二、棒材
碳素结构钢热轧棒材按截面形状有圆钢、方钢、扁钢和六角钢。所采用的钢牌号为Q195、Q215、Q235、Q255、Q275。
1、圆钢、方钢
圆钢直径和方钢边长为5.5-250mm.通常长度为:直径(边长)不大于25mm时,4-10m;直径(边长)大于25mm时,3-9m.
2、扁钢
扁钢的截面尺寸为,宽度10-150mm,厚度3-60mm.通常长度为3-9m.常用钢牌号为Q235、Q255、Q275,主要用于农机、化工机械、铁道零件、五金工具等。
3、六角钢
六角钢的截面尺寸为,对边距离8-70mm.通常长度3-8m.常用钢牌号为Q195、Q215、Q235,主要用于制造螺母等标准件。
4、标准件用碳素钢热轧圆钢
标准件用碳素热轧圆采用牌号BL2、BL3低碳碳素钢,其硅含量较低(质量分数不大于0.07%),硫、磷质量分数降至不大于0.040%,残余铜质量分数不大于0.25%。这种钢具有良好的冷**锻加工性能,使用前不需退火处理,拉拔后直接进行**锻制造加工。主要用于制造螺母、螺栓、螺钉、铆钉等。
镀铝锌的详细描述和性能:镀铝锌钢板是铝锌合金结构组成,由55%铝、43%锌与2%硅在600℃高温下凝固而组成,其整个结构由铝-铁-硅-锌,形成致密的四元结晶体的一种合金。
镀铝锌钢板具有不少优良的特性:强的耐腐蚀性,是纯镀锌板的3倍;表面有漂亮的锌花,可以作为建筑屋外板使用。
“镀铝锌钢卷”的耐腐蚀性主要是因为铝,铝的保护功能。当锌受到磨损时,铝便形成一层致密的氧化铝,阻止耐腐蚀性物质进一步的腐蚀内部。
耐热性
铝锌合金钢板具有良好的耐热性,可以承受300多摄氏度的高温,与镀铝钢板的抗高温氧化性很类似,经常应用于
烟囱管,烤箱、照明器和日光灯罩。
镀铝锌板的用途
建筑:屋顶、墙壁、车库、隔音墙、管道和组合式房屋等
汽车:消声器、排气管、雨刷附件、燃料箱、货车箱 等
家电:冰箱背板、煤气炉、空调机、电子微波炉、LCD边框、CRT防爆带、LED背光源、电气柜等
某住宅项目三层样板间设计成异型钢柱纯框架结构,建筑采用砌块隔墙,建成后外部及室内观感均令人满意,与该住宅成品(混凝土剪力墙结构)实际效果一致,下图是样板间实景。
在工业厂房设计中经常采用异型钢柱,采用排架受力体系时,异型钢柱经常设计成双轴对称或主受力方向单轴对称,厂房纵向采用支撑系统抵抗纵向水平力,系杆、支撑构件多连接于异型柱弱轴形心轴上,这样在结构概念设计及采用杆系软件计算*处理。住宅中应用异型钢柱与厂房设计还是有很大区别的,下图是厂房梁柱连接方式与住宅梁柱连接方式的简单比较,
可以看出在住宅中,梁柱的截面形心轴不在同一位置上,不符合常规设计理念,在采用杆系软件计算时无法解决偏轴问题。尽管如此,与短肢剪力墙结构相比,笔者认为异型柱是在原来较大的矩形框架柱截面或整片混凝土墙修改为的截面面积较小的异型截面,相应地也减少了截面特性,而异型钢柱是在一个工字钢截面上增加一个T型截面,相应地是增加了弱轴方向的截面特性,特别是将钢梁与钢柱弱轴的刚性连接节点转化为与柱翼缘连接,优于常见设计中工字钢柱在弱轴方向设外伸连接板的刚性连接,加强了工字钢柱弱轴稳定,对结构安全是很有利的。一般认为工字钢柱弱轴刚性连接不可靠,所以在很多构造手册上建议在弱轴采用铰接框架加支撑体系或者采用钢管柱设计方案,抗震规范“柱在两个互相垂直的方向都与梁刚接时,宜采用箱形截面。当仅在一个方向刚接时,宜采用工字形截面,并将柱腹板置于刚接框架平面内。”规范中虽然没有明确说不可采用工字钢柱弱轴与钢梁刚接,但根据抗震规范节点抗震承载力验算要求,弱轴连接一般是无法满足相关条款要求的。异型工字钢柱相比箱形柱的节点加工*、施工方便节约钢材,相比框架支撑体系减少了支撑部分的设置,从应用角度可灵活用于住宅墙体中,满足建筑师对住宅内无外露结构构件的要求。
笔者认为异型钢柱在结构分析中存在以下问题:
1)异型钢柱全截面受力情况分析,这里主要指在弱轴上增加 T 型构件,是否就相应的增加了这部分的截面特性,包括 T 型构件偏轴远近的影响,笔者认为钢柱类型不同,截面特性增加比例也会不同;
2)异型钢柱局部稳定性计算,这点可以参考规范中柱板件宽厚比进行控制;
3)梁柱节点与钢柱形心轴偏离时整体受力分析,采用普通杆系计算软件是不能解决这个问题的。理想的计算模型应该采用有限元整体建模方式进行内力分析, 可以解决上述问题,但建模工作量太大了。
热浸镀铝锌镀层因其兼具镀锌的牺牲阳极保护和镀的隔离防护的优点,在工业生产中有着广阔的应用前景。在铝锌熔池中添加不同的合金元素,可获得满足不同使用要求的合金镀层。铝锌熔池中添加镁元素可以大大改善镀层的耐腐蚀性能。相关研究发现,镁对55Al-Zn高铝合金镀层的影响时,发现了周期层状组织,此外,盐雾腐蚀结果表明,镀层的耐蚀性能得到了提高。
为深入了解这种周期层状组织,湘潭大学高琳洁等借助扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射分析仪(XRD)、X射线光电子能谱分析(XPS)、电化学工作站等设备仪器,通过改变热浸镀铝锌镁熔池中的铝和镁含量以及浸镀时间,对镀层中周期层状组织的组织结构、形成条件和耐蚀性能进行了系统研究。
对铝锌镁镀层中典型的周期层状组织进行深入分析后发现,周期层状组织由交替排列的浅灰色FeAl3Znx层和深灰色的(Al+Zn)层构成,此外,在基体与周期层状组织之间还有一层较薄的Fe2Al5Znx层。
熔池中铝含量在15-25 wt.%之间时,镀层为常见铝锌镁镀层,由靠近基体的铁铝合金层和与之相邻的(Al+Zn)层构成,并没有周期层状组织的出现。当铝含量增加至35 wt.%时,镀层中开始形成了周期层状组织,且随着铝含量增加,周期层状组织形成的孕育期缩短,然而当铝含量过高,周期层状组织反而开始被破坏。在铝锌熔池中添加镁元素,当铝含量在35-55 wt.%之间时,随着镁含量增加,周期层状组织的孕育期缩短,同样,镁含量**过一定范围时,周期层状组织开始被破坏。
此外,熔池中铝、镁含量变化同样会对FeAl3Znx层和层片对总厚度产生影响。对镀层总厚度相近的周期层状组织的样品与一般铝锌镁镀层样品进行电化学测试,结果表明周期性层状组织的耐蚀性能较优。
东国制钢中国江阴工厂2013年推出镀铝锌镁GLX,采用韩国KSD3033标准,是将铝锌硅镁合金化后,热浸镀在钢板上的合金,镀层由55%铝,43.4锌和镁(镁约1~2%),1.6%硅组成。该产品在苛刻的腐蚀环境下也能发挥优异的耐腐蚀性,具备使用寿命长,镀层薄而耐腐蚀性较高的优点,是节省资源适合环保的产品。