钢管结构,让建筑更绿色
发布时间:2014-02-13     来源: 中国冶金报
本文摘要: 近年来,随着绿色建筑理念逐渐深入人心,我国钢筋混凝土结构使用的规模和比例在逐渐缩小,钢结构住宅日益受到推广,用量逐年增长。同时...
 
    近年来,随着绿色建筑理念逐渐深入人心,我国钢筋混凝土结构使用的规模和比例在逐渐缩小,钢结构住宅日益受到推广,用量逐年增长。同时,政府也出台了相应的政策进行大力支持,并将其列为化解钢铁产能严重过剩矛盾的措施之一,钢结构使用规模的扩大已经成为趋势。
 
    我国钢结构在能源、交通、住宅和城乡建设中的发展空间还很大。未来我国房屋建筑中的钢结构用量占比至少可以达到20%。按照高层钢结构住宅用钢量为50千克/平方米~80千克/平方米计算,每年仅房屋建筑钢结构用钢量就可达到1亿吨。而且,目前我国钢桥的使用比例仍然很低。如果今后得到重视和政策支持,钢结构桥梁用钢量可以从当前的200万吨/年~300万吨/年增加到1000万吨/年左右。
 
    钢管结构是一种新型节能环保的建筑体系,是一种重量轻、强度高、抗震性能好,节能环保、能循环使用的承重钢管结构,其应用范围几乎涉及所有钢结构领域,包括房屋建筑、桥梁、堤坝、海洋平台结构和塔桅等。近10年来,我国钢管结构的用量也随着钢结构用量的增加而增加。
 
    目前,钢管结构应用的领域不断扩大,已开始向能源领域电站锅炉、机械制造领域方向发展。相关业内数据显示,2013年我国钢结构行业用钢量预计为4200万吨~4600万吨。而按照行业内钢管结构用量占10%来计算,钢管结构2013年的用量预计为420万吨~460万吨,较2012年的380万吨,增加明显。随着未来我国钢结构用钢量的增加,钢管结构用量今后的增长潜力巨大。当前,钢管结构在建筑业方面的应用领域主要有以下几个。
 
    特高压输电线路建设。发展特高压已经成为我国“十二五”电网发展的重中之重,为此我国将建设具有远距离、大容量、低损耗输电能力的特高压输电系统。建设特高压电网采用钢管塔,将比采用角钢塔节省20%左右的钢材用量。我国国内的商用1000千伏特高压交流电网“淮南-上海”工程采用双回路设计,该塔高93.6米,塔重132吨,总长656公里,钢管塔主要采用高频直缝焊管和双面埋弧直缝焊管,采购量约为20万吨。
 
    日本、韩国等国在特高压和超高压线路建设中大量采用钢管塔。美国《输电铁塔设计导则》中共推荐了10种材料标准供设计者选用,其高强钢材的屈服强度达到448MPa。俄罗斯的《钢结构设计规范》中所列钢材的强度等级已达到578MPa。因为,特高压输电塔在载荷上远大于现有的输电塔,对输电塔的结构设计、钢材强度提出了更高要求。为了使输电塔的建造更加经济、合理,钢材强度就必须大幅提高,需要使用Q390、Q420、Q460等高强度钢材。我国《钢结构设计规范》(GB50017-2003)已正式将Q390、Q420列入可选材料范围,《低合金高强度结构钢》GB/T1591-94中列入了Q460钢材,这些新品种的强度与国际水平基本接近。
 
    风力发电机塔筒。相关资料称,到2020年,我国风电建设规模有望超过1亿千瓦。风电塔筒用于支撑整个风力发电机组,是风力发电机组的主要承重钢体,承受载荷包括风载荷、机组自重和由机组重心偏移引起的偏心力矩等。风力发电机塔筒是将铁板卷起来焊接成的,然后加上锻造法兰将各节塔筒连接成风力发电机塔架。塔筒建设中对材料的焊接质量要求极为严格,所有焊缝要求最低为Ⅱ级,且大多为100%超声波或射线探伤,生产塔架单位要求具备生产锅炉压力容器的能力和资质。FL1500风电塔筒是我国目前直径最大的风电塔筒,也是当今世界风力发电机组采用的主流塔筒。塔筒单套重量为116吨,基础环为8.89吨。塔筒设计为渐变形,最大直径为4米,最小直径为2.696米。塔筒形式为截头圆锥体,塔高64.7米。
 
    海上重工用装备制造。海上巨型浮吊船是海上油气田开采等海上工程的紧俏装备。一般而言,海上巨型浮吊船的起重吊臂采用的钢管规格为ф850mm×30mm、ф650mm×24mm、ф550mm×20mm,牌号为Q690E。一条8000吨浮吊船的钢管用量大约为4000吨。我国主要海上重工企业近10多家,平均每年消耗重型钢管不完全统计达到100多万吨。
 

 
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