建筑用冷彎大規(guī)格厚壁方矩形鋼管的成型工藝與性能（1）
1大規(guī)格方矩形鋼管的應(yīng)用現(xiàn)狀
近幾年隨著國(guó)家對(duì)基本建設(shè)的投入，各地重大市政工程和建筑工程越來(lái)越多的采用了鋼結(jié)構(gòu)形式，而大規(guī)格厚壁方矩形鋼管由于外形美觀，受力合理，節(jié)點(diǎn)處理相對(duì)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，因而在機(jī)場(chǎng)航站樓、體育場(chǎng)館和會(huì)展中心等的桁架結(jié)構(gòu)體系以及幕墻支撐體系中作為鋼構(gòu)件得到普遍應(yīng)用。但在實(shí)際應(yīng)用中，方矩形鋼管也遇到了一些急需解決的問(wèn)題。
首先，過(guò)去國(guó)內(nèi)冷彎型鋼市場(chǎng)所能提供的絕大部分都是普通精度的小口徑、薄壁冷彎型鋼，材質(zhì)大都為Q235，而300mm伊300mm伊12mm以上的高強(qiáng)度、厚壁、大規(guī)格方矩形鋼管，由于常溫在線連續(xù)成型工藝技術(shù)難度高、投資大，有很大的風(fēng)險(xiǎn)性，因而許多鋼結(jié)構(gòu)工程中此類構(gòu)件只得從國(guó)外進(jìn)口，制約了我國(guó)建筑鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展。其次，方矩形鋼管作為鋼構(gòu)件同樣也面臨高溫軟化問(wèn)題，無(wú)論在何種場(chǎng)合都須對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的防火處理，這一方面加大了工作量和工程造價(jià)，同時(shí)也一定程度的影響了方鋼管構(gòu)件外形美觀的視覺(jué)效果。
寶鋼集團(tuán)上海鋼鐵工藝技術(shù)研究所（簡(jiǎn)稱工藝所）通過(guò)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和自主開(kāi)發(fā)相結(jié)合的方式，采用目前世界上最先進(jìn)的自動(dòng)排輥直接成方技術(shù)，依托寶鋼集團(tuán)優(yōu)質(zhì)建筑鋼材，現(xiàn)已投產(chǎn)具有良好高強(qiáng)度高抗震高耐火耐候性能的大規(guī)格厚壁冷彎方矩形鋼管，最大尺寸為500mm伊500mm，最大壁厚為19mm。由工藝所起草主編的冷彎型鋼產(chǎn)品國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T6725—2002和GB/T6728—2002已于2002年12月頒布。2003年6月建設(shè)部正式下文，由工藝所主編起草國(guó)家建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)用方矩形鋼管》。工藝所的《高強(qiáng)度高抗震高耐火耐候超大規(guī)格方矩形管及連接件研究》課題經(jīng)國(guó)家科技部批準(zhǔn)，已列入國(guó)家高技術(shù)研究。
2產(chǎn)品的性能特點(diǎn)
2.1大規(guī)格
工藝所方矩形鋼管生產(chǎn)線產(chǎn)品的最大規(guī)格為500mm*500mm*19mm，為世界第二。世界第一的日本新日鐵26英寸方矩管生產(chǎn)線最大規(guī)格為550mm*550mm*22mm。歐美國(guó)家目前最大規(guī)格方矩形管為400*400*12.7mm。
2.2高強(qiáng)度
為了減輕自重、提高抗震抗沖擊等安全性能，國(guó)內(nèi)外開(kāi)始廣泛使用高強(qiáng)鋼，材料強(qiáng)度極限已達(dá)630MPa甚至更高。工藝所生產(chǎn)的方矩形管，其母材抗拉強(qiáng)度可達(dá)630Mpa，按產(chǎn)品強(qiáng)度等級(jí)列世界第一，日本新日鐵生產(chǎn)線產(chǎn)品的最高強(qiáng)度僅為550Mpa，兩者相差接近15%。
2.3產(chǎn)品超厚
工藝所生產(chǎn)的方矩形管最大厚度達(dá)19mm，超厚不僅體現(xiàn)在絕對(duì)厚度上，還體現(xiàn)在產(chǎn)品的相對(duì)厚度上。對(duì)厚度是冷彎成型難易的一個(gè)重要指標(biāo)，方管用邊厚比表示。目前國(guó)內(nèi)外普遍認(rèn)為，邊厚比低于10時(shí)產(chǎn)品具有很高的成型難度。工藝所生產(chǎn)的方矩形管，其小斷面大壁厚產(chǎn)品邊厚比可達(dá)7，如100mm*100mm*14mm、120mm*120mm*16mm等。
2.4耐火
B490RNQ熱卷鋼制成的冷彎大規(guī)格厚壁方矩形鋼管，其室溫力學(xué)性能完全滿足和超過(guò)國(guó)標(biāo)Q345B的要求，其成形加工性能相當(dāng)或優(yōu)于Q345B，屈強(qiáng)比滿足國(guó)家建筑行業(yè)規(guī)范關(guān)于抗震性的要求。同時(shí)其高溫性能明顯優(yōu)于同等級(jí)別的Q345B，600時(shí)B490RNQ的屈服強(qiáng)度仍保持在310MPa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于2/3 室溫屈服強(qiáng)度，而Q345B在500工藝對(duì)壁厚8mm 以上屈服強(qiáng)度已低于2/3 室溫屈服強(qiáng)度。
另外B490RNQ 鋼種還具有優(yōu)良的耐腐蝕性能，所以具有耐火耐候性能的建筑工程用冷彎厚壁方矩形鋼管將在相當(dāng)程度上節(jié)省防火材料的應(yīng)用。室內(nèi)鋼桁架屋蓋采用此類鋼構(gòu)件時(shí)甚至可以免去防火防銹涂料的工序，這既能減少工程量、降低工程造價(jià)，又能充分發(fā)揮方矩形鋼管外形美觀的視覺(jué)效果，有很好的綜合效益。
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