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中外膜結構工程抗震規范對鋼材延伸率的要求

  在強烈的交變地震作用下,膜結構工程的工作條件和實效模式與靜載作用下的結構不同。結構具有高應變、低周疲勞工作的特點,并進入非彈性工作狀態。因此要求結構鋼材在有較高的強度,同時,還應具有適應越大應變與塑性變形的延性和韌性性能,從而實現地震作用能量與結構變形能量的轉換,有效地減小地震作用,達到結構罕遇地震作用不倒的設防目的。這一對鋼材延性的要求,已經作為個基本準則列入中國、美國、日本、歐洲等相關技術標準中。

  GB50191-2012及GB50011-2010對抗震結構的鋼材以強制條文規定,膜結構工程用鋼材應符合下列要求:1)屈服強度實測值和抗拉強度實測值之比不大于0.85;2)鋼材應有顯明的屈服臺階,延伸率不小于20%;3)鋼材應具有良好的焊接性與合格的沖擊韌性。

  JGJ99-2015《高層民用建筑鋼結構技術規程》”第4.1.4條規定,膜結構建筑中按抗震設計的框架梁、柱和抗側力支撐等主要構件的鋼材性能應符合下列規定:1)鋼材抗拉性能應有顯明的屈服臺階,其斷后伸長率A不應小于20%;2)鋼材屈服強度波動范圍不應大于120MPa,鋼材實物的實測屈強比不應大于0.85;3)抗震等級為三級及以上的膜結構鋼材,其主要抗側力構件所用的鋼材應具有與其工作溫度相應的沖擊韌性合格保證。

  根據ANSl/aisc341-10《鋼結構抗震規范》A3章,膜結構工程抗震結構中允許使用的鋼材的塑性和焊接性能一般應滿足以下要求:1)鋼材應有顯明的屈服臺階;2)良好的非彈性應變性能,如:,2英寸(50毫米)標距的延伸率不應小于20%;3)良好的焊接性能。不得使用不符合上述要求的鋼材。對于符合ASTM a992和ASTM a913的寬法蘭型鋼,屈服強度比不得大于0.85。

  總之,我國現行的GB50011~2010、GB501912012和JG.J99-2015沒有明確鋼材的斷后伸長率是哪種試樣和標距。如果按照美國 ANSI/AISC341-10規定的50mm標距的非比例試樣,用通常的25mm寬度的試樣要求,則國標的Q235~Q460等別的膜結構工程鋼材的延伸率均滿足抗震結構用材的要求。

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