建筑結(jié)構(gòu)用鋼板1

1、GB/T19879-2005建筑結(jié)構(gòu)用鋼板簡介1.標準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,強度波動范圍小,強度厚度效應小的優(yōu)點,充分滿足高層建筑的需要,是我大力推廣產(chǎn)品.當前奧運場館,城市高層建筑等重要建設(shè)項目急需性能優(yōu)越,強度級別高的結(jié)構(gòu)鋼板,急需相應的標準去引導和規(guī)范市場.今年國標委批準發(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)量達到國際上同類鋼材的水平,推動產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整,同時更好地規(guī)范和引導市場,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

2、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口,但現(xiàn)已大規(guī)模實現(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)用鋼標準制定的,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)文獻中心等重大工程先后采用該標準材料設(shè)計和建造鋼結(jié)構(gòu).YB4104-2000中的鋼板屈服強度級別最高為345MPa(抗拉強度490 MPa級)

3、,而國際上已開發(fā)出抗拉強度590 MPa和780MPa級的更高強度的建筑用鋼,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.為此制定了適應建筑結(jié)構(gòu)向高層化和大跨度發(fā)展的高強度鋼材產(chǎn)品標準,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 本標準參考的主要技術(shù)依據(jù)本標準非等效采用了日本標準JIS G31361994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)要求特點而研究制定的一個專用標準.本標準在技術(shù)要求和檢驗項目思路方面采用了該日本標準的規(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

4、結(jié)構(gòu)鋼,GB/T1591-94低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼,GB/T5313-85厚度方向性能鋼板等基礎(chǔ)通用標準協(xié)調(diào)一致,做到體系上統(tǒng)一不亂.同時又考慮到使用部門的要求,特別是結(jié)合了建設(shè)部的標準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 標準的主要技術(shù)內(nèi)容3.1適用范圍及牌號本標準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準一致,這符合了市場的絕大部分需求.本標準中的牌號分為屈服點235MPa,345 MPa,390 MPa,420 MPa和460 MPa五個強度級別,各強度級別分為Z向和非Z向鋼,Z向鋼有Z15,Z25,Z35

5、三個等級,各牌號又按不同沖擊試驗要求分質(zhì)量等級,各牌號均具有良好的焊接性能.與JIS G3136相比,本標準不再規(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,訂貨時的牌號由代表高性能建筑結(jié)構(gòu)用鋼和屈服點的漢語拼音字母,鋼板的屈服點數(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,高層,建筑的首位漢語拼音字母;345為屈服點數(shù)值,單位MPa ;Z25為厚度方向性能級別;C為質(zhì)量等級,對應于0沖擊試

6、驗溫度.3.2尺寸,外形,重量及允許偏差鋼板的尺寸,外形,重量及允許偏差符合GB/T709的規(guī)定.3.2.2為增加標準的靈活性,最大限度滿足用戶要求,體現(xiàn)標準的最大自由度原則,本標準規(guī)定經(jīng)供需雙方協(xié)議,可供應其他尺寸,外形偏差的鋼板.3.3交貨狀態(tài)根據(jù)鋼板力學性能要求和生產(chǎn)實際,本標準對鋼板規(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)和促進技術(shù)進步,二是與國際接軌.按照國外標準的定義,溫度形變控制軋制是鋼板溫度和厚度的降低都受到嚴格控制的一種方法,終軋是在規(guī)定的溫度下完成的,這個規(guī)定溫度接近于

7、或低于鐵素體完全生成的溫度,其顯微組織和力學性能不能由熱處理獲得.該狀態(tài)簡稱為TMCP或TM,在日本標準JIS G3136中也規(guī)定有該交貨狀態(tài).3.4化學成分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%,其P含量又比日本標準JIS G3136有所加嚴.成分設(shè)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,

8、規(guī)定為0.01%-0.10%.其中對于屈服點235MPa級別的鋼板,碳含量與日本標準JIS G3136相比有所下降,日本標準最大為0.22%,本標準統(tǒng)一定為不大于0.20%;同時其錳含量根據(jù)實際實際情況和船體鋼規(guī)范,規(guī)定為不大于1.20%,而日本標準為不大于1.40%.3.4.2建筑結(jié)構(gòu)用鋼板要求的良好的焊接性能,為此本標準參照JIS G3136,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,計算公式采用國際焊接學會公式.其中屈服點345MPa級鋼板熱軋和正火狀態(tài)下的焊接碳當量要求比日本標準有所加嚴,345MPa以上的其它更高強度級別鋼的碳當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,

9、能夠充分保證鋼板的焊接性能.3.5力學性能3.5.1為適應建筑結(jié)構(gòu)向高層化和大跨度發(fā)展,適應建筑結(jié)構(gòu)對345MPa級以上更高強度鋼材的需求,從而達到減輕結(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)更高強度鋼板,將更高強度鋼板補充進標準是非常必要的.目前國際上已開發(fā)出抗拉強度590 MPa和780MPa級的更高強度的建筑用鋼,具體見表1.本標準結(jié)合市場需求,并考慮到鋼結(jié)構(gòu)對更高強度級別鋼的需求,比JIS G3136和YB4104增加了390 MPa,420 MPa和460 MPa等三個強度級別,這三個級別的抗拉強度和延伸率按照GB/T1591的規(guī)定.表1 國外590

10、MPa和780MPa級高強度建筑用鋼力學性能參數(shù)強度級別厚度mm屈服強度MPa抗拉強度MPa伸長率%屈強比縱向AKV,0,J590 MPa80440590200.8547780 MPa25-100620780-930160.85473.5.2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,345 MPa鋼材的強屈比不應小于1.20(對應屈強比不大于0.83).此項要求在JIS G3136中也有規(guī)定,不過其是以屈強比的形式表示的.國外460MPa級的抗震建筑鋼,屈強比也規(guī)定為不大于0.85.本標準按照日本標準和術(shù)語習慣,規(guī)定345 MPa

11、級別的屈強比不大于0.80,390 MPa,420 MPa和460 MPa這三個更高強度級別的屈強比不大于0.85.本標準中牌號具有強度厚度效應小(僅20 MPa)的特點,較JIS G 3136,GB/T1591的厚度效應降低明顯,較好滿足了鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)對材料等強度的期望.相比較GB/T1591,厚度效應率降低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,提高鋼結(jié)構(gòu)的整體效益.本標準與JIS G 3136,GB/T1591具體對比見表2和表3.3.5.3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(shè)計目標控制損壞程度而倒塌

12、,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.日本標準JIS G3136屈服點波動范圍規(guī)定為120MPa,本標準從嚴要求,將波動范圍縮小到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,日本標準JIS G3136規(guī)定此類鋼板不得小于Z25級別.本標準依照GB/T5313規(guī)定了三種厚度方向性能級別(Z15,Z25,Z35)的鋼板牌號,以便于適應不同的結(jié)構(gòu)要求,便于用

13、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,日本標準JIS G3136規(guī)定沖擊試驗溫度為0.本標準參照GB700,GB/T1591規(guī)定Q235GJ,Q345GJ分B,C,D,E四個級別,分別對應常溫,0,-20,-40沖擊試驗溫度;Q390GJ,Q420GJ,Q460GJ分C,D,E三個級別,分別對應0,-20,-40沖擊試驗溫度.本標準規(guī)定各規(guī)定溫度下縱向夏比V型沖擊功均不得小于34J,這比日本標準中的不小于27J的規(guī)定有所提高.3.5.6根據(jù)JGJ99-98要求,本標準規(guī)定建筑結(jié)構(gòu)用鋼板必須要保證彎曲試驗合格.考慮到生產(chǎn)工藝的進步和產(chǎn)

14、品質(zhì)量保證能力的提高,本標準又規(guī)定若供方能保證彎曲試驗合格,則可不做彎曲試驗.如果用戶要求做彎曲試驗,可在合同中注明.是否進行彎曲試驗可根據(jù)合同要求或供方生產(chǎn)能力來確定.3.6表面質(zhì)量本標準中表面質(zhì)量的規(guī)定等同于GB/T16270-1996(源于GB/T3274),具有操作性較強的特點.日本標準對表面質(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 本標準與GB1591,JIS G 3136代表牌號性能對比標準牌號質(zhì)量等級屈服強度Re,N/mm2抗拉強度Rm,N/mm2伸長率A,%沖擊功(縱向) AKV,J180°彎 曲試 驗 d=彎心直徑a=

15、試樣厚度屈強比鋼板厚度,mm6-16>16-35>35-50>50100溫度不小于鋼板厚度,mm16>16本標準Q345GJB34534545533544532543549061022常溫342a3a0.80C0D-20E-40GB/T1591Q345C345325295275470630220342a3a無要求D-20E-4027JISG 3136SN490B325445其中6-16-40mm,325-445>40-100mm,295415490610日本試樣17,21,23027無要求無要求0.80C表3 345MPa級屈服強度厚度效應 對應100mm厚度時的

16、屈服強度厚度效應值YB4104Q345GJGB/T1591Q345JIS G 3136JIS G 3106SN490 SM49020MPa70 MPa30 MPa厚度效應率5.8%20.3%9.2%3.7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/T2970-91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.3.8特殊技術(shù)要求為增加標準的靈活性,體現(xiàn)標準的最大自由度原則,本標準專設(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

17、殊需要,如可提出耐火性能,要求600時屈服強度不小于常溫下的2/3等.4 應用建筑結(jié)構(gòu)用鋼板標準對材料在屈強比,屈服強度波動范圍,強度厚度效應,沖擊韌性,焊接性,厚度方向性能等方面規(guī)定了較嚴格要求,滿足了鋼結(jié)構(gòu)的安全性要求,適應了我國鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)建筑用鋼板國產(chǎn)化的需求,已得到廣泛認可和應用.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)量已累計達12萬噸,屈服強度級別達到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)用鋼板主要應用情況見表4.表4 舞鋼高層建筑結(jié)構(gòu)用鋼板