本土构建组大硬度弱金材钢的情态和作用

　　虽然所有建筑都受到地震作用，但低层房屋自重小，地震力也小；超高层建筑则不同，它自重很大，而且多为塔形，下部楼层所受水平地震力很大。再加上其他水平载荷如风载荷等引起的轴力和弯矩，使得框架柱的内力非常大。

　　截面尺寸也很大，如果用混凝土结构，柱的边长大的可达到好几米，使室内有效空间变得很小；如果用低碳钢，柱尺寸也会很大。如果用高强度低合金钢，柱尺寸可以减小，这就是为什么要用高强度低合金钢的原因。另外，地震的冲击作用要求结构材料具有良好的延性和冲击韧性，低合金钢可以满足有关的要求。

　　美国规范认为，要利用非弹性性能的构件，其钢材低屈服强度不能大于350MPa，否则塑性难以满足要求，对于仅柱脚出现塑性铰的框架柱可不受此限，但这是不容易做到的。我国（钢结构设计规范）规定可采用Q390钢材，修订草案还列入Q420钢材，是对非抗震结构而言。对于高层建筑钢结构柱，一般说来不宜采用抗拉强度大于350MPa的钢材。

　　但对于框架梁，由于往往受刚度要求控制，应力不高，可区别情况采用Q235或Q345，也有翼缘因较厚采用高钢强度低合金钢腹板采用Q235的。钢材屈服强度超过标准值过多是不利的。美国钢结构学会房屋钢结构抗震规定指出，在1994年的加州北玲地震中，约有100幢钢结构房屋的梁柱连接出现脆性破坏，是很多因素造成的，其中重要因素之一是没有认识到梁的实际屈服点普遍高于屈服点规定值，它使连接的要求提高了，而设计承载力没有跟上。

　　这里指的不是梁、柱钢材的屈服点同时提高，如果同时提高了，倒没有什么问题，而是担心梁提高了柱没有提高，这样会使梁的连接承载力不够，或使梁端的塑性铰转移到柱上，形成倒塌机制。美国型钢生产商学会（SSPC）于1994年进行过结构钢产品性能调查，曾建议采用屈服点的平均值。后来发现，超强情况不仅对型钢构件，也适用于包括刚架的各结构体系。

　　美国现已将框架梁柱连接的承载力计算关系式作了如下调整：M别）aMPa已由过去的1.2改为1.5（低碳钢）和1.3（低合金钢）。我国钢材屈服强度虽不象美国钢材那样偏高，甚至有低于标准值的，但考虑到现在用进口钢材的很多，而且按我国高层建筑结构用钢板标准草案，虽然缩小了屈服点的波动范围，偏高仍有110MPa，故抗震规范修订草案将a由原来的1.2改为1.3.2对高强度低合金钢的性能要求用于抗震结构的高强度低合金钢，我国（高层民用建筑钢结构技术规程》提出以下要求，它是参照国外标准特别是美国标准提出的。