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热轧H型钢面临的主要问题以及发展对策

当前,建筑用热轧H型钢面临的主要问题是供需脱节。钢结构产业未来发展空间很大,与双碳减排政策吻合,但目前热轧H型钢产品标准与钢结构工程应用标准仍存在不协调、不融合的方面,亟需整合,迫切需要适用于建筑工程的热轧H型钢的标准。

第一,热轧H型钢产品标准与工程标准在容许误差、宽厚比等指标方面不协调。例如,部分宽翼缘、薄壁热轧H型钢的翼缘宽厚比不满足抗震设计要求;有些误差控制在产品标准中没有要求,可能导致满足钢铁产品要求的构件不满足钢结构施工质量验收标准而无法验收。

第二,品种单一。目前国内H型钢厂仅停留在完成H型钢的生产,对于产品的再开发全部由产业链下游的钢结构制作厂完成,易造成能源浪费、造价高、产品质量良莠不齐。

第三,建筑结构设计人员由于长期的设计习惯,普遍对热轧H型钢的应用和优势不熟悉,相关的设计软件和钢结构连接应用手册也不够方便易用,从设计源头上阻碍了热轧H型钢的推广应用。

针对我国钢结构发展需求及面临的问题,对热轧H型钢的应用提出如下建议:

(1)加强钢材-设计-制作-安装产业链的相互联系,实现产品构件化、标准化。产品构件化是热轧H型钢最大的优势,钢厂只需把产业链向下适当延伸,进行简易深加工,把钢结构构件上的螺栓孔、简易连接板在钢厂完成,以构件直接交付。钢铁产品还可以延伸到制作长圆孔蜂窝梁、方形孔蜂窝梁、变高度蜂窝梁等各种高效蜂窝断面。

(2)规格变种与组合。如,L形、T形、十字形组合截面等。

(3)研发全装配式钢结构节点及结构体系。包括连接刚度可调的且可快速装配的标准化梁柱刚性、半刚性及铰连接节点及相应的结构体系。并借鉴日本、美国等成熟的装配式节点连接方法。

(4)建立互联营销平台,方便设计选用和施工采购,解决供需不对口,满足工程需要。 

(5)改进标准并加强推广应用。

其一,提供钢结构装配式住宅的热轧H型钢解决方案。①降低成本:热轧H型钢代替焊接H型钢,避免了下料、组立、焊接、矫正等工序造成的机械成本、人工成本及耗材成本。采用热轧H型钢十字柱代替焊接箱型柱,降低焊接难度和成本。②设计适合钢结构的大空间户型,灵活隔断,满足户型灵活变化的要求。③采用全装配式节点 ,梁柱采用全螺栓代替焊接,缩短工期。

其二,优化常用产品系列标准,整合钢铁产品标准与钢结构工程标准。近几年推出的《建筑用热轧H型钢》JG/T 581-2022、《热轧H型钢设计应用手册》、住建部《钢结构住宅主要构件尺寸指南》等将对热轧H型钢的应用起到推动作用。在住建部产品标准《建筑用热轧H型钢》中,根据建筑应用特点整合了热轧H型钢规格的品种数量;增加了钢材检验项目和取样;协调了国际及国内钢结构施工质量验收规范允许误差(尺寸外形),如增加腹板波浪和翼缘波浪检验,增加截面扭转变形检验等。

其三,按照少规格多组合的原则加强产品系列设计研发,提供适用于装配式建筑标准化节点解决方案。如,实现H型钢截面的标准化与系列化,基于现有辊系,保持内高Hw、内宽bf、r不变,调整t1、t2值,H和B值联动形成系列,实现少规格、多组合;加强截面优化研究,得到经济合理的热轧H型钢及其组合截面,列出梁和柱的承载力选用表、节点表、标准图集,供设计直接采用;加强重型热轧H型钢的承载性能研究;加强截面衍生研究,如圆孔蜂窝梁、六边形开孔蜂窝梁、八边形开孔蜂窝梁等。

 

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