新日鐵住金公司開發(fā)建筑用超高強(qiáng)度鋼板BT-HT700, H-SA700, BT-HT800, BT-HT880

采用新設(shè)計(jì)方法的超高層建筑物應(yīng)用了俗稱為“減震器”的地震能吸收原理，它可抑制建筑物的立柱和橫梁的損壞，即使在發(fā)生災(zāi)害后建筑物也能再使用。為有效發(fā)揮這種建筑結(jié)構(gòu)的功能，減震器可以使用延伸率高、屈服點(diǎn)低的鋼材；橫梁可以使用保證屈服強(qiáng)度和屈服比具有塑性變形能的鋼材；而且立柱用鋼材的屈服強(qiáng)度要比橫梁的更高。新日鐵住金公司開發(fā)的立柱用BT-HT400和BT-HT500鋼的屈服強(qiáng)度比普通鋼的更高，還開發(fā)了通過(guò)減小立柱的斷面積，使減震器能更加有效地吸收地震能的高強(qiáng)度鋼，屈服強(qiáng)度下限為700N/mm2和800N/mm2的BT-HT700和BT-HT800的鋼已應(yīng)用于實(shí)際。

新日鐵住金公司采用先進(jìn)的TMCP技術(shù)生產(chǎn)的鋼材可以省略鋼材焊接時(shí)的預(yù)熱，或通過(guò)減少鋼材的PCM可以降低鋼材焊接的預(yù)熱溫度，還采用了細(xì)化鋼材的晶粒來(lái)提高焊接熱影響區(qū)晶粒韌性等的技術(shù)（HTUFF），由此提高了鋼材的焊接施工性，滿足了焊接部高韌性化的要求，同時(shí)也滿足了新的抗震設(shè)計(jì)要求?？晌盏卣鹉艿牡颓?qiáng)度建筑結(jié)構(gòu)用鋼材BT-LYP100、200，以及以往的低屈服比型鋼BT-HT325、385、440和630，再加上具有高彈性變形區(qū)域的高屈服強(qiáng)度鋼材BT-HT400、500、700和800已成為新日鐵住金公司建筑結(jié)構(gòu)用鋼材系列。

日本大林股份有限公司技術(shù)研究院工藝所在世界上首次采用25mm厚的BT-HT700鋼板用于制作高強(qiáng)度混凝土填充鋼管（CFT）。BT-HT700具有屈服強(qiáng)度比普通鋼材（SM490A）高2倍以上，PCM比普通的屈服強(qiáng)度為700N/mm2級(jí)鋼更低的特征，因此它既可滿足鋼材的薄壁化要求，又可滿足鋼材的焊接施工性要求。而且，提高填充混凝土的強(qiáng)度和優(yōu)化耐火涂敷等，可以有效減小立柱的直徑，提高抗震性，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)建筑物的大跨度化、通暢的開放空間和良好的防火性。尤其是，使用這些高強(qiáng)度材料后，可以減少鋼材和混凝土的使用量，為減輕環(huán)保壓力做出貢獻(xiàn)。

隨著建筑物高層化、大型化的發(fā)展，建筑鋼結(jié)構(gòu)部件也向大型化和大厚度方向發(fā)展。為了減少用鋼量和降低鋼結(jié)構(gòu)部件的加工量和焊接量，建筑物的主要鋼結(jié)構(gòu)采用了高強(qiáng)度鋼材。1996年日本開發(fā)出強(qiáng)度級(jí)別超過(guò)傳統(tǒng)建筑用鋼的590MPa級(jí)高性能建筑結(jié)構(gòu)鋼SA440。隨后又開發(fā)出550MPa級(jí)建筑結(jié)構(gòu)鋼。這兩種鋼已經(jīng)確定為超高層建筑物柱體用材料。一般來(lái)說(shuō)，鋼材的強(qiáng)度越高，屈強(qiáng)比（YR）越大，部件的塑性變形能越小。但SA440與建筑結(jié)構(gòu)軋制鋼材SN鋼（JIS G3136）一樣，也是用于塑性設(shè)計(jì)的高強(qiáng)度鋼。該鋼具有低YR（YR≤80%）和窄屈服點(diǎn)范圍（100MPa）的特點(diǎn)。上世紀(jì)90年代后期，開發(fā)出基于SA440同樣思路的低YR型（YR≤85%）780MPa級(jí)超高強(qiáng)度建筑結(jié)構(gòu)鋼，但這種鋼僅限于建筑物主要結(jié)構(gòu)部件使用。

日本兵庫(kù)縣南部地震發(fā)生后，建筑物震后繼續(xù)使用的問(wèn)題受到關(guān)注，隨著各種吸收地震能裝置的開發(fā)，出現(xiàn)了大地震時(shí)主要建筑結(jié)構(gòu)損壞很小的設(shè)計(jì)方法。在這種情況下，日本府省協(xié)作項(xiàng)目“新型結(jié)構(gòu)材料新結(jié)構(gòu)建筑物的開發(fā)”提出了“7級(jí)地震主要結(jié)構(gòu)無(wú)損壞”的目標(biāo)。該項(xiàng)目中開發(fā)的鋼材是780MPa級(jí)超高強(qiáng)度鋼H-SA700。與此同時(shí)，住友金屬（現(xiàn)新日鐵住金）等研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出950MPa級(jí)超高強(qiáng)度鋼BT-HT880及其專用焊接材料。利用這些超高強(qiáng)度鋼的彈性，將這些鋼材用于主要鋼結(jié)構(gòu)，使主要鋼結(jié)構(gòu)在大地震時(shí)保持彈性狀態(tài)，發(fā)揮“抗震結(jié)構(gòu)”或吸收地震能的“減震結(jié)構(gòu)”作用。這些超高強(qiáng)度建筑鋼材是高YR型（YR≤98%）的用于彈性設(shè)計(jì)的鋼材，與傳統(tǒng)的超高強(qiáng)度鋼有很大不同。

這種新型的超高強(qiáng)度建筑用鋼的應(yīng)用技術(shù)也在開發(fā)中。近年來(lái)預(yù)測(cè)到南海海溝大地震和日本首都圈大地震引起了很大的危機(jī)感，在這種背景下，對(duì)大規(guī)模建筑物震后繼續(xù)使用的意識(shí)進(jìn)一步增強(qiáng)。為了提高建筑結(jié)構(gòu)的安全性，超高強(qiáng)度建筑鋼的應(yīng)用不斷增加。