本書內(nèi)容廣泛，除列舉較多的工程實(shí)例外，包括有：設(shè)計(jì)工程中常遇的關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)材料選用、風(fēng)荷載及地震作用的計(jì)算、結(jié)構(gòu)類型及結(jié)構(gòu)體系的選擇、結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析方法、鋼構(gòu)件和鋼骨混凝土構(gòu)件承載力計(jì)算和連接構(gòu)造設(shè)計(jì)、組合樓蓋設(shè)計(jì)等，還包括了剛結(jié)構(gòu)制作和安裝、防銹和防火涂料應(yīng)用。書中也列出了國外鋼材鋼號的選用。

世界上1001管設(shè)高建筑建成的年代、材料及用途

二、國內(nèi)高層建筑鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展概況

三、國內(nèi)鋼材生產(chǎn)和鋼結(jié)構(gòu)制作安裝技術(shù)概況

1.鋼材質(zhì)童及規(guī)格在不斷提高和開發(fā) 高層建筑鋼結(jié)構(gòu)中的柱子及豎向支撐常需采用大于40mm的厚鋼板，而且要求符合Z 向斷面收縮率的規(guī)定。目前，厚鋼板的生產(chǎn)質(zhì)量在逐漸提高，也已能生產(chǎn)符合斷面收縮率 要求的厚鋼板，如上海寶山鋼鐵公司等。 H型鋼的生產(chǎn)供應(yīng)已處于開發(fā)供應(yīng)階段。自1997年開始，已有馬鞍山鋼鐵公司、鞍山 第一軋鋼廣及萊蕪鋼鐵公司等廠家生產(chǎn)H型鍋。馬鋼公司可供應(yīng)的最大截面：寬翼緣H型 鋼為400×400mm，中翼緣H型鋼為600×300mm，窄翼緣H型鋼為700×300mm。 前一時期國內(nèi)高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的鋼材主要采用進(jìn)口鋼材。現(xiàn)隨著國內(nèi)廠家的產(chǎn)品開發(fā)， 規(guī)格增多、價格趨于合理等，也將便國產(chǎn) 鋼材采用數(shù)量增加，

2.鋼結(jié)構(gòu)制作安裝專業(yè)公司在擴(kuò)大 高層鋼結(jié)構(gòu)的制作及安裝技術(shù)要求，一般情況下要高于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。近年來水泥標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范范本，隨 著國內(nèi)高層鋼結(jié)構(gòu)工程不斷增多以及國內(nèi)廠商與外商在制作和安裝的合作，并經(jīng)歷了北京， 上海和深圳等一批大中項(xiàng)目的實(shí)踐，已形成一些專業(yè)公司，也已具有較好的技術(shù)水平。國 內(nèi)有些專業(yè)公司已具備高良鋼結(jié)構(gòu)總承包商的條件

鋼結(jié)構(gòu)的施工特點(diǎn)是鋼構(gòu)件在工廠制作，然后在現(xiàn)場安裝。鋼構(gòu)件安裝時，一般不搭 設(shè)大量的腳手架，同時采用壓型鋼板可作為混凝土樓板的永久性模板，無需另行支設(shè)模板， 而且混凝土樓板的施工可與鋼構(gòu)件安裝交叉進(jìn)行。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)除鋼筋可在車間內(nèi)下料 外，大量的支模、鋼筋綁扎和混凝土澆筑等工作均需在現(xiàn)場進(jìn)行。因此，鋼結(jié)構(gòu)的施工速 度�？煽煊阡摻罨炷�土結(jié)構(gòu)約20%～30%，相應(yīng)的施工周期也縮短，能早日投人使用，使 投資方在經(jīng)濟(jì)效益上獲得早回報。 （二）關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)造價及綜合經(jīng)濟(jì)效益 1.高層鋼結(jié)構(gòu)的造價高于同高度混凝土結(jié)構(gòu)的造價及其原因 不包括基礎(chǔ)及地下室結(jié)構(gòu)在內(nèi)，上部高層鋼結(jié)構(gòu)造價一般為同樣高度鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 造價的1.5～2.0倍，從而增加了上部結(jié)構(gòu)的直接投資。鋼結(jié)構(gòu)的造價一般包含三部分，即 鋼材費(fèi)用、制作和安裝費(fèi)用，以及防火涂料費(fèi)用，這三者的粗略比例關(guān)系可由下式表示 鋼結(jié)構(gòu)造價=鋼材費(fèi)用（40%）+制作安裝費(fèi)用（30%）十防火涂料費(fèi)用（30%） 實(shí)際工程中鋼結(jié)構(gòu)的用鋼量雖大于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋用鋼量，但這不是兩種結(jié) 構(gòu)差價的主要原因，主要原因在于防火涂料費(fèi)用占有較大的比例，以及鋼結(jié)構(gòu)制作安裝的 技術(shù)含量較高，相應(yīng)的勞務(wù)費(fèi)也高。上式中制作安裝費(fèi)用和防火涂料費(fèi)用與結(jié)構(gòu)用鋼量相 關(guān)，因此節(jié)省用鋼量對降低工程造價是很見效的。 2.上部鋼結(jié)構(gòu)造價與全部結(jié)構(gòu)造價及工程造價的比例關(guān)系 全部結(jié)構(gòu)造價包括上部鋼結(jié)構(gòu)外，還包括影響較大的基礎(chǔ)造價和地下室造價�；�礎(chǔ)造 價與地基土條件有很大的關(guān)系，軟土地基時的樁基費(fèi)用相當(dāng)高。對于一般性高層建筑，上 部鋼結(jié)構(gòu)造價約為全部結(jié)構(gòu)造價的60%～70%。工程造價除包括全部結(jié)構(gòu)造價外，還包括 費(fèi)用很高的建筑裝修及電梯、機(jī)電設(shè)備等。粗略估計(jì)時，一般全部結(jié)構(gòu)造價約為工程造價 的20%～30%，相應(yīng)地上部鋼結(jié)構(gòu)約為工程造價的15%～20%。 3.采用鋼結(jié)構(gòu)的綜合經(jīng)濟(jì)效益 由上述可知，上部鋼結(jié)構(gòu)的造價一般為工程造價的15%～20%，而一般工程造價約為 工程總投資（包括拆遷、購地及市政設(shè)施增容費(fèi)用等）的50%～70%，相應(yīng)地上部鋼結(jié)構(gòu) 造價約為工程總投資的8%～15%。因此鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)間的差價約為工程總投 資的5%～10%。這一差價�？捎捎诓捎娩摻Y(jié)構(gòu)后，因自重輕而降低基礎(chǔ)造價、增加建筑使 用面積和縮短施工周期等得到相當(dāng)程度的彌補(bǔ)，從而提高工程的綜合經(jīng)濟(jì)效益。 （三）存在的主要問題 1.鋼結(jié)構(gòu)的耐火性能差 鋼結(jié)構(gòu)是不耐火的結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)烈焰下，構(gòu)件溫度迅速上升，鋼材的唇服強(qiáng)度 和彈性模量隨溫度上升而急劇下降。當(dāng)結(jié)構(gòu)溫度達(dá)到350℃及500℃時，其強(qiáng)度可分別下降 30%及50%，至600℃時結(jié)構(gòu)完全喪失承載能力，變形迅速增大，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)倒塌。因此， 《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ99一98）規(guī)定對鋼結(jié)構(gòu)中的梁、柱、支撐及作承重用 的壓型鋼板等要采用噴涂防火涂料保護(hù)。 2.吸取度害經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)完善鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 現(xiàn)已頒布的《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ99一98（以下簡稱“高鋼規(guī)程”），在 內(nèi)容上已反映部分國內(nèi)外的地震震害經(jīng)驗(yàn)和抗震設(shè)計(jì)措施。但是，由于地震的隨機(jī)性和實(shí) 際工程結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，未能避免諸如結(jié)構(gòu)平面和剖面的不規(guī)則，以及沿堅(jiān)向的剛突變和

強(qiáng)度突變的結(jié)構(gòu)方案，潛伏著結(jié)構(gòu)的薄弱部位和遭受破環(huán)的可能性。鋼結(jié)構(gòu)雖有較好的延 性，但還難以避免連接節(jié)點(diǎn)的開裂、支撐的壓屈，在阪神地震中還發(fā)生柱子脆性斷裂等震 害。因此，需要在總結(jié)震害經(jīng)驗(yàn)的同時開展科學(xué)研究，逐漸完善鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 3.不易落實(shí)鋼材供應(yīng) 目前對于國內(nèi)生產(chǎn)符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求的厚鋼板，仍需改進(jìn)和研制開發(fā)；H型鋼雖已生 產(chǎn)，但規(guī)格還不齊全，供應(yīng)上還需適應(yīng)小批量的要求。因此，設(shè)計(jì)過程中需要為落實(shí)鋼材 供應(yīng)作深入的調(diào)查研究，必要時要考慮采用進(jìn)口鋼材的可能性和供應(yīng)條件，以使設(shè)計(jì)方案 和所用的鋼材得到落實(shí)。

圖1.2.1外鋼框架與混凝土內(nèi)筒 的水平剪力分配率

國內(nèi)外高層建筑中，完整地對梁、柱、支撐及剪力墻等均采用鋼骨混凝土的工程實(shí)例 尚屬很少；它主要用于下列情況：

第三節(jié)結(jié)構(gòu)體系的分類及應(yīng)用

一、高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體系分類

圖1.3.1各類結(jié)構(gòu)體系的適應(yīng)高度

“高鋼規(guī)程”提出的類型除未列舉類型3的結(jié)構(gòu)體系外，基本上與上劃分的結(jié)構(gòu)體系 類似，對所列結(jié)構(gòu)體系與建筑高度的適應(yīng)關(guān)系在概念土也基本相同。 按上述劃分的各類體系，在實(shí)際工程中還可派生出一些有其本身特征的結(jié)構(gòu)體系，也 有些工程還不易確切地說明其屬哪一種結(jié)構(gòu)體系。隨著時代的前進(jìn)，以及人們創(chuàng)造性的不 斷發(fā)揮，結(jié)構(gòu)體系還會多樣化。

進(jìn)行實(shí)際工程設(shè)計(jì)時，常需綜合考慮很多因素，由此進(jìn)行深人的方案比較，在優(yōu)化過 程中確定其適宜的結(jié)構(gòu)體系。優(yōu)化過程中宜考慮的主要因素包括： 1.要適應(yīng)地震區(qū)和非地震區(qū)建筑的不同要求 地震區(qū)與非地震區(qū)高層建筑鋼結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)概念上，有相同之處，但也有較大的差異。地 震區(qū)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)符合三水準(zhǔn)的抗震設(shè)防要求，并為符合裂而不倒的要求在選擇結(jié)構(gòu) 體系時應(yīng)作如下的考慮： （1）形成多道抗震防線的結(jié)構(gòu)體系。在這些體系中，宜采用偏心支撐和設(shè)置贊余桿，使 大震時，通過第一道結(jié)構(gòu)防線出現(xiàn)塑性鉸，以及贊余桿和耗能梁段等的屈服，耗散地震能 量； （2）結(jié)構(gòu)體系宜具有適應(yīng)支撐→梁→柱的服順序機(jī)制，或耗能梁段→支撐→梁→柱 的屈服順序機(jī)制。相應(yīng)地要避免使豎向支撐既承擔(dān)水平剪力又傳遞重力荷裁，更應(yīng)避免使

圖1.3.2樓面結(jié)構(gòu)及抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的用鋼量

圖1.3.2樓面結(jié)構(gòu)及抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的用鋼盤

范圍，形成無國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)可遵循。對于60~100mm的特厚鋼板，如要采用，則應(yīng)落實(shí)特厚鋼 板關(guān)于斷面收縮率等保證項(xiàng)目及加工廠的焊接工藝，以使結(jié)構(gòu)體系其有現(xiàn)實(shí)性，必要時可 考慮采用進(jìn)口鋼板。 高層建筑鍋結(jié)構(gòu)中采用厚銷板的構(gòu)件主要是柱和支撐，因此，通過對結(jié)構(gòu)體系和柱距 等的優(yōu)化比較，分析研究采用鋼板厚度小于100mm的可能性。 5.著重對抗側(cè)力結(jié)構(gòu)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較 隨著科研水平的不斷提高，設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的逐漸豐富，國外高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的用鋼量近期 工程低于早期工程。其中原因較多，有鋼材強(qiáng)度提高的因素，以及建筑外墻材料及隔墻材 料的減輕因素，但也由于結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)布暨等不斷改進(jìn)的原因。由圖1.3.2可知，一般 高層建筑鋼結(jié)構(gòu)中，樓面結(jié)構(gòu)的用鋼量變化較小，但柱子及支撐等主要抗側(cè)力構(gòu)件的用鋼 量，將隨著建筑高度的增加而加大，因些，經(jīng)濟(jì)比較要著重對抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系的比較

四節(jié)高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的地震震害經(jīng)驗(yàn)

我國高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用時間較短，已建的工程還未經(jīng)歷地震考驗(yàn)�，F(xiàn)摘引一些 獻(xiàn)中關(guān)于日、美等國家的震害情況，從中吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)

一、1985年墨西哥城地1.11

圖1.4.1墨西哥城PinoSuarez綜合樓平面及立面

圖1.4.2C樓結(jié)構(gòu)平面

扭轉(zhuǎn)角最大達(dá)14.5°，相應(yīng)地產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。D樓倒塌的根本原因是鋼柱的作用力大 于承載力。B樓和C樓沒有倒塌，這也說明地震作用和實(shí)際結(jié)構(gòu)存在隨機(jī)性的不確定因素。 此外，震害調(diào)查結(jié)果也獲得重要啟示，瀕臨倒塌的C樓，其余傳力途徑還沒有完全破壞， 因此，如在設(shè)計(jì)中再采取一些抗震措施，也許D樓可不致倒場

1994年美國諾斯里奇（Northrige）發(fā)生6、7級地震。震后未發(fā)現(xiàn)倒塌的鋼結(jié)構(gòu)建筑， 所發(fā)現(xiàn)的鋼結(jié)構(gòu)破壞形式主要為如下的局部破壞： （1）框架節(jié)點(diǎn)區(qū)的梁柱焊接連接破壞； （2）豎向支撐的整體失穩(wěn)和局部失穩(wěn)； （3）在柱腳的柱翼緣和底板焊趾處底板出現(xiàn)裂縫，以及錨栓失效。 現(xiàn)引述部分文獻(xiàn)關(guān)于梁柱焊接連接破壞的分析研究，以使設(shè)計(jì)者從大量破壞實(shí)例中弓 起注意和改進(jìn)， 美國鋼框架設(shè)計(jì)中常采用H形截面的梁柱，其連接方法按剛接連接時常如圖1.4.3所 示，即梁翼緣與柱采用坡口熔透焊連接，而梁腹板采用摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接�？拐鹪O(shè)計(jì) 中對該節(jié)點(diǎn)要求符合強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱桿件的準(zhǔn)則，然而震害結(jié)果表明設(shè)計(jì)末實(shí)現(xiàn)這一要求，而出 現(xiàn)較多的節(jié)點(diǎn)破壞。

諾斯里奇地震中，大多數(shù)節(jié)點(diǎn)破環(huán)發(fā)生在 梁柱連接的下翼緣，而上翼緣的破壞要少得多， 這也許有兩種原因：（1）混凝土樓板與鋼梁的共 司作用，導(dǎo)致上翼緣應(yīng)力減小，下翼緣應(yīng)力增 大；（2）下翼緣在腹板位置的焊接中斷構(gòu)成焊縫 缺陷。 圖1.4.4是諾斯里奇地震后觀察到的梁柱 焊接連接處的失效模式： （1）圖1.4.4（α）及圖1.4.4（5）的模式 這是一種很普遍的斷裂形式，焊縫與柱翼 緣完全斷開，或如圖1.4.4（）的部分?jǐn)嚅_；

圖1.4.3美國諾斯里奇地震中的梁柱連接裂縫

斷裂從襯板和柱的交界處開始，然后從柱翼緣母材擴(kuò)展，而后撕下一部分柱翼緣母材， 或如圖1.4.4（d）部分撕開； (3）圖1.4.4（e）的模式 焊趾處梁下翼緣裂通； （4）圖1.4.4（f）的模式 柱翼緣產(chǎn)生層狀撕裂； （5）圖1.4.4（g）及圖1.4.4（h）的模式 柱翼緣開裂，甚至擴(kuò)展到柱的腹板內(nèi)。 上述梁柱連接部位的斷裂現(xiàn)象，主要有下列因素造成： （1）焊縫的缺陷，如裂縫、欠焊、夾殖及氣孔； （2）連接部位的鋼材存在三向應(yīng)力，無法形成側(cè)向收縮或剪切滑移，以致設(shè)有明顯廚 服現(xiàn)象下就發(fā)生脆性破壞； （3）試驗(yàn)及有限元非線性分析結(jié)果表明，梁柱節(jié)點(diǎn)的高應(yīng)力區(qū)集中在翼緣的焊縫及板 域處；

圖1.4.4諾斯里奇地震中梁柱焊接連接處的失效模式 (α)焊縫一柱交界處完全斷開；(6)焊縫一柱交界處部分?jǐn)嚅_；(c)沿柱翼緣向.上擴(kuò)展，完全斷開： 斷開（d)沿柱翼緣向上擴(kuò)展，部分?jǐn)嚅_：（e)焊趾處梁翼緣裂通：()柱翼緣層狀撕裂：（g)柱翼緣裂通 （水平方向或隨斜方向）：（h）數(shù)鮮穿過柱翼滾和部分腹板

（4）由于焊接工藝需設(shè)置襯板，焊接后又原位保留襯板，形成襯板與柱翼緣之間形成 條“人工縫”。這條“人工縫”的尖端處產(chǎn)生應(yīng)力集中

1995年1月17日在日本版神地區(qū)發(fā)生7.2級大地麓，地霆烈度為7度（日本對地震烈 渡劃分為1～7度，最高為7度），震中位于淡路島北端，距神戶市區(qū)約40km。霆源深度為 14.3km處。主震時間約10s，記錄出的最大加速度為NS818Gal、EW617Gal、UD（上下） 332Gal。距震中15km處的卓越周期是0.8~1.0s（水平）、0.9~1.5s（垂真）。 現(xiàn)就有關(guān)文獻(xiàn)中對鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)及鋼結(jié)構(gòu)的霞害情況摘引如下。 （一）鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)的震害情況 從震害在數(shù)量上的比例關(guān)系和破壞程度的比較，鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)要小于鋼筋混凝土結(jié) 構(gòu)，但有相當(dāng)數(shù)量的破壞，甚至發(fā)生未曾預(yù)料到的倒塌事故。這一結(jié)構(gòu)在震害中有下列破 壞特點(diǎn)。 1.格構(gòu)式鋼骨混凝土柱的破壞 日本鋼骨混凝土柱的格構(gòu)式鋼骨，一般由角鋼和鋼板組成，因此多數(shù)是在鉚釘連接處 破壞使角鋼失穩(wěn)屆服。一幢10層及一幢6層建筑，柱產(chǎn)生混凝土剝落，由角鋼組成的格構(gòu) 式鋼骨發(fā)生變形及向外鼓出。試驗(yàn)中也已證明格構(gòu)式鋼骨混凝土柱比實(shí)腹式鋼骨的抗剪性 能差。 日本在1958年第一版鋼骨混凝土規(guī)范中，提出鋼骨混凝土柱子主要采用非實(shí)腹式鋼 骨，但在1987年規(guī)范中已改為主要采用實(shí)腹式鋼骨。 2.采用實(shí)腹式鋼骨混凝土柱結(jié)構(gòu)的大變形

在1981年以后按日本新規(guī)范設(shè)計(jì)和采用實(shí)腹式鋼骨混凝士柱的結(jié)構(gòu)中，一幢11層住 宅樓，首層為雞腿式柱子落地，發(fā)生典型的剪切破壞和結(jié)構(gòu)在震后有殘余的水平位移。另 一幢10層房屋在首層的殘余變形達(dá)20cm。這兩幢樓均末倒塌，也許由于鋼骨混凝土柱有較 好的延性才不至于使建筑倒塌。 3.非埋入式柱腳的破壞 非埋人式柱腳是地腳螺栓與底板相連，外包鋼筋混凝土，鋼骨柱沒有埋入基礎(chǔ)內(nèi)。震 后杜柱腳處的地腳螺栓脫開、混凝土破碎、鋼筋彎曲，這種破壞形式曾多起發(fā)生。有一幢11 層鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)柱腳的4根地腳螺栓全部斷開，柱腳水平移動25cm，但建筑未倒塌。柱

圖1.4.5蘆屋市海濱城高層住寶鋼結(jié)構(gòu)平面及韻面

腳破環(huán)的主要原因，可能是設(shè)計(jì)中未預(yù)料到地震時柱將產(chǎn)生相當(dāng)大的拉力，以及地震開始 時存在豎向震動。 4.組合結(jié)構(gòu)的中間層倒塌 日本有些高層建筑上部為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，下部為鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)，由于兩種結(jié)構(gòu)材 料和剛度的不同，使交界部位形成薄弱層，在地震中發(fā)生中間層倒塌。對于這種結(jié)構(gòu)也曾 引起日本學(xué)術(shù)界的重視，日本近畿建筑行政會議關(guān)于高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)中，規(guī) 定這種結(jié)構(gòu)限用于高度31m以下的建筑，對其設(shè)計(jì)方法還需給予特殊考慮。 5.連接節(jié)點(diǎn)破壞 在這次地震中，鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼構(gòu)件和連接節(jié)點(diǎn)也有破壞。如一幢11層框架剪 力墻的住宅樓，與剪力墻相鄰的鋼骨混凝土柱由于受拉彎作用力，使連接部位的高強(qiáng)度螺 栓連接板破壞。一幢14層樓的樓梯間在3層的角柱，其柱頭鋼骨斷裂。其他破壞情況如梁 柱節(jié)點(diǎn)的剪切裂縫和混凝土剝落等也很多。 （二）鋼結(jié)構(gòu)的震害情況 阪神地震中，鋼結(jié)構(gòu)建筑中震害嚴(yán)重和數(shù)量較多的主要是年久失修的簡易輕型低層鋼 結(jié)構(gòu)；但也有建于70年代后期的鋼結(jié)構(gòu)建筑遭受破壞，在1981年新的抗震規(guī)范頒布后按 新規(guī)范設(shè)計(jì)的建筑很少破壞�，F(xiàn)就一些較典型的破壞分述如下。 1. 鋼柱脆斷[1. 6J1.11] 鋼柱脆斷發(fā)生在蘆屋市海濱城高層住宅小 區(qū)的21幢住宅樓內(nèi)。該小區(qū)于1979年7月以 前建成，共有52幢19～29層不同高度的高層 住宅。這些住宅的結(jié)構(gòu)形式相同，均為巨型鋼框 架結(jié)構(gòu)（圖1.4.5）。巨型框架的巨型柱為 2.445m×2.750m的立體桁架柱，沿縱向兩根 巨型柱之間設(shè)置高為3.2m的巨型桁架梁。結(jié) 構(gòu)外柱為500mm×500mm×50mm的箱形截 面柱，內(nèi)柱及橫梁為軋制H型鋼，中心支撐為 圓鋼管。 阪神地震中，該住宅小區(qū)21幢樓共計(jì)57 根鋼柱發(fā)生斷裂，其中13根鋼柱為母材斷裂，7 根鋼柱在與支撐連接處開裂，37根鋼柱發(fā)生在 拼接焊縫處。所有斷裂的箱形截面柱均出現(xiàn)在 4層以下的樓層里，而且以19～24層的住宅 樓破壞最嚴(yán)重，（圖1.4.6及圖1.4.7），29層的 住宅樓則無一受損。梁的破壞有16處，支撐僅 有6處，均遠(yuǎn)少于柱的破壞。其破壞順序不是預(yù) 圖1.4.6一幢19層鋼結(jié)構(gòu)建筑在 期的支撐→梁→柱，而是相反的順序。 第一層產(chǎn)生鋼柱斷裂（注：見封底） 柱子產(chǎn)生明顯的脆性受拉斷裂，（圖1.4.6

腳破環(huán)的主要原因，可能是設(shè)計(jì)中未預(yù)料到地震時柱將產(chǎn)生相當(dāng)大的拉力，以及地震開始 時存在豎向震動。 4.組合結(jié)構(gòu)的中間層倒塌 日本有些高層建筑上部為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，下部為鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)，由于兩種結(jié)構(gòu)材 料和剛度的不同，使交界部位形成薄弱層，在地震中發(fā)生中間層倒塌。對于這種結(jié)構(gòu)也曾 引起日本學(xué)術(shù)界的重視，日本近畿建筑行政會議關(guān)于高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)中，規(guī) 定這種結(jié)構(gòu)限用于高度31m以下的建筑，對其設(shè)計(jì)方法還需給予特殊考慮。 5.連接節(jié)點(diǎn)破壞 在這次地震中，鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼構(gòu)件和連接節(jié)點(diǎn)也有破壞。如一幢11層框架剪 力墻的住宅樓，與剪力墻相鄰的鋼骨混凝土柱由于受拉彎作用力，使連接部位的高強(qiáng)度螺 栓連接板破壞。一幢14層樓的樓梯間在3層的角柱，其柱頭鋼骨斷裂。其他破壞情況如梁 柱節(jié)點(diǎn)的剪切裂縫和混凝土剝落等也很多。 （二）鋼結(jié)構(gòu)的震害情況 阪神地震中，鋼結(jié)構(gòu)建筑中震害嚴(yán)重和數(shù)量較多的主要是年久失修的簡易輕型低層鋼 結(jié)構(gòu)；但也有建于70年代后期的鋼結(jié)構(gòu)建筑遭受破壞，在1981年新的抗震規(guī)范布后按 新規(guī)范設(shè)計(jì)的建筑很少破壞�，F(xiàn)就一些較典型的破壞分述如下

鋼柱脆斷發(fā)生在蘆屋市海濱城高層住宅小 區(qū)的21幢住宅樓內(nèi)。該小區(qū)于1979年7月以 前建成，共有52幢19～29層不同高度的高層 住宅。這些住宅的結(jié)構(gòu)形式相同，均為巨型鋼框 架結(jié)構(gòu)（圖1.4.5）。巨型框架的巨型柱為 2.445m×2.750m的立體桁架柱，沿縱向兩根 巨型柱之間設(shè)置高為3.2m的巨型桁架梁。結(jié) 構(gòu)外柱為500mm×500mm×50mm的箱形截 面柱，內(nèi)柱及橫梁為軋制H型鋼，中心支撐為 圓鋼管。 阪神地震中，該住宅小區(qū)21幢樓共計(jì)57 根鋼柱發(fā)生斷裂，其中13根鋼柱為母材斷裂，7 根鋼柱在與支撐連接處開裂，37根鋼柱發(fā)生在 拼接焊縫處。所有斷裂的箱形截面柱均出現(xiàn)在 14層以下的樓層里，而且以19～24層的住宅 樓破壞最嚴(yán)重，（圖1.4.6及圖1.4.7），29層的 住宅樓則無一受損。梁的破壞有16處，支撐僅 有6處，均遠(yuǎn)少于柱的破壞。其破壞順序不是預(yù) 期的支撐→梁→柱，而是相反的順序。 柱子產(chǎn)生明顯的脆性受拉斷裂，（圖1.4.6

圖1.4.6 一幢19層鋼結(jié)構(gòu)建筑在 第一層產(chǎn)生鋼柱斷裂（注，見封底）

圖1.4.6一幢19層鋼結(jié)構(gòu)建筑在 第一層產(chǎn)生鋼柱斷裂（注：見封底）

7)，是元至出乎意料的；其原因仍有待研究分析，初步的分析意見為： （1）豎向地震及傾覆力矩，使柱產(chǎn)生很大的拉力：

（2）斷裂位于拼接焊縫附近，是由于焊接缺陷構(gòu)成薄弱部位； （3）厚板焊接時過熱使焊接點(diǎn)附近延性降低； （4）地震時為日本嚴(yán)冬期，該鋼柱位于室外，鋼材溫度低于零度。 2.支撐及其連接板的破壞 支撐構(gòu)件的破壞與以往歷次地震相似，主要有三種破壞形式： （1）支撐屆曲； （2）支撐與節(jié)點(diǎn)板連接破壞； （3）支撐與柱的連接破壞。

.4.7一幢19層鋼結(jié)構(gòu)建筑在第六層產(chǎn)生鋼柱斷 及支撐開裂，支撐屈曲（與圖1.4.6為同一幢建筑

梁柱節(jié)點(diǎn)的破環(huán)較顯著，圖1.4.8為震后觀察到的梁柱焊接連接處的四種破壞模 式：

圖1.4.8阪神地震中梁柱焊接連接的破壞模式

模式1一翼緣斷裂； 模式2及3一一熱影響區(qū)的斷裂； 模式4一一橫隔板斷裂。 上述連接破壞發(fā)生時，梁翼緣已有顯著屆服或局部屆曲現(xiàn)象。此外，連接裂縫主要向 梁的一側(cè)擴(kuò)展，這是由于梁柱節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造采用橫隔板向外側(cè)伸出有關(guān)。

上述1985年墨西哥城地震、1994年諾斯重奇地和1995年版神地震等均為抗震設(shè)計(jì) 和研究提供了很多有益的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。這三次地中，由于鋼結(jié)構(gòu)具有良好的延性，相對于 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的破壞程度要小。殷神地震中，也表明按1981年新的抗震規(guī)范設(shè)計(jì)的建筑 很少被壞。但是，有些鋼結(jié)構(gòu)建筑的倒塌和鋼柱的脆性斷裂，以及支撐屆曲和數(shù)重較多的 梁柱節(jié)點(diǎn)的破壞，已引起工程界的重視并進(jìn)行相應(yīng)的分析研究�，F(xiàn)結(jié)合有關(guān)文獻(xiàn)的論述作 如下歸納。 1.關(guān)于實(shí)現(xiàn)大度不倒的抗震設(shè)計(jì)耳標(biāo) 墨西哥城地震中PinoSuarez綜合樓的D樓的倒塌，阪神地震中年久失修的鋼結(jié)構(gòu)倒

塌，以及鋼骨混凝土建筑中的中間層倒塌等，固然有其各自不同的因素，但反映了仍然存 在有關(guān)選擇適宜的結(jié)構(gòu)體系、設(shè)置多道抗震防線、避免結(jié)構(gòu)沿豎向側(cè)向剛度的突變，以及 減小結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)等要求未能得到實(shí)現(xiàn)的問題，而這些要求與實(shí)現(xiàn)大震不倒的抗震設(shè)計(jì)目 標(biāo)是直接相關(guān)的。 2.關(guān)于實(shí)現(xiàn)支撐→梁→柱的屈服顧序 上述的三次震害中，有些建筑實(shí)現(xiàn)了支撐→梁→柱的屆服順序，相應(yīng)地未產(chǎn)生嚴(yán)重破 壞。但在阪神地震中有的建筑出現(xiàn)了與此相反的順序，甚至柱子產(chǎn)生脆性斷裂，其原囚是 多方面的。但從抗震設(shè)計(jì)方面來探討，在地震區(qū)建筑中，宜盡可能來用偏心支撐，這將是 實(shí)現(xiàn)預(yù)期屈服順序的有效措施，此外，與豎向支撐直接相連的梁柱構(gòu)件，其承載力也應(yīng)符 合強(qiáng)柱弱梁的要求，以使梁先于柱子屈服。 3.關(guān)于實(shí)現(xiàn)強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱桿件的要求 梁柱節(jié)點(diǎn)采用栓焊法連接是當(dāng)今廣泛采用的方法，但在上述三次地震中這種節(jié)點(diǎn)存在 有較多的不同程度的破壞，需要對這種節(jié)點(diǎn)在設(shè)計(jì)上及焊接工藝上予以改進(jìn)，并提出下列 方法可作考慮： （1）改進(jìn)栓焊法中的焊接工藝 梁柱節(jié)點(diǎn)采用栓焊法連接時，節(jié)點(diǎn)破壞模式較多，但主要是鋼梁下翼緣與柱的連接破 壞�，F(xiàn)“高鋼規(guī)程”已參照日本在阪神地震后發(fā)表的《鐵骨工事技術(shù)指針》（1996）的規(guī)定 改進(jìn)了梁柱節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造連接方法（圖1.4.9），以使其便于焊接，提高焊接質(zhì)量，以及消除 “人工縫”； （2）削弱節(jié)點(diǎn)部位梁段的抗彎承載力

3.關(guān)于實(shí)現(xiàn)強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱桿件的要求

梁柱節(jié)點(diǎn)采用栓焊法連接是當(dāng)今廣泛采用的方法，但在上述三次地震中這種節(jié)點(diǎn)存 有較多的不同程度的破壞，需要對這種節(jié)點(diǎn)在設(shè)計(jì)上及焊接工藝上予以改進(jìn)，并提出下 方法可作考慮： （1）改進(jìn)栓焊法中的焊接工藝 梁柱節(jié)點(diǎn)采用栓焊法連接時，節(jié)點(diǎn)破壞模式較多，但主要是鋼梁下翼緣與柱的連接 不。現(xiàn)“高鋼規(guī)程”已參照日本在阪神地震后發(fā)表的《鐵骨工事技術(shù)指針》（1996）的規(guī) 改進(jìn)了梁柱節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造連接方法（圖1.4.9），以使其便于焊接，提高焊接質(zhì)量，以及消 人工縫”； （2）削弱節(jié)點(diǎn)部位梁段的抗查承裁力

圖1.4.10用狗骨式冀緣板及 翼緣鉆孔法使塑性餃外移

圖1.4.11采用加強(qiáng)短梁段的樹狀梁柱節(jié)點(diǎn)

（3）外移梁的工地連接節(jié)點(diǎn)位置及塑性鉸置 常用的梁柱栓焊法連接位置是直接緊靠柱邊的。樹狀式梁柱節(jié)點(diǎn)也已被廣泛應(yīng)用，即 在工廠中在柱上焊接一短梁段，使梁的工地連接節(jié)點(diǎn)位置外移一段距離，在工地再用栓焊 法或全用高強(qiáng)度螺栓與鋼梁連接（圖1.4.11）。這種節(jié)點(diǎn)做法，由于短梁在工廠中與柱焊接， 其質(zhì)量比工地焊接容易控制。此外，對于短梁段可以有意加厚或加寬翼緣鋼板，使塑性鉸 由柱面處向外側(cè)移位。 4.關(guān)于空腹式鋼骨混凝土柱的應(yīng)用 阪神地震中有一部分空腹式（或謂格構(gòu)式）鋼骨混凝土柱遭受嚴(yán)重破壞。簽于空腹式 鋼骨混凝土柱的抗震性能較差，《鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》YB9082一97建議不宜用于高 層建筑，相應(yīng)地在該規(guī)程中無空腹式鋼骨混凝土柱的設(shè)計(jì)規(guī)定，僅對實(shí)腹式鋼骨混凝土租 列出設(shè)計(jì)規(guī)定，

章鋼結(jié)構(gòu)材料及強(qiáng)度設(shè)計(jì)值

鋼材的種類常按不向用途、化學(xué)成分及生產(chǎn)工藝等進(jìn)行分類。 （一）按建筑用途分類 按建筑用途分類時，有碳素結(jié)構(gòu)鋼（普通及優(yōu)質(zhì)），以及焊接結(jié)構(gòu)用耐候鋼（耐大氣腐 蝕鋼）、高耐候性結(jié)構(gòu)鋼、橋梁用結(jié)構(gòu)鋼等專用結(jié)構(gòu)鋼。建筑結(jié)構(gòu)中常用的為碳素結(jié)構(gòu)鋼和 橋梁用結(jié)構(gòu)鋼。 · （二）按化學(xué)成分的碳及合金元素分類 1.碳素鋼：低碳鋼（C≤0.25%）、中碳鋼（C=0.26%~0.6%）及高碳鋼（C>0.6%） 建筑結(jié)構(gòu)中常用的為低碳鋼； 2.合金鋼：低合金鋼（合金元素總量<5%）、中合金鋼（合金元素總量5%10%）及 高合金鋼（合金元素總量>10%）。建筑結(jié)構(gòu)中常用的為低合金鋼。 （三）按化學(xué)成分的硫及磷含量分類 1.普通鋼：S≤0.05%，P≤0.045%； 2.優(yōu)質(zhì)鋼：S≤0.045%，P≤0.04%； 3.高級優(yōu)質(zhì)鋼；S≤0.035%，P≤0.03%。 建筑結(jié)構(gòu)中常用的為普通銅及優(yōu)質(zhì)鋼。 （四）按煉鋼爐爐種分類 按煉鋼爐爐種分類時，有平爐鋼、氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐鋼、堿性側(cè)吹轉(zhuǎn)爐鋼及電爐鋼等 建筑結(jié)構(gòu)用的碳素結(jié)構(gòu)鋼及低合金鋼由前兩種爐煉成。堿性側(cè)吹轉(zhuǎn)爐鋼在《鋼結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)規(guī)范》GB317一88中已不推薦采用2.2]，電爐鋼的質(zhì)量雖好，因價格高，一般不采 用。 （五）按澆注時脫氧程度及方法分類 1.沸騰鋼 沸騰鋼是在鋼液中僅用錳鐵弱脫氧劑進(jìn)行脫氧。鋼液在鑄錠時有相當(dāng)多的氧化鐵，它 與碳等化合生成一氧化碳等氣體，使鋼液沸騰。鑄錠后冷卻快，氣體不能全部逸出，因此 有下列缺陷： （1）鋼錠內(nèi)存在氣泡，軋制時雖容易閉合，但晶粒粗細(xì)不勻； （2）硫、磷等雜質(zhì)分布不勻，局部也較集中； （3）氣泡及雜質(zhì)不勻，使鋼材質(zhì)量不勾，尤其是使軋制的鋼材產(chǎn)生分層，當(dāng)厚鋼板在 垂直厚度方向產(chǎn)生拉力時，鋼板產(chǎn)生層狀撕裂

鋼材的力學(xué)性能（或稱機(jī)械性能）主要是指標(biāo)準(zhǔn)條件下的服點(diǎn)、抗拉強(qiáng)度、伸長率、 沖擊試驗(yàn)和冷彎試驗(yàn)，以及對于厚鋼板的厚度方向（Z向）受拉試驗(yàn)的斷面收縮率等。低碳 鋼Q235及低合金鋼Q345的前五項(xiàng)的力學(xué)性能要求分別見表2.1.1、表2.1.2和表2.1.4。 為說明Q345與以前常用鋼號16Mn之問的差異之處，在表2.1.6中列出16Mn鋼的力學(xué)性 能和在表2.17中列出它的化學(xué)成分，

Q235級鋼冷彎性能

主：1.B為試樣寬度，Q為鋼材率度（直徑）； 2.人級鋼的冷彎試驗(yàn)在需方有要求時才進(jìn)行

強(qiáng)度 4.強(qiáng)化階段（第IV階段） 鋼材經(jīng)歷癌服階段后，內(nèi)部晶粒重新排列，強(qiáng)度有所提高，但應(yīng)變大為增大，呈現(xiàn)鋼 材的塑性特征。應(yīng)力最高點(diǎn)E為抗拉強(qiáng)度f，即為抗破斷能力的極限值。 鋼材屈服強(qiáng)度于，常作為受拉或受壓時彈性和塑性工作的分界點(diǎn)。 鋼材屈服后（o>，）將產(chǎn)生很大的變形，并暫時失去可繼續(xù)加載的能力。因此，在設(shè) 計(jì)規(guī)范中將服強(qiáng)度了，作為強(qiáng)度承載力極限狀態(tài)的標(biāo)志值，并以國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn) 最低屆服點(diǎn)（廢品極限）確定鋼材強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。 （二）抗拉強(qiáng)度 鋼材的抗拉強(qiáng)度表示能承受的最大拉應(yīng)力值（圖2.1.1中的E點(diǎn)）。由于鋼材應(yīng)力超過 屆服強(qiáng)度后出現(xiàn)較大的殘余變形，結(jié)構(gòu)不能正常使用，因此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是以屈服強(qiáng)度作為 承載力極限狀態(tài)的標(biāo)志值，相應(yīng)地在一定程度上抗拉強(qiáng)度即作為強(qiáng)度儲備。其儲備率可以 抗拉強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度的比值強(qiáng)屆比（f/f，）表示，強(qiáng)比愈大則強(qiáng)度儲備愈大。因此，對 鋼材除要求符合屈服強(qiáng)度外，尚應(yīng)符合抗拉強(qiáng)度的要求。對于抗震的高層建筑，在“高鋼 規(guī)程”中規(guī)定強(qiáng)屈比不應(yīng)小于1.2，以及應(yīng)有明顯的服臺階。 （三）伸長率 標(biāo)準(zhǔn)試件的鋼材應(yīng)力達(dá)到抗拉強(qiáng)度于（圖2.1.1），繼續(xù)拉伸直至斷裂后的試件長度1 大于原長度。為4，相應(yīng)地兒的比值百分?jǐn)?shù)為伸長率，即

個指標(biāo)，以及常溫下彎曲加工時產(chǎn) 生裂紋的抵抗能力。 冷彎試驗(yàn)（圖2.1.2）時，彎 心直徑d與鋼材種類及鋼材厚度 或直徑α的比值有關(guān)，也與軋制方 向的取樣有關(guān)，對于型鋼取輪制縱 向，對鋼板及帶鋼取軋制橫向。標(biāo) 準(zhǔn)試件的寬度B=2a，冷彎角α= 180°，彎心直徑d的要求見表

2.1.2（對Q235）及表2.1.4（對

圖2.1.2冷變試驗(yàn)示意

Q345）。冷彎試驗(yàn)的合格標(biāo)準(zhǔn)是試件冷彎后無裂紋或分層等現(xiàn)象。 “鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范”對于承重結(jié)構(gòu)的鋼材，規(guī)定“必要時”應(yīng)具有冷彎試驗(yàn)的合格保證，所 謂“必要時”是指吊車梁、有振動設(shè)備、托架及大跨重型桁架，以及需彎曲成型的構(gòu)件等。 “高鋼規(guī)程”將冷彎試驗(yàn)作為五項(xiàng)基本保證之一。 （五）沖擊韌性 鋼材的沖擊韌性是衡量鋼材斷裂時所做功的指標(biāo)LYT標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范范本，以及在低溫、應(yīng)力集中、沖擊荷載 等作用下，衡量抵抗脆性斷裂的能力。鋼材中非金屬夾雜物、脫氧不良等都將影響其沖擊 韌性。 鋼材的沖擊韌性來用V形缺口的標(biāo)準(zhǔn)試件（圖2.1.3），沖擊韌性指標(biāo)以沖擊荷載使試 件斷裂時所吸收的沖擊功A表示，單位為J（N·mm）

材，要求有沖擊韌性的合格保證�！案咪撘�(guī)程”對高層建筑鋼材規(guī)定沖擊韌性作為五項(xiàng)基本 保證之一。 （六）厚度方向受拉時的斷面收縮率 高層建筑鋼結(jié)構(gòu)中的柱和豎向支撐等構(gòu)件，其板厚常大于50mm，屬于厚鋼板或特厚鋼 板，而且梁柱節(jié)點(diǎn)處在柱鋼板的厚度方向采用熔透焊又有拉力作用，故要求沿厚度方向有 良好的抗層狀撕裂的性能。該性能取用試件進(jìn)行拉力試驗(yàn)，并以斷面收縮率作為評定指標(biāo)。 試件采用閱柱體，可由整個板厚加工而成（圖2.1.4）試件直徑d=10mm（板厚a>25mn 時），長度1≥1.5d。，并沿鋼板軋制方向的任一端中部截取。試件拉斷后，其斷口處橫截面 面積A比原橫截面面積A。的縮減百分比值，稱為厚度方向（Z向）的斷面收縮率，即

GB5313一85《厚度方向性能鋼板》的規(guī)定，適用于厚度1.5～150mm及屈服點(diǎn)不大于 500N/mml"的鎮(zhèn)靜鋼鋼板。該標(biāo)準(zhǔn)將鋼板Z向斷面收縮率分為Z15、Z25、Z35等三個級別， 它對應(yīng)的也，相應(yīng)為15%、25%、35%。對這三個級別的鋼材還規(guī)定含硫量相應(yīng)地分別小于 0.01%、0.007%，0.005%。斷面收縮率的級別愈高，其抗層狀撕裂的性能愈好，含硫量

圖2.1.4厚度方向性能鋼板試樣外形尺可

應(yīng)愈低，檢驗(yàn)的數(shù)量要更多些。 《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ17一88未規(guī)定對焊接結(jié)構(gòu)在鋼板厚度方向承受拉力時鋼板斷 面收縮率的要求。“高鋼規(guī)程”對厚度等于或大于50mm，并承受沿厚度方向的拉力作用時， 不得小于Z15級�！朵摴腔炷�土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》YB9082一97對厚度等于或大于36mm時，不 得小于Z15級。兩本規(guī)程對板厚的下限值不一致配電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范范本，而在上海<高層建筑鋼結(jié)設(shè)計(jì)暫行規(guī) 定》中的下限值為40mm。

三、彩響鋼材材質(zhì)的主要化學(xué)成分

影響鋼材材質(zhì)的主要化學(xué)成分為碳C、錳Mn、硅Si、釩V、硫S及磷P等，故在材質(zhì) 標(biāo)推中均予以限量。此外，鋼熔融時從空氣或水分子分解進(jìn)人鋼液中的氧、氮、氫等有害 氣體。Q235及Q345鋼的化學(xué)成分限量分別見表2.1.3及表2.1.5。 （一）碳 碳的含量影響鋼材的強(qiáng)度、塑性、韌性及可焊性。隨著含碳量的增加，鋼材的屈服強(qiáng) 度和抗拉強(qiáng)度可得到提高，但塑性、冷彎性能、沖擊韌性、疲勞強(qiáng)度、焊接性能及抗腐蝕 性能等均將下降。因此，含碳量應(yīng)予以適當(dāng)限制。 （二）錳 錳是一種弱脫氧劑，當(dāng)鈺含量小于0.8%時，可提高鋼材的強(qiáng)度。錳也消除硫、氧對鋼 材的熱脆影響，并能改善冷脆性能。但錳含量過高達(dá)1.0%～1.5%以上時，會使鋼材變得 脆又硬，降低可焊性及抗銹性能。 （三）硅 硅常作為脫氧劑加在低碳鋼鋼液中，制成質(zhì)量較高的鎮(zhèn)靜鋼。硅含量不超過0.2%時 可提高鋼的強(qiáng)度，對塑性、沖擊韌性、冷彎性能及可焊性均無顯著的不良影響。過量的硅 將降低鋼材的塑性和沖擊韌性。 （四）硫 硫是鋼材中的有害元素。硫與鐵化合成硫化鐵，散布在純鐵的間層中，在800%