国内外大量高层建筑设计表明,革新建筑材料,减轻结构自重,可大大降低结构造价,使高层建筑结构设计更趋于经济合理。因此,高层建筑选材时应尽量选用轻质高强材料。
减轻建筑物自重通常可从两方面考虑:①提高材料强度,以缩小结构构件的断面尺寸,减少结构材料用量;②降低材料自重。
2.1.1.1 钢材性能
(1)一般要求
钢材牌号和材性的选定,应符合下列要求:
1)选材原则:考虑结构的重要性、荷载特征、结构形式、连接方法、钢材厚度、环境温度以及构件所处部位等情况的不同要求,选择合适的牌号和材质;
2)保证项目:应保证钢材的抗拉强度、屈服点、伸长率、冷弯试验、冲击韧性各项指标合格;
3)限制条件:硫、磷的含量不应高于规定的限值。
(2)焊接结构的附加要求
1)含碳量不高于限值;
2)当钢板的厚度等于或大于40mm,应附加要求板厚方向的断面收缩率不得小于Z15级的规定要求。
(3)抗震结构的附加要求
1) 钢材的强屈比(7度和7度以下)不低于1.2,按8度和8度以上抗震设防的高层建筑钢结构,则不应低于1.5。
2) 钢材具有明显的屈服平台。
3) 钢材的伸长率应大于20%,以保证足够的塑性变形能力。
4) 在保持较大延性的条件下具有良好的可焊性。
5) 抗震类别为甲类或乙类的高层建筑钢结构,钢材的屈服点不宜超过其标准值的10%,以避免结构中预定的杆件塑性铰位置,发生不符合“强柱弱梁”等设计要求的转移。
(4)特殊构件的附加要求
1)处于外露环境、且对大气腐蚀有特殊要求的承重和承力钢构件,宜采用耐候钢。