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中外膜结构工程抗震规范对钢材延伸率的要求

  在强烈的交变地震作用下,膜结构工程的工作条件和实效模式与静载作用下的结构不同。结构具有高应变、低周疲劳工作的特点,并进入非弹性工作状态。因此要求结构钢材在有较高的强度,同时,还应具有适应越大应变与塑性变形的延性和韧性性能,从而实现地震作用能量与结构变形能量的转换,有效地减小地震作用,达到结构罕遇地震作用不倒的设防目的。这一对钢材延性的要求,已经作为个基本准则列入中国、美国、日本、欧洲等相关技术标准中。

  GB50191-2012及GB50011-2010对抗震结构的钢材以强制条文规定,膜结构工程用钢材应符合下列要求:1)屈服强度实测值和抗拉强度实测值之比不大于0.85;2)钢材应有显明的屈服台阶,延伸率不小于20%;3)钢材应具有良好的焊接性与合格的冲击韧性。

  JGJ99-2015《高层民用建筑钢结构技术规程》”第4.1.4条规定,膜结构建筑中按抗震设计的框架梁、柱和抗侧力支撑等主要构件的钢材性能应符合下列规定:1)钢材抗拉性能应有显明的屈服台阶,其断后伸长率A不应小于20%;2)钢材屈服强度波动范围不应大于120MPa,钢材实物的实测屈强比不应大于0.85;3)抗震等级为三级及以上的膜结构钢材,其主要抗侧力构件所用的钢材应具有与其工作温度相应的冲击韧性合格保证。

  根据ANSl/aisc341-10《钢结构抗震规范》A3章,膜结构工程抗震结构中允许使用的钢材的塑性和焊接性能一般应满足以下要求:1)钢材应有显明的屈服台阶;2)良好的非弹性应变性能,如:,2英寸(50毫米)标距的延伸率不应小于20%;3)良好的焊接性能。不得使用不符合上述要求的钢材。对于符合ASTM a992和ASTM a913的宽法兰型钢,屈服强度比不得大于0.85。

  总之,我国现行的GB50011~2010、GB501912012和JG.J99-2015没有明确钢材的断后伸长率是哪种试样和标距。如果按照美国 ANSI/AISC341-10规定的50mm标距的非比例试样,用通常的25mm宽度的试样要求,则国标的Q235~Q460等别的膜结构工程钢材的延伸率均满足抗震结构用材的要求。

膜结构工程常用膜材