|
鋼結(jié)構(gòu)建筑是建筑物的重要發(fā)展方向，是國家大力推廣和支持的建筑結(jié)構(gòu)形式。相比磚混結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)建筑具有抗震性好、節(jié)約能源、建造周期短、可利用面積大、性價比高、綠色環(huán)保，符合可持續(xù)發(fā)展要求等特點。鋼結(jié)構(gòu)在高層建筑、大跨度體育場館、展館、工業(yè)廠房等建筑中格外受到重視和應用。
目前我國正處于經(jīng)濟快速增長期，奧運工程、世博會工程、城市建設、工業(yè)發(fā)展拉動了鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展。正在和將要建設的國家大劇院、北京電視中心、中關村金融中心、銀泰大廈、國貿(mào)三期及國家體育場、五棵松體育文化中心、國家游泳館等高層、大跨度建筑均采用鋼結(jié)構(gòu)。據(jù)統(tǒng)計，我國目前每年的高層、大跨度及其它重型鋼結(jié)構(gòu)建筑用鋼板量達100萬噸以上，這些重大工程在設計和建造中迫切需要優(yōu)質(zhì)鋼材，要求鋼材符合抗震設計要求，要求低的屈強比和窄的屈服強度波動范圍，要求優(yōu)良的強韌性和焊接性，要求鋼板強度的厚度效應小、要求良好的抗層狀撕裂能力、要求優(yōu)良的內(nèi)部質(zhì)量。這些事關鋼結(jié)構(gòu)安全和結(jié)構(gòu)合理性、方便施工建造的重大特殊性能要求，都必須在鋼材標準中得到體現(xiàn)，從根本上保證鋼結(jié)構(gòu)建筑的安全。
為了滿足鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展的需要，冶金行業(yè)于2005年提出制定國家標準《建筑結(jié)構(gòu)用鋼板》，并已經(jīng)完成了審定和報批工作。與一般工程結(jié)構(gòu)鋼板標準相比，《建筑結(jié)構(gòu)用鋼板》從以下幾個方面確保了鋼結(jié)構(gòu)建筑的安全。
1. 冶煉方法
本標準將冶煉方法規(guī)定為轉(zhuǎn)爐或電爐冶煉，并特別點明爐外精煉，保證了鋼水的純凈。
2. 交貨狀態(tài)
引入了TMCP控軋控冷工藝，體現(xiàn)了技術(shù)進步，可促進冶金行業(yè)研制和生產(chǎn)綜合性能優(yōu)異的產(chǎn)品。
3. 化學成分
為提高鋼板的綜合性能，保證建筑結(jié)構(gòu)的需要，本標準對鋼的純凈性提出了嚴格的要求，大大降低了有害元素P、S元素的含量。對于Z向鋼板，P不大于0.020%，S含量符合GB/T5313的規(guī)定；對于非Z向鋼板，P不大于0.025%，S不大于0.015%。成分設計上采取提錳降碳的技術(shù)措施并提倡對鋼進行鈮、釩、鈦微合金化處理。鈮、釩的含量按照GB/T1591的規(guī)定，鈦的含量根據(jù)晶粒度和強度需要，規(guī)定為0.01%～0.10%。
建筑結(jié)構(gòu)用鋼板要求的良好的焊接性能，為此本標準對鋼板的焊接碳當量和焊接裂紋敏感性指數(shù)提出了要求。
4. 力學性能
建筑結(jié)構(gòu)對所用鋼板要求其強度要高低搭配，為此本標準結(jié)合市場需求和國內(nèi)習慣，并考慮到鋼結(jié)構(gòu)對更高強度級別鋼的需求，比YB4104增加了390 MPa、420 MPa和460 MPa等三個強度級別。
建筑結(jié)構(gòu)要求良好的抗震性，為此鋼板在力學性能上要具有較低的屈強比。低的屈強比可使材料具有良好的冷變形能力，規(guī)定鋼板的強屈比不應小于1.20。
低屈強比鋼板屈服點波動范圍不能太大，若鋼板的屈服點偏差較大，當建筑物受到地震時，就會發(fā)生塑性鉸轉(zhuǎn)移，不能按設計目標控制損壞程度而倒塌，為此本標準規(guī)定了屈服點的上下限。工程結(jié)構(gòu)用鋼一般都規(guī)定抗拉強度范圍，但規(guī)定屈服點范圍的很少，這也正是建筑結(jié)構(gòu)用鋼板性能要求上的一個突出特點。
建筑鋼結(jié)構(gòu)在梁柱聯(lián)接和箱形柱角部焊縫等處，由于局部構(gòu)造，形成高約束，焊接時容易引起沿板厚方向的層狀撕裂。本標準依照明確規(guī)定了對應于三種厚度方向性能級別（Z15、Z25、Z35）的鋼板牌號，以便于適應不同的結(jié)構(gòu)要求，便于用戶選擇使用和合同的簡化簽訂。
為保證建筑結(jié)構(gòu)的安全，建筑結(jié)構(gòu)用鋼板必須要具備一定的沖擊韌性。本標準從簡化合同簽訂角度將協(xié)商性要求表格化、牌號化，并舍棄了意義不大的常溫，參照GB700、GB/T1591規(guī)定了三種質(zhì)量等級（C、D、E），分別對應0℃、-20℃、-40℃沖擊試驗溫度。本標準規(guī)定三種溫度下縱向夏比V型沖擊功均不得小于34J，以滿足需要。
5. 超聲波探傷
本標準參照日本標準和GB/T5313，規(guī)定對Z向鋼板必須進行探傷，探傷標準采用GB/T2970《中厚鋼板超聲波檢驗方法》，合格級別中合同中注明。對于非Z向鋼板，本標準規(guī)定根據(jù)用戶要求也可按GB/T2970進行探傷，杜絕了由于不可見的內(nèi)部缺陷帶來的安全隱患。
總之，通過制定鋼材標準，可以為鋼結(jié)構(gòu)建筑的安全性奠定基礎，標準使世界更安全。
|