，我想大家也一定会感兴趣，材料这一章都做过哪些调整，这些调整的依据是什么，今天有幸请到材料这一章演讲人柴昶。
《钢结构钢材选用与检验技术规程》主编&&中国钢结构协会专家委员会副主任委员柴昶
& &&&大家好！刚才郁总把基本概念分类做了介绍，在我讲这个题目之前先给大家看一张图表，这张图表是我们国钢产量提升，对钢材料规范的规定，非常的全面。这是大跃进时期1070，赶美超英，1070是超过了英国，当时很多的铁锅、铁门都拿过来炼钢。2000年开始有了一个增长，这期间我们首先是结构上有一个政策，当时是**用钢，有正式文件规定，跨越大于30厘米的无价和大于20厘米的雕饰梁，当时规范对钢材的使用很简单，一个是三毫钢是苏联的牌号，现在就是15的钢，选择很简单，就是屈服点等五个指标，在说明里写着就可以，没有什么技术含量。
& & 随着开放的增长和增加，在2000年我们到了1.2亿吨。07年达到了4亿吨，在这样一个背景条件下可以看到，十四年来钢材和刚结构的技术同步发展，现在我们给大背景进行定义，现代钢结构与高性能钢材的互动发展主导着当前钢结构应用技术的发展，如果没有这些钢材我们的**、央视是不可能建成的。2013年钢材才达到8.2亿，但是现在钢材行业很不好，这一数据已经超过了世界材料的一半。
& & 钢材产量产品质量系统提高，品种有待于完善，现在有近40个钢材品种供使用，都有相应的国标和行业标准，其中有8项是专门建筑钢结构用的品种标准，包括机械钢，现在高层用的很多，冷弯举行钢管及焊接圆钢管、铸钢管、低屈服强度钢板、高频焊H型刚。多种国产高性能钢材得到应用，优质高强度的低合金钢，就是普通15916的标准。焊接耐候结构刚，高性能钢板，Z向性能钢板，低屈服强度钢板，高强度拉杆，优质课焊铸钢，热轧H型钢。建筑水平、设计水平提高的基础上建设成一大批极具特色与技术难度的现代钢结构工程。最新的是贺总参加制造的是上海中心已经封顶632米，目前处于世界第二。天津是117工程就是117层，597米，据说武汉还有一个高度不定，到他为止的高度还要再加高，2008年提前实现了建筑钢结构用钢国产化和建筑钢结构应用技术达到国际先进水平这一双重目标，进入了现代钢结构域高性能钢材互动共同发展的新阶段。工程实现深化合理选材，现在的选材确实对钢设计人员是比较关注比较要了解的问题。
& & 现在有几个共识，钢结构工程的技术经济性能取决于钢材，钢材价格比重占钢结构工程造价50%-60%，结构的承载性能取决于钢材的性能。结构的承载性能强度、黏性、冲击韧性等等都和钢材性能密切相关。积累的经验通过工程的建成使我们也积累了经验，经验最后反映在规范当中。现在准备报批的民用钢材建筑把新问题都可以用到调整当中。大钢规和高钢规，原来钢材的选用在规范上就是一小节的两三条、三四条，另外CECS在08年钢结构钢材选用与检验技术规程，钢结构怎么选用放在这里，这是比较受欢迎的。
& & 把整个的背景和大家介绍了一下，现在钢结构对现代材料有哪些要求，现代钢结构是指原来是工业用钢结构，现在是指航站楼、体育高层楼、公寓等比较复杂标志性有相当技术难度的钢结构工程，洁净度钢材的渣子要少，特别是硫、磷等含量要少，硫要低于0.005%，磷低于0.02%等含量。以前要求疲劳，对疲劳要求比较严格的吊车梁，耐候性，耐腐蚀性指数不小于6.0，耐火性在600度高温作用下，屈服强度降幅小于1/3。
& & 力学性能，一个是高强度，目前用的最高强度达到460，随着设计的要求和概念的变化，可能会直接用的更高效，清华大学正在主编一本高强度钢的设计应用规范，高层钢结构蔡老师原来都有。我们现在还是想提高性能，高延性是屈强比和高伸长率，钢材按照厚度不动是不一样的，在中国、欧洲、日本都还是这样。美国16毫米、100毫米都是如此。我们国家钢材的标准还是要按照厚度，越厚强度就越低，所以就像看电影选台词一样，最好选调整成12三排，需要有这样一个意识。较小的屈服强度幅，屈服强度的波动不能大，在高性能钢当中有规定，像现在的高建钢，还有日本、美国的钢，这个幅度对钢厂来说是比较困难，要保持这个稳定，所以价格也会高一些。有良好的冲击韧性，在杂志过程中性能优化，在标准中规定厚度大概是在60毫米，再厚就比较困难。超低屈服强度并高伸长率，我们国家宝钢生产两种，伸长率达到45-40%。梁柱节点区防脆断性能。
& & 工艺性能与交货状态，准确来说焊接性能和冷弯性能都属于工艺性能，比如说要求较高的伸张率与低含氮量。良好的焊接性能是主要的标准，较低的碳当量或焊接儿童裂纹敏感指数。这在合金钢标准中、高建钢中都有规定，这个问题我们和钢厂做过交流，钢材标准定货要求用户就得提出交货状态，交货状态这么复杂是工艺的问题我怎么可能知道，所以达成默契，交货状态可以不提，只要把性能提出来厂房自己决定什么样的交货状态。但我们要考虑什么工艺状态能够达到这样的要求，碳钢量隐含TFGP，如果用别的办法可以达到，不**，交货状态就牵扯到了费用的问题，要求的是性能指标。正火、回火、热机械控制轧制，这在标准中都有，不同情况下有不同的指标。现在在正火钢、调质钢、TMCP钢都有这样的要求。优质厚壁铸钢件的良好综合性能，上海环球中心，北京的财富3期。
& & 现在有哪些品种，我们把高性能钢材进行分类，综合性能优异的钢材比如说高性能钢、优质低合金高强度钢、TMCP钢、GJ钢板。专用性能优异的钢材，耐候钢、耐火钢、Z向钢板、低屈服强度钢板、低焊接裂纹敏感性高强度钢板、最终热成形钢管。截面特性优异的钢材。1995年开始引进了一条生产线，现在国内有七八条生产线，明显特性要优异。
& & 国内外主要性能钢材按照钢材的分类，一个是现在的强度级别达到690，听说最近还要修改增加更高的强度，但对于建筑来说就不太感兴趣，目前我们建议用到460就够了。08年修订之后，增强了碳钢量，最主要的是把候补效应给减小，这是他很大的一个特点。用上屈服就和我们的不一样，影响强度指标，现在厚度效应和普通金合钢差距太小，跟其他钢厂商量，其他的钢厂报的低，标准院说我们的用户都一致支持修改所以我们就批准了。把厚度效应继续保持扩大。冲击波提高，综合的把指标在原来的基础上提高一步，这就拉开了普通钢的差距。厚度方向性能钢板，这是老标准，2010年继续修改还是维持原样，厚度方向的收缩力要大于15、25，Z25、Z35只差3个级别。低屈服强度钢板，这是目前宝钢最先研发出来，160级别抗拉强度也有幅度，衍生性达到40%-45%。
& & 优质冷弯钢管，05年建设的标准，这个规定比较符合，是贺总参加审查。规定这是一级产品，可以保证屈强比达到0.8或0.85。最大的特点以前有钢管的时候，设计人员看到钢管质量和性能指标都不是真正的钢管，是钢管的原板，十多年一直是这样，看到材质挺好，其实不是钢管成品，这里边即要保证原版的材质质量，又要保证钢管成品的指标。
& & 标准上的热轧H型钢，与热轧工字钢相比，要大1倍和1倍以上，同样重量显然选择热轧型钢，现在我们只有70多种，往往选择以后没有这个材料一旦用了很麻烦。现在的价格有时候比钢板还便宜，这是650MPa，贺总在日本待了很多年，带回来很多资料和信息。这些年日本在建筑结构钢材的研发是做的最好，很少见到欧洲和美国做出专用钢材的研究，当然欧洲没有抗震的问题，但美国一直是这样，很少有专们的品种。日本在谈SN的基础上，高性能抗震用的就是SN400和490。他的C级，你只要要求他的C级自然就保证Z25的性能。这就一直协调，中国要求一个级别加一部分钱，所以现在就分开了。我们不低于Z15，再往上就没有明确的规定。目前国内用的最高的**那几个大柱子用的是Q460的钢，而且用的是Z35。再就是日本高性能SA440钢，考虑超高层专门研发是SA440，440是他的强度相当于460的级别，抗拉强度是590。他有良好的延性，还是达到0.8，延伸达到20%。应该说他是很典型的综合形的钢材。
& & 美国A572他又做了一个A1043的Gr50钢，还有一个屈服强度幅度和屈强比，交出来的货在110以内，越小控制越大。但这里边没有看到在美国的建筑上，主要是桥梁，桥梁的比较多。我们的钢已经有了一级产品，但我们的产品都是冷弯成型，主要是冷弯加工热化的效应，欧洲用的都是这个标准，最终热成型，冷成型的钢管再经过热加工形成钢管，这个性能有非常大的改善。首都博物馆用的是进口的，高层刚结构的选择和选材的要求，基本上在这次规范中都已经说到，我们想到的经验性的东西都往上递进去。现在规范选材的要求有这么一些规范，一般的建筑刚规的选题，众多的要素考虑结构的重要性，荷载的特征、结构形式、连接方法、应力状态、工作环境、钢材厚度和价格并合理选用钢材牌号、质量等级及性能要求。
& & 重要的构建规范是一个原则，结构用钢应保证的性能，力学性能屈服强度、抗拉强度、伸长率、冲击功。工艺性能是冷弯、碳当量焊接裂纹敏感性指数。附加保证屈强比、晶粒度、Z向性能。质量等级和脱氧方法，脱氧方法就是一个古老的特性，最早肯定是古典，在钢炉炼十几个小时，这是一个很落后的方法、也是很耗能的分子。转炼炉的方法，流程的改善不存在分的问题，钢水放进去钢锅还会继续开锅，开锅就不好，需要安静一些加入脱氧性，钢材是奢侈品，镇静钢是奢侈品的奢侈品。在钢材标准中Q235的**和B级应选用镇静钢。主要承重构件宜选用B级钢，级别越高渣子含量越低。C级钢规定一级结构的主要框架构建，二级以上高层钢结构的框架梁、柱和抗侧力支撑等主要承重构件。工作环境温度不高于-20度，厚度不小于40毫米板件。
& & 这是日本他们的经验，他们对于高层钢框架有这么一个建议，这是一种双焊工的钢板柱。绿色表示SNA抗震钢，绿色是SNB，**是SNC，主梁次梁和柱子分别是SN钢，但要求的质量等级有一些差异。高层钢选材附加有什么要求。今天开这个研讨会是钢结构设计中选材难度要求比较严的范围，框架梁、柱和抗侧力支撑的钢材性能附加要求。抗震预设等级为**以上房屋主要构建钢材应具有工作环境温度相应的冲击功。
& & 钢材的强度，蔡老师一直主张，也是参考国外的经验，没有规定，在这个标准规范中我们提出来，到390，这也是目前工程实践当中的经验，有依据的时候也可以420、460，这和我们要求的黏性有一些差异。美国抗震规程规定对预期会出现非弹性受力构件钢材屈服强度应小于*****a，对有限非弹性使用的普通抗弯框架。总的来看，345钢、GJ钢、日本的SN钢，美国的A572Gr50钢，这是目前比较一致的意见，正在编制高强度钢的规范。
& & 钢材的延性要求，主要指标是具有较高延性，其主要指标为屈强比与伸长率。相应的钢材标准屈服强度的上下**，为了保证必要的屈强比来保证这一线之。屈强比够用就行，不要求高。屈强比在结构开始发生到断裂时的容量或者说能量的储备，这对高层钢的抗震是非常重要的参数。在这个问题上目前国际上的两个讨论问题，国际上专门开过一个研究会，上次有一个单位合金组织专门预测这件事，贺总有参加，他们希望尽量放高，不要一刀切到0.8，这对高强度钢材的发挥不是很有利，他们基本上到0.91，现在我们是0.85。0.83到0.85，不同的分为三档，欧洲的欧钢规是0.91，大桥0.88，实际是0.83。工艺生产、质量情况、细精密情况有很大的不同，现在还完全要求一个数可能是不合适的。
& & 韧性高运载低周疲劳较大塑性变形幅。这里边有一个什么问题，实际上只是在节点区，厚的板子在约束下有焊缝，焊缝有延缩，最后形成加层，通过流的含量来的控制。一个楼层节点区，每面延伸500，不可能在一个柱子上再来两米一段普通的钢，这样的要求整个柱子全是一种钢，这就大大增加了造价。欧钢规有一个Z向钢的依据，60毫米以下的钢板不同的结构要求加起来值达到多少就要求多少，这实际上是一个焊接问题，所以这个问题我们也做过交流，他们没太接受欧洲规范。板厚方向抗撕裂问题与焊接构造和焊接公益有较大的关连。隔板贯通对直板要求是向心，隔板贯通日本非常流行，国内用的也比较多，结合其他的很多优点，避免很复杂的内隔板的东西，这是我们这次规范规定的。
& & TJ型屈曲约束支撑，清华大学有一个蓝科公司，可以帮你设计。在芯材外面加了钢套填充一些不受力的混凝土，受压受屈同样都有这个功能。上海环球中心的节点，多复杂，用的最厚的厚度是500毫米涂钢。铸钢节点原来的研发主要是用再大跨度，多管相交。经过多次，揉面越厉害面越精道，材质不如同级别低和金钢，抗力分项系数1.282，相当于强度降低15%，沿厚度方向材质均匀性差，焊接性能较差，价格高，为热轧钢材的4-5倍。选用的时候要好好的做一下分析。标准是我们编的，很多会是我们开的，现在反而适当的浇一些冷水。
& & 和材料有些关系，大型钢板高层钢结构是压芯钢板，考虑受不受力，考虑压芯钢板要不考虑受力，要考虑他是不是防火，是不是防锈。按照镀锌层的厚度一样，国际标准镀锌量在中到轻腐蚀环境下每年是20到30克，我们每年是275一面相当于140克，除以3，五六年镀锌层就不行了。受力钢筋并不是设计就不能用，只是概率降低，还可以用到8年，0.8厚的钢板就不行了，现在对于这个问题我个人的看法一个是防火一个是防辐射。**的行家追踪到设计院追踪设计，他有一套软件，帮你来做防火设计，把排版都做好很方便。当模板就当模板用，高层住宅里边钢筋不做吊顶，我们写字楼都做吊顶，几层钢板在顶上修很难看，就需要拆它，拆的很费劲，拆下来以后全是锈点。这是跟模板材料有关的一个问题，当然不影响我们规范的产业，但在当中是应该要注意的事。螺旋钢管在我们的规程里边是明确的，用钢材标准首先看前面的适用范围，原来说可以适用于流体和结构，收板的时候把结构去掉，所以说他规定不适用流程结构，那就不应该用，如果用了有时就是你负责，确实螺旋钢管最早在天津就用过，宝钢也用过，但规范来讲因为他没有性能上的保证。举一个例子，冬天运一个钢管，到底下就是麻花，因为没有性能保证。圆钢管径厚比不能太小，太小就会变脆，现在的径厚比不能太小。谢谢大家！
& & 接下来有请国内超高层施工方面非常有经验的专家贺明玄总，给我们介绍超高层建筑中选择的介绍。
& & 宝钢集团技术业务资深专家，宝钢钢构有限公司总工程师 贺明玄
& & 非常高兴院里提供了一个学习交流的机会，本来我计划谈一些材料，正好院长跟柴总都谈到了，也帮我节省很多的时间，接下来我把我们做的工程做一些介绍。行业的情况简单说两句，国家统计局的正式公布的数据，今年7月22日国际钢协公布2014年全球65家钢铁生产行业总共加起来8.2亿吨，我们国家占了一半，所以估计2014年我们国家的初钢产量也会超过8亿，实际上年年增加，这是从09年开始列出来的数据。
& & 我们国家的钢结构工商注册有一万多家，钢结构加工企业，我们结构非常大，不一定强，但很大，现在有固定生产产地，设备、装备有五千多家，钢结构学会对制造企业也进行了资质评定，这是跟国外接轨，像美国日本的钢铁联盟都有相应的交流，行业协会都是内行，**有时候还得请行业协会帮忙，最近国家大的形势还是逐渐放权，逐渐交给行业协会，这是目前我们有这么多的厂家。10月25日到27日，南京要开今年钢结构的年会，正好是三十周年，又要增加一批数字。
& & 这是国内排在前面两三百家的企业，每年进行统计可以看到，我们行业实际上差不多去年达到4000万吨，也是非常得高。
& & 11月26日年会上公布，给大家看一下，我们国家目前统计的数据，从钢材的对比钢板用的最多，差不多都超过60%，占钢结构材料比例里边最高是60%，五条线是09年到2013年的状况。型钢差不多15%左右，但去年达到了20%，Y型钢达到5%-6%，钢管也是16%左右，其他类的就更低了。
& & 钢材等级Q345绝对是半数以上，基本上是60%多，在2011年超过了70%。235差不多30%左右，这是我们国家目前钢材运量的情况。再看看钢结构的情况，建筑钢结构、房屋钢结构超过50%，桥梁、塔位、飞镖、其他都是20%以下。建筑钢结构，这里边大部分是工业厂房，厂房类占的比例很大，所以这些年轻钢厂房绝对是优势。高层15%左右，去年超过20%，天津、武汉、原来的一线城市还在建，二线城市越来越多，所以我们国家的发展势头从设计行业来讲还是很有意思。公共建筑相对来讲降下来了，奥运会、世博会这些大的项目减少，总的公共建筑量也在下降。
& & 你们经常设计老提要求，但真正的可能没有看到过，这是实际情况，加工厂进来之后要进行理化试验，一般都是第三方，当然我们自己和第三方也要搞一个化学成分，力学性、工艺性，冷弯、折弯等等都属于冲击韧性，很遗憾不太清楚，这倒是实际数据工程的原始数据。
& & 超高型钢结构，看一下上海环球金融中心，这些数据是我亲自参与，跟业主结算的数量，所以很准确。上海环球是在年，钢材很紧张，再加上美国设计师设计首先就是还差一些，顶上能到环球坐电梯上到474米官方厅，上部用的全是SN系列，相当于我们高建钢345，里边也用了很多欧标的。这是外形，有三个生命航架，生命航架做的比较有特点，是延对角线相交，这里边用了一些组钢。在这些地方都用组钢，但日本人不太相信，我们国家的组钢，他是460的标准，我们也做不到。这是平面的状况。这是从日本进来的铸钢节点。从这个位置开始从这儿往下全是，天价。
& & 这是460很复杂，航架是三层，两块一百厚，当时国内没有，所以没有办法。中间很小，都是全溶块，这对企业的加工制造技术要求很高，这部分正好是生在墙里。这是观光部分，用的全是SN系列，当时是宝钢，全国只有宝钢取了日本的认证，所以全是宝钢生产的SN系列。这是发货，日，一共是2900多吨，474米有玻璃楼面，可以低头看到底下。这个部委是474米，也是申报了吉尼斯认证。这是制作人去年爬在上海中心塔吊上拍摄下来，底下全是雾，上海新的天气面是电线面，上海中心是面。
& & 上海中心632米总的建筑面积包括地下是57400平米，人能到的高度是121。我们总共的钢用量是10万吨，我们跟沪宁分开做，我们用了6万吨，他们用了4万吨。这是平面布局，有八根巨柱，跟经贸大厦完全一样，只不过经贸大厦呈八边形。矩形柱的断面4.1M×1.4M，很壮观。在英国讲过一个笑话，因为时差的原因4点就起来了，全电视台都在介绍英国最高的一个楼，正好那天是竣工开业300多米，正好九点钟的会议我第一个发言，我就介绍632米，比他们高一倍。什么意思？全球的超高层都在中国，而且这么大的体量在欧洲都看不到。
& & 八根巨柱，看着很小，实际上都是三四米，钢板最厚达到100厚。像这样的结构体系对我们加工制造、对我们国家的施工技术是毫无疑问的，现在是任何一个国家都不具备我们这一能力。日本马上要举行2020年的奥运会，东京也在规划要上很多项目。日本经历几次反复加工企业太小，远不能满足他的市场，所以他只能采购，从中国采购。他不太愿意建厂，2025年以后又要破产很麻烦，所以他们都想来我们这儿采购。国内的技术水平基本满足这一要求，这个体系就是八个区。楼面梁的情况，里面一道抹墙、外面一道抹墙，13、14层，因为有九个中厅，有人说很浪费，但我们说这个结构将来使用起来很气派。
& & 这就是刚才看到的八个巨柱，脚上的小柱，反过来那边是对称。这个环梁有脱梁，关键幕墙是12层还13层，他是从上面挂下来，所以原设计做了很多工作，但都不太成功，最后我们企业和上海建工的技术公司吴总我们成立科研小组把业主解决了很多问题，替他们省了很多很多的钱。这都是双层的。
& & 这一部分所谓制造技术我们这一部分没有用实体与拼装，全部用的是计算机控制的拼装，正好业主也支持，所以也省了不少钱，工期也节省不少，我们获得了科技进步奖。有时候我们受到总包的影响，这都是钢筋的坚固器，我们内墙都做完了，总包都还没有定，或者说设计都还没有定，搞的我们很麻烦，一定要在工厂制作，在现场是不现实的，经常在做项目的过程中，我们建的设计很害怕，尽管过去建设设计，经常催设计，我们是产业链最底下，谁都可以揣我一脚，人家都是从努力到将军，我是原来在高校做教授，到日本公司做设计，最后落到宝钢做加工制造师，谁都可以寨我一刀，但事实上是很有意义的。坚构器很贵，通常都用钢板就行。按照过去的平面尺寸来检验控制根本不可能，现在全是用全站仪来捕捉。三区、四区是十三层，很奢侈，双道剥离抹墙，将来形成十几层的内天井，很漂亮。
& & 这是今年3月份在明天广场请客，一看这挺漂亮就放上来了。这是去年8月3日结构封底时大家看到很精彩，正好相当于毛巾拧了120度，阻力最小，宁完之后还要再湾一下，伟大的建构师给我们提出了很多的难题但我们都做到了。这是蜘蛛侠拍的，上海的雾很大，混到现场爬上去，后来才知道，法国人也很浪漫，跑到我们这儿来浪漫。这是结构峰顶，上部就是我们所说的天地部分，但这一部分都是钢管，很漂亮。这是今年8月3日，这是632米的位置。
& & 这是深圳平安，也是10万多吨，当时我们的报价算下来是4万多，做完地下就撤退了，曾经有7000多吨的铸钢最后变成2000多吨。实际上跟上海中心的样子比较接近。这是南京绿地广场，这个A572也用了，这是深圳的京基，48个铸钢节点，最后保留了3/4，12个。民营业主真没有想到楼盘没有卖，全部是出租，所以很有钱，前年去他们家过年，他们租飞机，今年是开着自己的飞机回去。这个楼顶上原来设计一定要用无缝钢管，业主找我非要用吗，我说你问为什么，焊的不结实，把楼拆了，最后改了，一吨1000块，从此以后我每次去深圳，都是业主请我吃饭，95层，这一层是酒吧，在这儿看帝王大厦很小，稍微往远看就是香港。
& & 所有的这些一二三四五六七八都是铸钢，最后只保留了几个，也给业主省了不少钱。在座都是做设计的，这些东西给业主省了钢材，给我们加工钢的带来巨大的麻烦，最后一个人工和一斤比较一下，省的一些钢材，结果我们搭进去多少人工焊接，大家知道焊接排放碳等一系列大家都不想，只是业主很开心，所以优化设计不要乱优化，要综合，不能一味的优化钢材用量。非常的麻烦，也感谢他们，使我们的加工制造技术得到进一步的提升。这么大的柱子跟航站连接，很复杂。这是当时的铸钢，到这边是普通钢板，我们当时也是因为央企要给社会做贡献，当时我们也是跟总包，按道理铸钢拉在线上你们去听，从质量上的考虑都接了一个钢板的过渡段，这都是一百厚。总包装钢板对钢板这样容易保证质量，否则的话这个地方现场很难保证钢板与铸钢的焊接治疗，这都是在工厂做的，因为大家知道要预热，120度、150度，在现场根本不可能，很难做的到，所以这也是当时，也是我定的原则。业主也说不好用，平面太小，业主接下来要把深圳京都酒店收购，明年拆掉要搞一个666的超高层。将来和帝王成三角形造型。这样的结构，伟大的结构师现在都敢做，因为我们都能做出来。这是当年的金茂大厦，美国SNH设计的，他才用了1.28万吨，这是大连国贸，做的很困惑。重量没有多少，复杂结构可以想像。作为复杂程度，一吨算多少钱，结构形式越简单，板面厚，这是工人们最愿意做的活，像复杂的成本就会很高。考虑两部分的变形协调，把制造单位可是折腾的够呛，最后做下去看效果。结果制造单位很惨。钢板的利润率很低，要求很难。经常受到建筑的邀请，结构也就完全采纳，但在加工制作的时候比较麻烦，跟钢筋混凝土比较麻烦，只需要水跟水泥就可以做出来。
& & 央视大楼，用了14万吨，社会上流传是12万吨，实际上是14万吨，这是我们最后结算清单，结算已经结束。里边有420、460、390、345、1572等等所有的材料等级全放进去了。如果这个企业管理不善钢板都用错了，将来要出乱子。我们拉的构建，进北京城，司机以为高度没有问题，在三环内过地道，把上面铁路的钢筋混凝土全给撞坏了，结果我们的钢板没有问题，结果被**扣了一个星期，最后央视还是把车取出来，钢结构真结实。这是一个典型的节点，因为有一千多个，我们为总包，现场安装怎么分开，14米长，后来中间还报了国家奖，这就是典型的三箱柱立体图，这都是我们的事，上海36度的天，天又热，工人穿很厚，装在里边焊。一个柱子24小时三班倒要焊三天。三箱柱比较麻烦，单开口，另外一侧是齐的，再对上去，全熔焊，两侧实际上是两个拍子塞进去，否则没法焊。
& & 当时的设计用的都是铸钢，一个优秀的加工企业可以给在座的设计提供很多合理的建议。37层是选角，纵横两项的航架，很复杂。这是实物，这是预拼装，各种各样的信息节点，要留孔。原来的设计都是铸钢，旋角出去，纵横两项，每天做到什么地方，什么时候交货，交什么货分几区，否则要花你的钱。每一个大工程都会出一些离奇的事，就会窝工很长时间，做项目很有意思，这些都是当时的实际情况。生产按原计划，包括采购加工，现场掉了柱子下来，幸好没有砸到人。钢板厚20毫米，整个屋面全铺了一层钢板。
& & 这是加拿大的BNE大厦，今年获得北美高层建筑，央视大楼获得国际奖，北美地区也是获得了这个奖项，他的特点是三块一百厚的钢板叠起来边上焊一下就行了，我很开心，我们最愿意干的就这样，500厚的就是5块钢板叠起来，边上两工分的焊完就可以结束了。这是他们的大楼，是我前年在加拿大拍的。所有的节点都是我们做的，老外也是把麻烦的事都给我们。
& & 建筑结构效能减震用钢，倒塌机构为什么日本提出31316标准，就是从抗震体系倒塌机构出发，认为倒塌机构形成，所以对材料屈服强度一定要有一个稳定的控制，所以他控制了120MPa上限。由日本研究院、研究中心联合提出高性能钢材，针对焊接结构SN系列，又深化一步，就是刚才两位专家介绍的屈强比有要求，屈幅下限有要求，考虑加工制作对焊接有一个必须的保证，所以引入了PCN，这都是根据抗震情况。降服就是屈服，这就是耗能。
& & 焊接裂纹敏感性指数与预热温度之关系。我们国内参照2005，日本到目前为止只控制在235和345系列，当时考虑柱子用C，考虑用焊接四面相体，焊接完之后收缩变形，这个地方一定要保证他的韧向性能。所以我们说高建钢的系数不如普通Q45，我说有背基本原理。红曲线是SN系列，蓝曲线是日本目前用的**系列，相当于普通的Q345，相当于高检钢，由于有上限、下限，理想性可能小，标准偏差肯定小，普通是37，我们结构计算原则平均值分布曲线对称横坐标，他1.645已经到达这里，他的保证率可能是优于普通钢，怎么能他的材料分享系数不如那个，所以上次我是极力**，不要拿假货做了半天试验来评价真的。同样屈强比也一样，屈服强度**，屈强比稳定性必然也得到保障，所以他是3.6，比普通的小。目前为止人没有纳入日本的工业标准，还是作为厂家的标准，但已经认可。日本有一个好处，建筑结构超过60米，必须大批特批，材料也是这样，比如说SNS40，这也是要进入交通建设部，建设部不管这个，建设部排在最后，他叫交通运输。
& & 曲线没有明显的屈服点，但延伸特别好，基本理论日本东京大学已经提出了原则，整体结构有两部分，主体结构再有所支撑，日本新的观点主体结构仍然控制在弹性范围，所以可以发挥高强钢的作用，其他类似于支撑给予保障。这是***波动画，左边是框架梁，右边的影响很小，这是实体输入的实际***波。325九级***他们已经经历过，这样的***经历过九次才可以换。建筑没有因为***导致人员伤亡，而是海啸带来的自身伤害。材料性能跟稳定性非常重要，别看日本搞了一百二十兆帕上下限，但实际材料很小，都是二三十，别看我们一百一，经常出来都超过一百一，所以材料的稳定性非常重要。基本上第一波就把***能消耗的差不多了。U形隔震支座，这是我装在医院地下室拍的。扭成像麻花但没有断，东京福岛***都有，做了材料分析都没有问题。
& & 日本从03年提出来的规划，利用十年的时间，现在逐步落实，想改一下目前的状态，目前为止他们还是控制在五度墙不要破坏，新的标准目标想到七度，七度相当于十一度、十二度，在这个范围内主体结构控制在弹性氛围，东海地区、东南海地区、南海地区发生什么样的**，会损失多少人，都做了一些分析。利用高强钢，跨度要增大，层高要加大，这是现有，想增加跨度、增加高度，改变结构体系。强度是普通钢的一倍，主体结构控制在弹性范围并且不倒塌。我们管的是50年、100年，跨度是现行的1倍到2倍，已经做了一个项目，并且已经做了一些试验。研究机构、高校成立委员会，各方共同做这些工作，这是日本钢铁联盟再加一些城市新型技术，再加上国家研究院，还有国土与城市设施共同研究。目前一步步落实，再过几年会推向市场。SN88年列入五年计划，94年就做完，我们搞了几十年计划经济，我们做什么都没有计划，他们资本主义市场经济做什么都按计划来。日本朋友来都是提前一个月给我打招呼，你一个月之后哪天哪天有时间，我说我只有上一周五才能知道下一周的规划，我做不了长期规划。材料分两类，主构建破坏的部分，提出材料能拿到70焦，都可以涵盖。已经申请很多年，民间都在这样做，现在也在做这方面的努力。理论数据都是成熟的，就像日本的企业，五代、六代的产品都已经研发，只不过放在那儿选择合适的时机推向市场。我在日本读书，那时候我们还是录像带，当时松下公司我老师的朋友，那个时候我们还没有这个概念，实际上三代、四代、五代的产品都已经研发出来，有技术储备、产业储备，材料储备已经生产出来，而且做了大量的试验研究，有可能市场条件成熟，马上就追出来。
& & 有请蔡益燕老师做一个简短的介绍，中美钢结构的比较。
&&标准院顾问总工 蔡益燕
& &&&美国对钢材抗震的标准有好几次，92年、97年、05年、10年，我把标准归纳了一下发现有变化。高层钢规的结构，92年的标准头一次提出来，当高钢规是87年到91年，这个词对我们来说非常关键，我专门托一个朋友去美国买回来，这个标准必须是美国最新，这个标准一个是屈服强度，抗拉强度和屈服强度的比例是1.2和1.8之间。屈服强度有明显的屈服台阶，有较大的非常性和应变能力。两英寸标距时受拉的伸长率是20%或以上或者更大。10年有一个比较大的变化，对强度0.85，对于992或者913要求0.85，什么意思？其他的钢材强度低，是不是可以放宽。05和10年差不多一样，这里边的设计工作有几个问题想讨论一下，一个工程用的钢材，梁是五吨，屈强比是0.86，按照美国新的规定可以采用，按照我们现在的规定不允许，必须小于0.85。所以我建议不要改，美国是没有改，一直使用的是可含性，是不是我们也不否使用焊接性能来代替。抗震规范，重新认识，有一个问题，不同情况下他的素质不一样，不是钢材的问题，有一个使用要求和使用条件的问题，现在看起来规范，是他们自己定的，作为抗震钢材的基本要求之一。谢谢我就讲这么多。【贺明玄回答】：
& & 他们的观点是当时提的高性能材料实际上是满足抗震体系倒塌机构的基本要求，所以我们所说的梁端，提出对材料要有一个泛远要求，否则实际情况跟倒塌机构不一样，计算的越精确带来的麻烦越大肯定越准确，所以当时他提了一个在SN系列基础上再限定他的屈服强度包括屈强比，当时东京大学邱山红老师的老师，姜腾绵，吊车梁也不属于抗震耗能的构建，无非就是两根柱之间的减支梁，为什么要求屈强比，我倒是觉得疲劳这一块比这个含义重，因为工况这样，**的时候别用就行，所以用不着他来消耗能力。所以我觉得没有必要搞这个概念，这跟倒塌机构里边的概念不一样。
& & 刚才焊接过焊孔的事，因为本身**之后，包括94年北美**，大量的正派调查都属于梁端，焊接部委是单坡口，做很多文章，要调角度，机械可以达到标准，但成本太高，小日本的切刀很贵，用我们的三天半就坏了，现在都是徒手干，优秀的企业规矩一些，不优秀的企业切个角就完了，打磨工都不要求。
& & 相反这些部位焊接要求一下反而好一些，这是从实际情况来说。这一部分大多数都是手工焊，因为现场高空作业，这一部分日本调整几次的角度，都是从基理分析得出这个角度。在日本用的都是成套设备、成套体系。多层、小高层用的都是这个，我们多少年还推广不起来，加工制造方方面面都带来很多好处，所以他把很多复杂的问题都简单化，比如说隔板贯通跟梁上下连接，比跟柱的端头要好处理。在梁的制作过程中，大家知道我们都要要求有一个银弧版，从这边起弧要经过一段过程，电流稳定、速度稳定，这样才过渡到正式结构。到了那一头会有一个引出版，或者到西弧版，过渡一半再切掉，起弧和收弧的阶段都是梁柱节点，非常重要。很遗憾国内所有的钢结构厂，特级资质审查我是审查组组长，我跑遍全国大的所有企业，工人不管。这又是受力非常重要的地方，如果**来了是很可怕的。【主持人】：
& & 非常感谢四位专家给我们带来这么相识的资料，今天短短的三个小时的时间，大家都是意犹未尽，确实时间比较紧，而且有一些专家还需要赶飞机，就不安排现场集中讨论的环节，大家有问题可以留下来交流。最后感谢四位专家和现场的观众，本次沙龙就到此结束。谢谢大家！
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