1．標(biāo)準(zhǔn)制定的目的和意義

建筑結(jié)構(gòu)用鋼板，具有純凈度高、抗震性好、強(qiáng)度波動(dòng)范圍小、強(qiáng)度厚度效應(yīng)小的優(yōu)點(diǎn)，充分滿足高層建筑的需要，是我大力推廣產(chǎn)品。

當(dāng)前奧運(yùn)場館、城市高層建筑等重要建設(shè)項(xiàng)目急需性能優(yōu)越、強(qiáng)度級別高的結(jié)構(gòu)鋼板，急需相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)去引導(dǎo)和規(guī)范市場。今年國標(biāo)委批準(zhǔn)發(fā)布的GB/T19879-2005《建筑結(jié)構(gòu)用鋼板》（于2006年2月1日）可以推動(dòng)我國高層建筑用鋼的發(fā)展，規(guī)范國內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)用鋼板的生產(chǎn)，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，促使產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到國際上同類鋼材的水平，推動(dòng)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，同時(shí)更好地規(guī)范和引導(dǎo)市場，提高建筑物的安全性能。

鋼結(jié)構(gòu)建筑自50年代從歐洲興起，因具有優(yōu)越抗震性、綠色環(huán)保、施工效率高、空間利用率高等多方面特殊的優(yōu)勢，現(xiàn)已成為國際上建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向。我國近年建造了一大批鋼結(jié)構(gòu)建筑，鋼材在1996年以前基本都依賴進(jìn)口，但現(xiàn)已大規(guī)模實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化。鋼結(jié)構(gòu)建筑的安全性非常重要，對所用鋼材有特殊的技術(shù)要求。YB4104-2000是非等效采用JIS G 3136《建筑結(jié)構(gòu)用鋼》標(biāo)準(zhǔn)制定的，其在確保為鋼結(jié)構(gòu)建筑提供優(yōu)質(zhì)鋼材、促進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)用鋼國產(chǎn)化方面發(fā)揮了積極作用，北京中關(guān)村金融中心大廈、北京電視中心、上海浦東新區(qū)文獻(xiàn)中心等重大工程先后采用該標(biāo)準(zhǔn)材料設(shè)計(jì)和建造鋼結(jié)構(gòu)。YB4104-2000中的鋼板屈服強(qiáng)度級別最高為345MPa（抗拉強(qiáng)度490 MPa級），而國際上已開發(fā)出抗拉強(qiáng)度590 MPa和780MPa級的更高強(qiáng)度的建筑用鋼，我國鋼結(jié)構(gòu)建筑目前也已對390MPa、420MPa、460MPa級鋼也提出了技術(shù)需求。為此制定了適應(yīng)建筑結(jié)構(gòu)向高層化和大跨度發(fā)展的高強(qiáng)度鋼材產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，以減輕結(jié)構(gòu)重量、降低建造成本、降低鋼結(jié)構(gòu)用材的厚度、提高其制造可靠性。

2 本標(biāo)準(zhǔn)參考的主要技術(shù)依據(jù)

本標(biāo)準(zhǔn)非等效采用了日本標(biāo)準(zhǔn)JIS G3136—1994《建筑結(jié)構(gòu)用鋼材》，JIS G3136是日本根據(jù)建筑鋼結(jié)構(gòu)對抗震鋼材的技術(shù)要求特點(diǎn)而研究制定的一個(gè)專用標(biāo)準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)在技術(shù)要求和檢驗(yàn)項(xiàng)目思路方面采用了該日本標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，體現(xiàn)了我國建筑結(jié)構(gòu)用鋼板的技術(shù)發(fā)展，并與GB700-88《碳素結(jié)構(gòu)鋼》、GB/T1591-94《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》、GB/T5313-85《厚度方向性能鋼板》等基礎(chǔ)通用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致，做到體系上統(tǒng)一不亂。同時(shí)又考慮到使用部門的要求，特別是結(jié)合了建設(shè)部的標(biāo)準(zhǔn)JGJ99-98《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》，滿足了鋼結(jié)構(gòu)建筑規(guī)范的規(guī)定。

3         標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)內(nèi)容

3.1適用范圍及牌號

本標(biāo)準(zhǔn)適用于制作高層建筑和其他重要建筑結(jié)構(gòu)的厚度不大于100mm的鋼板，鋼板厚度范圍與日本標(biāo)準(zhǔn)一致，這符合了市場的絕大部分需求。

本標(biāo)準(zhǔn)中的牌號分為屈服點(diǎn)235MPa、345 MPa、390 MPa、420 MPa和460 MPa五個(gè)強(qiáng)度級別，各強(qiáng)度級別分為Z向和非Z向鋼，Z向鋼有Z15、Z25、Z35三個(gè)等級，各牌號又按不同沖擊試驗(yàn)要求分質(zhì)量等級，各牌號均具有良好的焊接性能。與JIS G3136相比，本標(biāo)準(zhǔn)不再規(guī)定用途一般的非焊接結(jié)構(gòu)鋼牌號。根據(jù)GB/T221《鋼鐵產(chǎn)品牌號表示方法》的規(guī)定和工程結(jié)構(gòu)用碳素鋼和低合金高強(qiáng)度鋼的表示方法，考慮建筑結(jié)構(gòu)用鋼的特性，并突出高層建筑，訂貨時(shí)的牌號由代表高性能建筑結(jié)構(gòu)用鋼和屈服點(diǎn)的漢語拼音字母、鋼板的屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量級別符號組成。對于厚度方向性能鋼板，在質(zhì)量等級符號后加上厚度方向性能級別，如Q345GJCZ25，其中Q、G、J分別為屈服點(diǎn)、高層、建筑的首位漢語拼音字母；345為屈服點(diǎn)數(shù)值，單位MPa ；Z25為厚度方向性能級別；C為質(zhì)量等級，對應(yīng)于0℃沖擊試驗(yàn)溫度。

3.2尺寸、外形、重量及允許偏差

3.2.1鋼板的尺寸、外形、重量及允許偏差符合GB/T709的規(guī)定。

3.2.2為增加標(biāo)準(zhǔn)的靈活性，最大限度滿足用戶要求，體現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的最大自由度原則，本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定經(jīng)供需雙方協(xié)議，可供應(yīng)其他尺寸、外形偏差的鋼板。

3.3交貨狀態(tài)

根據(jù)鋼板力學(xué)性能要求和生產(chǎn)實(shí)際，本標(biāo)準(zhǔn)對鋼板規(guī)定了熱軋、正火或正火軋制、正火+回火、淬火+回火、溫度—形變控制軋制等交貨狀態(tài)，具體狀態(tài)由供需雙方商定。溫度—形變控制軋制交貨狀態(tài)的提出，一是為體現(xiàn)和促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步，二是與國際接軌。按照國外標(biāo)準(zhǔn)的定義，溫度—形變控制軋制是鋼板溫度和厚度的降低都受到嚴(yán)格控制的一種方法，終軋是在規(guī)定的溫度下完成的，這個(gè)規(guī)定溫度接近于或低于鐵素體完全生成的溫度，其顯微組織和力學(xué)性能不能由熱處理獲得。該狀態(tài)簡稱為TMCP或TM，在日本標(biāo)準(zhǔn)JIS G3136中也規(guī)定有該交貨狀態(tài)。

3.4化學(xué)成分

3.4.1為提高鋼板的綜合性能，保證建筑結(jié)構(gòu)的需要，本標(biāo)準(zhǔn)對鋼的純凈性提出了嚴(yán)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%，其P含量又比日本標(biāo)準(zhǔn)JIS G3136有所加嚴(yán)。成分設(shè)計(jì)上采取提錳降碳的技術(shù)措施并提倡對鋼進(jìn)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(qiáng)度需要，規(guī)定為0.01%--0.10%。其中對于屈服點(diǎn)235MPa級別的鋼板，碳含量與日本標(biāo)準(zhǔn)JIS G3136相比有所下降，日本標(biāo)準(zhǔn)最大為0.22%,本標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一定為不大于0.20%；同時(shí)其錳含量根據(jù)實(shí)際實(shí)際情況和船體鋼規(guī)范，規(guī)定為不大于1.20%，而日本標(biāo)準(zhǔn)為不大于1.40%。

3.4.2建筑結(jié)構(gòu)用鋼板要求的良好的焊接性能，為此本標(biāo)準(zhǔn)參照J(rèn)IS G3136，對鋼板的焊接碳當(dāng)量和焊接裂紋敏感性指數(shù)提出了要求，計(jì)算公式采用國際焊接學(xué)會(huì)公式。其中屈服點(diǎn)345MPa級鋼板熱軋和正火狀態(tài)下的焊接碳當(dāng)量要求比日本標(biāo)準(zhǔn)有所加嚴(yán)，345MPa以上的其它更高強(qiáng)度級別鋼的碳當(dāng)量和焊接裂紋敏感性指數(shù)按不同交貨狀態(tài)做出了規(guī)定，能夠充分保證鋼板的焊接性能。

3.5力學(xué)性能

3.5.1為適應(yīng)建筑結(jié)構(gòu)向高層化和大跨度發(fā)展，適應(yīng)建筑結(jié)構(gòu)對345MPa級以上更高強(qiáng)度鋼材的需求，從而達(dá)到減輕結(jié)構(gòu)重量、降低建造成本、減少鋼結(jié)構(gòu)用材的厚度、提高結(jié)構(gòu)可靠性的目的，開發(fā)更高強(qiáng)度鋼板，將更高強(qiáng)度鋼板補(bǔ)充進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)是非常必要的。目前國際上已開發(fā)出抗拉強(qiáng)度590 MPa和780MPa級的更高強(qiáng)度的建筑用鋼，具體見表1。本標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合市場需求，并考慮到鋼結(jié)構(gòu)對更高強(qiáng)度級別鋼的需求，比JIS G3136和YB4104增加了390 MPa、420 MPa和460 MPa等三個(gè)強(qiáng)度級別，這三個(gè)級別的抗拉強(qiáng)度和延伸率按照GB/T1591的規(guī)定。

表1  國外590 MPa和780MPa級高強(qiáng)度建筑用鋼力學(xué)性能參數(shù)

3.5.2建筑結(jié)構(gòu)要求良好的抗震性，為此鋼板在力學(xué)性能上要具有較低的屈強(qiáng)比。低的屈強(qiáng)比可使材料具有良好的冷變形能力，345 MPa鋼材的強(qiáng)屈比不應(yīng)小于1.20（對應(yīng)屈強(qiáng)比不大于0.83）。此項(xiàng)要求在JIS G3136中也有規(guī)定，不過其是以屈強(qiáng)比的形式表示的。國外460MPa級的抗震建筑鋼，屈強(qiáng)比也規(guī)定為不大于0.85。本標(biāo)準(zhǔn)按照日本標(biāo)準(zhǔn)和術(shù)語習(xí)慣，規(guī)定345 MPa級別的屈強(qiáng)比不大于0.80，390 MPa、420 MPa和460 MPa這三個(gè)更高強(qiáng)度級別的屈強(qiáng)比不大于0.85。

本標(biāo)準(zhǔn)中牌號具有強(qiáng)度厚度效應(yīng)�。▋H20 MPa）的特點(diǎn)，較JIS G 3136、GB/T1591的厚度效應(yīng)降低明顯，較好滿足了鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)對材料等強(qiáng)度的期望。相比較GB/T1591，厚度效應(yīng)率降低14.5%，這可明顯提高材料利用率，便于鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高鋼結(jié)構(gòu)的整體效益。本標(biāo)準(zhǔn)與JIS G 3136、GB/T1591具體對比見表2和表3。

3.5.3低屈強(qiáng)比鋼板屈服點(diǎn)波動(dòng)范圍不能太大，若鋼板的屈服點(diǎn)偏差較大，當(dāng)建筑物受到地震時(shí)，就會(huì)發(fā)生塑性鉸轉(zhuǎn)移，不能按設(shè)計(jì)目標(biāo)控制損壞程度而倒塌，為此本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了屈服點(diǎn)的上下限。工程結(jié)構(gòu)用鋼一般都規(guī)定抗拉強(qiáng)度范圍，但規(guī)定屈服點(diǎn)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(gè)突出特點(diǎn)。日本標(biāo)準(zhǔn)JIS G3136屈服點(diǎn)波動(dòng)范圍規(guī)定為120MPa，本標(biāo)準(zhǔn)從嚴(yán)要求，將波動(dòng)范圍縮小到110MPa。

3.5.4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(shí)容易引起沿板厚方向的層狀撕裂。JGJ99-98規(guī)定此類鋼板的厚度方向性能不能小于Z15級別，日本標(biāo)準(zhǔn)JIS G3136規(guī)定此類鋼板不得小于Z25級別。本標(biāo)準(zhǔn)依照GB/T5313規(guī)定了三種厚度方向性能級別（Z15、Z25、Z35）的鋼板牌號，以便于適應(yīng)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。

3.5.5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，日本標(biāo)準(zhǔn)JIS G3136規(guī)定沖擊試驗(yàn)溫度為0℃。本標(biāo)準(zhǔn)參照GB700、GB/T1591規(guī)定Q235GJ、Q345GJ分B、C、D、E四個(gè)級別，分別對應(yīng)常溫、0℃、-20℃、-40℃沖擊試驗(yàn)溫度；Q390GJ、Q420GJ、Q460GJ分C、D、E三個(gè)級別，分別對應(yīng)0℃、-20℃、-40℃沖擊試驗(yàn)溫度。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定各規(guī)定溫度下縱向夏比V型沖擊功均不得小于34J，這比日本標(biāo)準(zhǔn)中的不小于27J的規(guī)定有所提高。

3.5.6根據(jù)JGJ99-98要求，本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定建筑結(jié)構(gòu)用鋼板必須要保證彎曲試驗(yàn)合格�？紤]到生產(chǎn)工藝的進(jìn)步和產(chǎn)品質(zhì)量保證能力的提高，本標(biāo)準(zhǔn)又規(guī)定若供方能保證彎曲試驗(yàn)合格，則可不做彎曲試驗(yàn)。如果用戶要求做彎曲試驗(yàn)，可在合同中注明。是否進(jìn)行彎曲試驗(yàn)可根據(jù)合同要求或供方生產(chǎn)能力來確定。

3.6表面質(zhì)量

本標(biāo)準(zhǔn)中表面質(zhì)量的規(guī)定等同于GB/T16270-1996（源于GB/T3274），具有操作性較強(qiáng)的特點(diǎn)。日本標(biāo)準(zhǔn)對表面質(zhì)量規(guī)定為“不允許存在有害缺陷”，這過于簡單，在我國不便于執(zhí)行。

表2 本標(biāo)準(zhǔn)與GB1591、JIS G 3136代表牌號性能對比

表3  345MPa級屈服強(qiáng)度厚度效應(yīng)

3.7超聲波探傷

本標(biāo)準(zhǔn)參照日本標(biāo)準(zhǔn)和GB/T5313，規(guī)定對Z向鋼板必須進(jìn)行探傷，探傷標(biāo)準(zhǔn)采用GB/T2970-91《中厚鋼板超聲波檢驗(yàn)方法》，合格級別中合同中注明。對于非Z向鋼板，本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定根據(jù)用戶要求也可按GB/T2970進(jìn)行探傷。

3.8特殊技術(shù)要求

為增加標(biāo)準(zhǔn)的靈活性，體現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的最大自由度原則，本標(biāo)準(zhǔn)專設(shè)了特殊技術(shù)要求條款，規(guī)定經(jīng)供需雙方協(xié)議，可對鋼板提出有別于基本要求的其它特殊要求，以滿足用戶的特殊需要，如可提出耐火性能，要求600℃時(shí)屈服強(qiáng)度不小于常溫下的2/3等。

4 應(yīng)用

建筑結(jié)構(gòu)用鋼板標(biāo)準(zhǔn)對材料在屈強(qiáng)比、屈服強(qiáng)度波動(dòng)范圍、強(qiáng)度厚度效應(yīng)、沖擊韌性、焊接性、厚度方向性能等方面規(guī)定了較嚴(yán)格要求，滿足了鋼結(jié)構(gòu)的安全性要求，適應(yīng)了我國鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)建筑用鋼板國產(chǎn)化的需求，已得到廣泛認(rèn)可和應(yīng)用。

舞鋼自1996年開始大規(guī)模開發(fā)高層建筑結(jié)構(gòu)用鋼板，建筑結(jié)構(gòu)用鋼板的開發(fā)生產(chǎn)量已累計(jì)達(dá)12萬噸，屈服強(qiáng)度級別達(dá)到460MPa。舞鋼生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)建筑結(jié)構(gòu)用鋼板在高層和大跨度鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用，舞鋼以品種規(guī)格全、產(chǎn)品質(zhì)量水平高獲得了鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的高度稱贊，舞鋼高層建筑結(jié)構(gòu)用鋼板主要應(yīng)用情況見表4。

表4  舞鋼高層建筑結(jié)構(gòu)用鋼板主要應(yīng)用工程