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耐火鋼 — SN490C FR

耐火鋼 — SN490C FR. 建築技術規則設計施工編第 70 條. 耐火鋼之高溫性質要求. NSC 將 T 訂在 600℃. 耐火鋼的原理. 於高溫時差排容易移動，會造成鋼材軟化， 所以必須以冶金原理控制差排移動， 藉以避免軟化. YS 最低要求. 日本應用實例. 自走式立體停車場、線路上空建築物、外部鋼骨結構與中前庭架構等. 耐震鋼板. 鋼材耐震性能提升. 為了整體結構的安全， SN Gr.B&C 材規範要求窄限強度與低 Y/T 比有其必要性. 應變集中接頭.

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Presentation Transcript

  1. 耐火鋼—SN490C FR

  2. 建築技術規則設計施工編第70條

  3. 耐火鋼之高溫性質要求 NSC 將T訂在600℃

  4. 耐火鋼的原理 於高溫時差排容易移動，會造成鋼材軟化， 所以必須以冶金原理控制差排移動， 藉以避免軟化

  5. YS最低要求

  6. 日本應用實例 自走式立體停車場、線路上空建築物、外部鋼骨結構與中前庭架構等

  7. 耐震鋼板

  8. 鋼材耐震性能提升 為了整體結構的安全， SN Gr.B&C材規範要求窄限強度與低Y/T比有其必要性 應變集中接頭 高耐震性鋼材規範理念係藉由鋼材的優良延韌性，使結構遭遇大地震致受力超過設計極限強度時，能繼續以塑性變形抵消震波能量而免於斷裂，以確保建築變形但不倒塌，達到人員能安全逃生之耐震效果。上述理念之勢機構應用，通常係以韌性設計之強柱弱樑法，利用優良鋼材的高延韌性，讓柱之單位截面承受較低負荷而小幅變形；橫樑則承受較高之之單位截面負荷，產生足量之塑性變形來抵消震波能量，再加總各樓層樑柱此種塑性鉸鏈功能

  9. SN490C之要求: • SN490C使用於箱形柱（box-section columns），因其在樑與柱接合處,樑內張應力會作用至箱形柱之鋼板厚度方向，故另加規範耐層狀撕裂之厚度向斷面縮率及超音波檢驗等要求。 • YS：325~445MPa，TS：490~610MPa，Y/T：≦80%，El≧23%。 • CVN衝擊值（J）：27min./0℃縱向 • 厚度向斷面縮率（%）：25 min.（平均），15 min.（個別值） • 化學成份:管制Ceq≦0.46%（板厚＞40㎜）

  10. 極低降伏強度鋼(LYS 100--Low Yield Stress )— 降低固溶強化、析出強化與晶粒細化之效果。 YS=o+ c + Si-Mn + ppt+kd-1/2

  11. 125mm 50mm 300mm LYS100 YS=100MPa TS=265MPa El.=58% LYS235 YS=235MPa TS=342MPa El.=49% SN490C YS=338MPa TS=540MPa El.=32%

  12. LYS100及SN490鋼材拉力試驗比較 LYS100 SN490

  13. 台灣科大之3×3 格子之鋼板剪力牆 新竹國賓大樓使用LYS100 製作的鋼板剪力牆實體照片

  14. 4.結構用鋼的未來展望

  15. 下一世代超細晶鋼鐵材料開發 →合金添加減少、生產時的能耗降低、更容易回收利用、生命周期更長 • 採用目前400MPa之成分 (不需添加合金元素) • 利用晶粒超微細化(~1mm)強度二倍化 • 細晶強化同時提高韌性

  16. TMCP TMCP 1. Dynamic Rex of α Micro crystal Micro crystal 100 100 2.Dynamic Transformation 10 10 1 1 Nano Nano crystal crystal 0.1 0.1 Grain size(um) Grain size(um) Amorphous Amorphous 0.01 0.01 0.001 0.001 0.0001 0.0001 0 0 500 500 1000 1000 1500 1500 2000 2000 2500 2500 3000 3000 3500 3500 4000 4000 Tensile stress Tensile stress 極細晶粒鋼

  17. 日本鋼鐵界於1996年研訂之超鋼鐵材料開發計劃日本鋼鐵界於1996年研訂之超鋼鐵材料開發計劃 (預訂於2010年完成開發) 期待的用途及效益 開發材料 超高層建築結構 工程拓展 耐震安全 1200 MPa等級厚板 大型浮體構造物 發電廠等大型工廠 大跨距橋樑 5000 MPa等級線材 少污染 省能源 高速電梯用吊索 1200 MPa等級薄板 輕量汽車

  18. 韓國1997年開始的HIPERS-21(High Performance Structural Steels for 21 Century)計劃 1.大入量銲接用鋼板 2.抗鹽害耐候鋼 3.抗硫高強度管線用鋼 4.抗氫脆高張力螺栓 5.高強度汽車用鋼 6.超高強度結構用鋼的新耐震結構設計

  19. 超細晶鋼的應用讓過去被認為不可行的鋼鐵合金設計變得可行，例如添加大量Ca,Si耐候鋼。超細晶鋼之技術應用還陸續被發展中。超細晶鋼的應用讓過去被認為不可行的鋼鐵合金設計變得可行，例如添加大量Ca,Si耐候鋼。超細晶鋼之技術應用還陸續被發展中。

  20. 結 論 鋼材具有高強度、高延韌性、易加工、可完全回收再生等優點，是一項極優越的建築材料。日本神戶大地震及集集大地震都充份顯現鋼構建築具有優良的抗震性能。中鋼近年來在建築結構用鋼的研發上，投注了相當多的人力資源，開發出一系列所謂高功能結構用鋼板，賦予這些鋼板各種不同的規格外性質保證，達到增加結構物安全性、造型美觀、降低鋼結構物建造成本等效益。

  21. 未來鋼鐵材料之發展，基於環保的考量溶入Life Cycle Cost的觀念，希望可以達成Double strength and Double life的終極目標，而超細晶鋼是達成此目標的主要方法。在新世代鋼鐵材料的開發上，除了以極細晶化的方法，來增加材料強度並減少合金添加，在合金合計上並且考慮到增加耐候性，以及熔煉時的節能與未來廢鋼回收再利用的問題。

  22. 謝謝，敬請指教

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