超高強度鋼材鋼結構的工程應用

(中鐵電氣化局集團北京建筑工程有限公司, 北京 100036)

1 超高強度鋼材鋼結構建筑的優勢

第一，在經濟性能上，超高強度的鋼材料具有構件尺寸小、結構輕等特點，這樣能減少工程中焊接材料的用量，還能減少各涂層的用量，一方面有效地節約了建筑施工的成本，另一方面更好地保證了建筑施工的安全，同時擁有這種超高強度鋼材鋼結構的建筑可以使室內空間更為廣闊，在建筑的室內設計方面也更加方便。

第二，在環保性能上，利用超高強度鋼材鋼結構的建筑更符合我國國情、順應可持續發展的發展模式。受環保觀念的影響，我國建筑行業也開始走資源節約、環境友好和效益優先的可持續發展道路，利用超高強度鋼材鋼結構建造的建筑物無論是在材料的構件上，還是在材料的數量上，都比傳統建筑材料減少了很多，節省了很多物力和人力資源，降低了建筑工程的成本，更符合環境發展對現代建筑的要求。

2 超高強度鋼材鋼結構的工程應用

2.1 力學性能

超高強度鋼材鋼結構的力學特征可以從以兩個表中看出。

每一種超高強度鋼材的沖擊韌性可以分成Q，QL，QL1三種級別。表1顯示其三個級別的實驗溫度。

表1 超高強度結構鋼材的最小沖擊要求（單位：J）

表2可以顯示出Q，QL，QL1三個級別中所包含的不同化學成分 。

表2 超高強度結構鋼材的化學成分（%）

從以上兩個表格可以看出：超高強度鋼結構鋼材是經過淬火技術和低溫回火技術煉制而成的，超高強度鋼材鋼結構之所以比傳統鋼材具有更好的焊接性能，是因為超高強度鋼材中含有適量的化學成分。

2.2 具體應用

超高強度鋼材鋼結構在國外應用較為成熟，很多大型的建筑需要超高強度的鋼材做支撐，例如日本橫濱的Landmark Tower大廈、澳大利亞悉尼的Latitude大廈、德國的索尼中心大樓和悉尼的星城飯店等，這些著名建筑都采用了不同級別的超高強度鋼結構作為建筑材料，下面筆者對超高強度鋼材在索尼中心大樓和悉尼星城飯店的具體應用進行分析。

2.2.1 索尼中心

左圖為德國柏林的索尼中心大樓（Sony Center）,這座建筑占地面積為 26400平方米，由八座建筑組成，形成了每年能吸引約八百萬游客的大型建筑群。該建筑群有一個亮點就是大樓的一小部分樓層是懸空掛在大樓屋頂的桁架上的，這個桁架長度達60米，高為12米，大樓采用了S460和S690鋼材，這樣在最大范圍內減小了桁架的截面，該工程在施工過程中曾對建筑鋼材的選用進行了多次試驗，以確保建筑的安全性能。

2.2.2 星城飯店

位于澳大利亞悉尼的星城飯店是一個集娛樂、酒店和大劇院為一體的建筑體，該建筑從地下5層往上共13層。該建筑對鋼材的要求較高，為了保證地下車庫的停車位容量能達到2500個，要求停車場里每根柱子的直徑不能過寬，這樣就必須采用超高強度鋼材來制作混凝土組合柱，以保證每根柱子在最小截面下承受更多的負荷。

3 結束語

隨著社會的進步，人們越來越追逐外形美觀、造型新奇的建筑。毋庸置疑，這就對建筑施工的技術水平、建筑物的安全性能提出了更高的要求，超高強度鋼材鋼結構以其高性能、高韌性和高抗壓性越來越受到建筑行業的青睞，該鋼結構的使用和發展在未來將成為一種趨勢。

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