建筑結(jié)構(gòu)用鋼新標(biāo)準(zhǔn)介紹第1頁(yè)/共41頁(yè)內(nèi)容提要1對(duì)建筑鋼材生產(chǎn)與使用的新要求幾個(gè)重要建筑結(jié)構(gòu)用新標(biāo)準(zhǔn)介紹234

建筑用鋼是拉動(dòng)鋼材消費(fèi)引擎建筑用鋼的概念第2頁(yè)/共41頁(yè)1建筑用鋼是拉動(dòng)鋼材消費(fèi)引擎2007年中國(guó)鋼材消費(fèi)總量為5.3億，其中，建筑用占鋼材消費(fèi)53%左右。1.1國(guó)內(nèi)市場(chǎng)第3頁(yè)/共41頁(yè)重點(diǎn)投資方向及其對(duì)鋼材需求影響使用建筑用鋼拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的投資約占90%電力能源交通運(yùn)輸災(zāi)后重建安居工程鐵路城市軌道公路港口機(jī)場(chǎng)1建筑用鋼是拉動(dòng)鋼材消費(fèi)引擎1.1國(guó)內(nèi)市場(chǎng)第4頁(yè)/共41頁(yè)1.2國(guó)際市場(chǎng)建筑用鋼也占國(guó)際鋼材消費(fèi)總量的50%以上1建筑用鋼是拉動(dòng)鋼材消費(fèi)引擎第5頁(yè)/共41頁(yè)

2.1建筑用鋼的范圍我國(guó)建筑用鋼主要包括建筑用鋼結(jié)構(gòu)，鋼筋混凝土用鋼筋，鋼絞線，鋼絲，門窗以及等，而建筑鋼結(jié)構(gòu)主要包括中厚板、彩涂板、冷軋板、H型鋼與各類型鋼與焊接鋼管等。2建筑用鋼的概念注：圖中彩涂板包括鍍鋅板圖中厚板包括特厚板

2.2各主要品種主要用途

根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)類型不同其所用的產(chǎn)品的品種也有所側(cè)重：低層與輕鋼結(jié)構(gòu)主要用彩涂鋼板；高層及超高層鋼結(jié)構(gòu)以及大跨度主要用高強(qiáng)度以及帶有特殊性能的鋼板與H型鋼。第6頁(yè)/共41頁(yè)3對(duì)鋼材生產(chǎn)與使用的新要求

3.1性能要求越來越高

從安全性與經(jīng)濟(jì)性考慮：

高強(qiáng)度、高韌性、低屈強(qiáng)比;

從改善加工性考慮：

良好的焊接性能；

從耐久性與安全性考慮：

耐蝕性、耐候性、耐火性、抗震性。第7頁(yè)/共41頁(yè)3對(duì)鋼材生產(chǎn)與使用的新要求3.1.1高強(qiáng)度建筑結(jié)構(gòu)所需要的尺寸是根據(jù)它的最大承載應(yīng)力與結(jié)構(gòu)材料的最小屈服強(qiáng)度計(jì)算確定的。鋼板屈服強(qiáng)度提高，可以減小結(jié)構(gòu)的厚度，降低建造成本，提高結(jié)構(gòu)的綜合性能、安全可靠性、建筑物有效利用空間和性價(jià)比。變化：Q235、Q345、Q420、Q460、Q500、Q690甚至更高。

3.1.2高韌性

高韌性保證材料在裂紋開始擴(kuò)張之前具有足夠的塑性變形能力，不發(fā)生脆性斷裂。材料的屈服強(qiáng)度提高，所需的斷裂力學(xué)積分特征值幾乎是隨著屈服強(qiáng)度的平方增加的,因此,采用高強(qiáng)度鋼的建筑鋼結(jié)構(gòu),對(duì)沖擊韌性以及伸長(zhǎng)率的要求更高。第8頁(yè)/共41頁(yè)3對(duì)鋼材生產(chǎn)與使用的新要求

3.1.3良好的可焊性保證焊接性能良好的主要指標(biāo)是碳當(dāng)量Ceq和裂紋敏感系數(shù)Pcm值。

碳當(dāng)量降低可以提高焊縫和熱影響區(qū)的韌性；裂紋敏感系數(shù)降低可以保證焊后不產(chǎn)生裂紋，對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)的整體安全性十分重要。由于鋼結(jié)構(gòu)制作和安裝多數(shù)在現(xiàn)場(chǎng)焊接，不能進(jìn)行預(yù)熱和焊后處理，且經(jīng)常采用大線能量的高速焊接，對(duì)鋼材焊接性能的要求尤其嚴(yán)格。第9頁(yè)/共41頁(yè)3對(duì)鋼材生產(chǎn)與使用的新要求3.1.4抗層狀撕裂性能

在建筑鋼結(jié)構(gòu)中梁和柱之間的焊接和節(jié)點(diǎn)很多，這些焊接接頭沿鋼板厚度方向的拘束度會(huì)導(dǎo)致鋼板的層狀撕裂，因此要求鋼板必須具有一定級(jí)別的抗層狀撕裂能力，防止鋼板沿厚度方向開裂。表征性能為Z向性能，如Z15。第10頁(yè)/共41頁(yè)3對(duì)鋼材生產(chǎn)與使用的新要求3.1.5耐侯性

耐大氣腐蝕鋼的開發(fā)在20世紀(jì)初，最初發(fā)現(xiàn)的是銅和磷對(duì)鋼的耐蝕性的顯著效果，以后就出現(xiàn)了著名的Corten鋼和世界各國(guó)的耐大氣腐蝕鋼，也叫做耐候鋼。

我國(guó)的耐大氣腐蝕鋼研制從20世紀(jì)60年代開始，自1965～1979年有19種含Cu及P、RE、Ti的低合金鋼在風(fēng)沙干燥、工業(yè)大氣、潮濕都市和農(nóng)村等10個(gè)不同的環(huán)境下進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)15年的大氣曝露試驗(yàn)，取得了寶貴的第一手?jǐn)?shù)據(jù)，于1984年制定了我國(guó)耐大氣腐蝕鋼標(biāo)準(zhǔn)(GB4171-84及GB4172-84)，納入了高耐候性的3個(gè)牌號(hào)：090CuPCrNiA、09CuPCrNiB、09CuP和焊接結(jié)構(gòu)用耐候鋼的4個(gè)牌號(hào)：16CuCr、1MnCuCr、15MnCuCr及15MnCuCr-QT。

第11頁(yè)/共41頁(yè)3對(duì)鋼材生產(chǎn)與使用的新要求3.1.6耐火性

耐火鋼一般在常溫下承載，遇到火災(zāi)600℃左右下保持（1～3h）后，其強(qiáng)度不低于室溫強(qiáng)度的2/3，以保證建筑結(jié)構(gòu)的安全性，屬于低合金結(jié)構(gòu)用鋼（highstrengthlowalloysteels，即HSLA鋼）。新日鐵開發(fā)了一類在耐火鋼成分體系的基礎(chǔ)上添加耐候元素Cu和Cr的耐火耐候鋼品種系列（NSFR400WNSFR490W）。據(jù)有關(guān)資料，耐火耐候鋼在日本建筑行業(yè)的需求量呈快速增長(zhǎng)的勢(shì)頭。

第12頁(yè)/共41頁(yè)3對(duì)鋼材生產(chǎn)與使用的新要求3.1.7抗震性

地震（earthquake）是一種自然現(xiàn)象，它帶給世界人類的損失是巨大的。汶川地震中不抗震的建筑結(jié)構(gòu)奪走了7萬多中國(guó)同胞兄弟的生命！第13頁(yè)/共41頁(yè)3對(duì)鋼材生產(chǎn)與使用的新要求

3.1.7抗震性

中國(guó)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011－2001）鋼材的抗拉強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度的實(shí)測(cè)值之比不應(yīng)小于1.2；鋼材的伸長(zhǎng)率應(yīng)大于20%，且應(yīng)有明顯的屈服臺(tái)階；鋼材應(yīng)有良好的焊接性和合格的沖擊韌性；

Dr.PeterLangenbergEurocodeY/TisdefinetlynotrepresentativefortoughnessY/ThasnothingtodowithbrittlefractureY/Tratiomightbeusefulwheremembersareunderpuretension.Eurocodelimitat0,9fortensileloadedmembers第14頁(yè)/共41頁(yè)3對(duì)鋼材生產(chǎn)與使用的新要求3.1.9抗震性(Canada)第15頁(yè)/共41頁(yè)抗震性（USA）ANSI/AISC360ANSI/AISC3413對(duì)鋼材生產(chǎn)與使用的新要求第16頁(yè)/共41頁(yè)3對(duì)鋼材生產(chǎn)與使用的新要求

3.2工藝節(jié)奏越來越緊湊

在面對(duì)建筑結(jié)構(gòu)用鋼要求越來越苛刻的同時(shí)，還面臨著節(jié)約資源與減低成本的壓力，因此鋼結(jié)構(gòu)用鋼生產(chǎn)必須走低成本、高效能工藝路線。世界各國(guó)圍繞著軋制工藝與軋制技術(shù)的創(chuàng)新，先后研究出熱軋→淬火與回火(離線)→ＴＭＣＰ(熱機(jī)械控制軋制)與ＱＳＴ(淬火加自回火)的新工藝。第17頁(yè)/共41頁(yè)3對(duì)鋼材生產(chǎn)與使用的新要求

金相組織的變化3.3金相組織

從奧氏體鋼—回火馬氏體鋼—鐵素體（貝氏體雙相鋼（DU），復(fù)相鋼（TRIP）），同時(shí)晶粒越來越細(xì)化（見上圖）。第18頁(yè)/共41頁(yè)3對(duì)鋼材生產(chǎn)與使用的新要求3.4化學(xué)成分碳越來越低，合金元素越來越少，大都是微合金高強(qiáng)鋼。(ASTMA913)第19頁(yè)/共41頁(yè)4幾個(gè)重要建筑結(jié)構(gòu)用新標(biāo)準(zhǔn)介紹2007至2208年為了配合鋼鐵工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步與結(jié)構(gòu)調(diào)整，我們修訂了380多個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)第20頁(yè)/共41頁(yè)4幾個(gè)重要建筑結(jié)構(gòu)用新標(biāo)準(zhǔn)介紹一些重要的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)都進(jìn)行了修訂，都有了新標(biāo)準(zhǔn)第21頁(yè)/共41頁(yè)

4幾個(gè)重要建筑結(jié)構(gòu)用新標(biāo)準(zhǔn)介紹4.1GB/T1591-2008《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》（2009-10-01）GB/T1591是重要的鋼材基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，尤其在調(diào)結(jié)構(gòu)、上水平、節(jié)約資源的新形勢(shì)下，它的重要性就更重要。GB/T1591在修訂遵循了以下原則：

1.充分反映鋼鐵企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步的新科研成果。2.滿足用戶行業(yè)對(duì)低合金鋼高強(qiáng)度、高韌性、易焊接及厚度方向性能等要求。3.推動(dòng)和促進(jìn)新工藝、新技術(shù)的發(fā)展4.與國(guó)際、國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)接軌。5.充分考慮節(jié)約資源。第22頁(yè)/共41頁(yè)4幾個(gè)重要建筑結(jié)構(gòu)用新標(biāo)準(zhǔn)介紹大規(guī)格高強(qiáng)度高純精度易焊接本標(biāo)準(zhǔn)的最大厚度擴(kuò)大到400mm增加Q500、Q550、Q620、Q690取消Q295加嚴(yán)了對(duì)磷、硫等有害元素的控制增加了鋼材碳當(dāng)量及裂紋敏感系數(shù)的計(jì)算公式及規(guī)定4.1GB/T1591-2008《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》第23頁(yè)/共41頁(yè)4幾個(gè)重要建筑結(jié)構(gòu)用新標(biāo)準(zhǔn)介紹新工藝高性能高韌性Z向性能修改了鋼材的交貨狀態(tài)為鋼材以熱軋、控軋、正火/正火軋制或正火加回火、熱機(jī)械軋制或熱機(jī)械軋制加回火狀態(tài)交貨。取消了調(diào)質(zhì)規(guī)定修改了鋼材力學(xué)性能，加嚴(yán)了厚度效應(yīng)引起的屈服強(qiáng)度降低值；提高了沖擊吸收能量值；增加了各牌號(hào)鋼的厚度方向性能要求。4.1GB/T1591-2008《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》第24頁(yè)/共41頁(yè)

橋梁鋼板技術(shù)進(jìn)步應(yīng)用廣泛，但板厚效應(yīng)嚴(yán)重，鐵路橋僅能用到32mmA3Q345-16MnqQ420-15MnVNq、15MnVqQ370-14MnNbq大跨,重載鋼橋需要高強(qiáng)度等級(jí)材;整體焊接結(jié)構(gòu)需要具有良好焊接性能與高韌性;現(xiàn)場(chǎng)焊接施工需要能適應(yīng)大線能量、高濕度與不預(yù)熱的條件Q420-HPS

采用降碳加鈮合金超純凈的冶金方法,具有優(yōu)異的-40℃低溫沖擊韌性(蕪湖橋標(biāo)準(zhǔn)要求-40℃Akv≥120J);同時(shí)焊接性能也大大提高,可大批量供應(yīng)32-50mm厚鋼板。

4.2GB/T714-2008《橋梁用結(jié)構(gòu)鋼》（2009-10-01）4幾個(gè)重要建筑結(jié)構(gòu)用新標(biāo)準(zhǔn)介紹第25頁(yè)/共41頁(yè)4幾個(gè)重要建筑結(jié)構(gòu)用新標(biāo)準(zhǔn)介紹1Q235qC～E、Q345qC～E、Q370qC～E、Q420qC～E、Q460qC～EQ460qC～E、Q500qD～E、Q550qD～E、Q620qD～E、Q690qD～E

Q345qC～E、Q370qC～E、Q420qC～E、Q460qC～E熱軋、控軋、正火

熱機(jī)械軋制調(diào)質(zhì)（淬火+回火）4.2GB/T714-2008《橋梁用結(jié)構(gòu)鋼》1新牌號(hào)第26頁(yè)/共41頁(yè)4幾個(gè)重要建筑結(jié)構(gòu)用新標(biāo)準(zhǔn)介紹減少了厚度效應(yīng)增加了個(gè)牌號(hào)的-40℃沖擊值增加了厚度方向性能的要求2新變化4.2GB/T714-2008《橋梁用結(jié)構(gòu)鋼》第27頁(yè)/共41頁(yè)4幾個(gè)重要建筑結(jié)構(gòu)用新標(biāo)準(zhǔn)介紹GB/T4171-2000《高耐候結(jié)構(gòu)鋼》GB/T4172-2000《焊接結(jié)構(gòu)用耐候鋼》GB/T18982-2003《集裝箱用耐腐蝕鋼板及鋼帶》GB/T4171-2008《耐候結(jié)構(gòu)鋼》4.2GB/T4171-2008《耐候結(jié)構(gòu)鋼》（2009-05-01）1整合武鋼技術(shù)中心科技大廈高27層，總建筑面積33000多平方米，為全鋼結(jié)構(gòu)大樓，總用鋼量3000噸，鋼柱采用鋼管砼結(jié)構(gòu)，梁采用焊接H型鋼，全部采用耐火耐候鋼，第28頁(yè)/共41頁(yè)2簡(jiǎn)化

4幾個(gè)重要建筑結(jié)構(gòu)用新標(biāo)準(zhǔn)介紹4.3GB/T4171-2008《耐候結(jié)構(gòu)鋼》類別牌號(hào)用途高耐候鋼Q265GNH、Q295GNH、Q310GNH、Q355GNH車輛、集裝箱、建筑、塔架或其它結(jié)構(gòu)件等結(jié)構(gòu)用，與一般耐候鋼相比，具有較好的耐大氣腐蝕性能焊接耐候鋼Q235NH、Q295NH、Q355NHQ415NH、Q460NH、Q500NHQ550NH車輛、橋梁、集裝箱、建筑或其它結(jié)構(gòu)件等結(jié)構(gòu)用，與高耐候鋼相比，具有較好的焊接性能。第29頁(yè)/共41頁(yè)改善鋼質(zhì)與耐蝕性改善焊接性方便設(shè)計(jì)與選用降P提Cr降C加微合金增加了耐腐蝕信息4幾個(gè)重要建筑結(jié)構(gòu)用新標(biāo)準(zhǔn)介紹4.3GB/T4171-2008《耐候結(jié)構(gòu)鋼》3技術(shù)路線明確第30頁(yè)/共41頁(yè)4幾個(gè)重要建筑結(jié)構(gòu)用新標(biāo)準(zhǔn)介紹硫含量低溫沖擊厚度負(fù)偏差

厚度規(guī)格120mm

100mm-0.30

-0.25≥34J≥27J-40℃-30℃新變化4.4GB/T3531-2008《低溫壓力容器用低合金鋼鋼板》第31頁(yè)/共41頁(yè)4幾個(gè)重要建筑結(jié)構(gòu)用新標(biāo)準(zhǔn)介紹4.5GB/TⅩⅩⅩ-2008《低溫壓力容器用9Ni鋼板》

低溫壓力容器用含鎳鋼板是我國(guó)民用鋼材中技術(shù)水平很高、生產(chǎn)難度很大的產(chǎn)品，它的生產(chǎn)和研制需要利用冶金企業(yè)生產(chǎn)工藝流程中最先進(jìn)的裝備條件和技術(shù)路線，包括高純凈冶煉、高合金連鑄、控制軋制和先進(jìn)熱處理組織控制技術(shù)。因此，此次制定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，修改采用歐標(biāo)和中國(guó)船級(jí)社規(guī)范，參考國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，制定的低溫壓力容器用9Ni鋼板系列標(biāo)準(zhǔn)能夠滿足LNG（LiquefiedNaturalGas）儲(chǔ)罐、LNG船舶的設(shè)計(jì)和建造要求，并能促進(jìn)我國(guó)生產(chǎn)的低溫壓力容器用含鎳鋼板實(shí)物質(zhì)量穩(wěn)定提高和達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，也能推動(dòng)企業(yè)技術(shù)進(jìn)步，為我國(guó)企業(yè)加入國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)創(chuàng)造更有利的條件。第32頁(yè)/共41頁(yè)4幾個(gè)重要建筑結(jié)構(gòu)用新標(biāo)準(zhǔn)介紹4.5GB/TⅩⅩⅩ-2008《低溫壓力容器用9Ni鋼板》

本標(biāo)準(zhǔn)與船級(jí)社規(guī)范、歐標(biāo)、美標(biāo)與日標(biāo)的對(duì)比見表2標(biāo)準(zhǔn)號(hào)牌號(hào)試驗(yàn)溫度，℃沖擊吸收能量KV2a，J（橫向）沖擊吸收能量KV2a，J（縱向）3個(gè)樣平均值單個(gè)最小值3個(gè)樣平均值單個(gè)最小值本標(biāo)準(zhǔn)9Ni490-196402850359Ni590A-196503570499Ni590B805610070CCS9Ni-19627194127EN10028-4X8Ni9+NT640X8Ni9+QT640-19640285035X8Ni9+QT680-19650357049X7Ni9805610070ASMESA553-2006Ⅰ類-19527203427JISG31279Ni590-196----4134第33頁(yè)/共41頁(yè)4幾個(gè)重要建筑結(jié)構(gòu)用新標(biāo)準(zhǔn)介紹4.6GB/TⅩⅩⅩ-2008《工程機(jī)械用高強(qiáng)度耐磨鋼板》

耐磨鋼板廣泛應(yīng)用于工作條件特別惡劣，要求高強(qiáng)度，高耐磨性能的工程、采礦、建筑、農(nóng)業(yè)、水泥生產(chǎn)、港口、電力以及冶金等機(jī)械產(chǎn)品上。如推土機(jī)等。在應(yīng)用于上述機(jī)械產(chǎn)品中關(guān)鍵的問題就是耐磨性，尤其是接觸巖石、礦料等受磨擦、撞擊、沖刷的結(jié)構(gòu)。近幾處，在鋼鐵企業(yè)研發(fā)高強(qiáng)鋼的同時(shí)，耐磨鋼的研究逐步被重視。據(jù)統(tǒng)計(jì)，工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家，機(jī)械裝備及其零件的磨損所造成的經(jīng)濟(jì)損失占國(guó)民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值4%左右。因此，解決磨損和延長(zhǎng)機(jī)械設(shè)備及其部件的使用壽命成為工業(yè)界人士在設(shè)計(jì)、制造和使用各種機(jī)械設(shè)備所需要考慮的首要問題。在國(guó)外已有企業(yè)生產(chǎn)高強(qiáng)度耐磨鋼并得到應(yīng)用，如德國(guó)蒂森克盧伯XAR、迪林根Dillidur；瑞典奧克隆德公司HARDOX以及日本JFE，美國(guó)MITTAL等已生產(chǎn)出耐磨壽命比普通鋼高出4倍左右的耐磨鋼材。我國(guó)舞陽(yáng)、鞍鋼、武剛一優(yōu)產(chǎn)品供應(yīng)，湖南漣源鋼廠也在試制。但是總體一講，我國(guó)耐磨鋼在強(qiáng)度級(jí)別和性能等方面還存在不小的差距。國(guó)內(nèi)多數(shù)使用NM360～400，國(guó)際上NM400～550，年消耗在30～60萬噸。第34頁(yè)/共41頁(yè)淬火、淬火（或DQ）+回火、TMCP+回火或回火狀態(tài)交貨

C、Mn、Si之外，還采用Cr、Mo、B、Ni等作為主要合金元素

ANM300、NM360、NM400、NM450、NM500、NM550和NM600漢語(yǔ)拼音與布什硬度的平均值軋制工藝技術(shù)路線牌號(hào)系列NM5004幾個(gè)重要建筑結(jié)構(gòu)用新標(biāo)準(zhǔn)介紹4.6GB/TⅩⅩⅩ-2008《工程機(jī)械用高強(qiáng)度耐磨鋼板》第35頁(yè)/共41頁(yè)4.6GB/TⅩⅩⅩ-2008《工程機(jī)械用高強(qiáng)度耐磨鋼板》標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)厚度mm抗拉強(qiáng)度RmMPa延伸率A50%沖擊功(縱向)硬度HBW溫度，℃AkV/J本標(biāo)準(zhǔn)NM3006～80≥1000≥14≥24270～330270～330NM3606～80≥1100≥12-20≥24340～390NM4006～80≥1200≥12-20≥24370～430NM4506～80≥1250≥7-20≥24420～480NM5006～70////≥470NM5506～70////≥530NM6006～60////≥570瑞典SB405～50≥125010-20≥20360～430SB455～50≥150010-20≥20430～480SB505～50≥170010-20≥20450～520Hardox4505～50≥140010-40≥35425～475Hardox5005～50//-40≥30450～540Hardox5505～50//-40≥24520～570Hardox60010～30560～640美國(guó)mitta400F5～50425～475500F5～50450～540德國(guó)迪林根dillidur400V8～10013001250400500V1650825500第3