《高性能鋼結構應用技術規(guī)程》

CECSCECSXXX

中國工程建設協(xié)會標準

高性能鋼結構應用技術規(guī)程

Technicalspecificationforapplicationofhighperformance

steelstructures

（征求意見稿）

20XX北京

1總則

1.0.1為了在建筑鋼結構的設計與施工中貫徹執(zhí)行國家的技術經(jīng)濟政策,做到技

術先進、安全適用、性能優(yōu)異、經(jīng)濟合理，制定本規(guī)程。

條文說明：

本條是在建筑鋼結構中合理應用高性能鋼結構必須遵循的總方針。

1.0.2本規(guī)程適用于抗震設防烈度為6度至9度（以下簡稱6度至9度）以及非

抗震設防的多層及高層建筑鋼結構。

條文說明：

高性能鋼結構抗震性能好，在地震區(qū)應優(yōu)先采用。高性能鋼結構承載力高，用鋼

量低，在非地震區(qū)，也鼓勵采用。

1.0.3高性能鋼結構應滿足結構體系承載力高、延性好和用鋼量低的要求。

條文說明：

本條是高性能鋼結構應滿足的基本要求。高性能鋼結構通過采用高強鋼構件和高

延性構件，以及通過合理的結構布置，可以滿足這一要求。

1.0.4高性能鋼結構設計除應符合本規(guī)程外，尚應符合國家現(xiàn)行有關標準的規(guī)定。

1

2術語與符號

2.1術語

2.1.1高性能結構體系(HighPerformanceStructuralSystem)

指通過運用鋼材材性的優(yōu)越性或采用具有高延性及理想耗能性能的構件使結構

具有相比普通結構更加優(yōu)越的抗震性能的體系。

2.1.2延性框架(DuctileFrame)

側向力作用下塑性變形能力好的框架。

2.1.3延性支撐(DuctileBrace-Frame)

具有良好塑性變形能力的支撐型構件，如屈曲約束支撐、屈曲約束鋼板墻等。

2.1.4屈曲約束支撐(Bucklingrestrainedbrace)

亦稱“防屈曲支撐”，是采用約束單元防止核心單元受壓屈曲使得其可以充分實

現(xiàn)受壓屈服的一種支撐構件，可作為結構體系的水平抗側力構件和消能減震構件

使用。

2.1.5鋼板剪力墻(Steelplateshearwalls)

以鋼板為材料填充于框架中承受水平剪力為主的墻體。

2.1.6屈曲約束鋼板剪力墻(Buckling-restrainedsteelplateshearwalls)

在內嵌鋼板面外設置約束構件以抑制平面外屈曲的鋼板剪力墻。

2.1.7延性剪力墻(Ductileshearwalls)

延性剪力墻是指具有良好塑性變形能力的通過合理的結構形式及細部構造，保證

剪力墻結構在抵抗地震作用時，可以通過墻肢或墻肢間的連系構件形成有效的塑

性較區(qū)域(彎矩塑性較或剪切塑性錢)進而耗散地震能量的一種結構形式。此時，

結構的剛度發(fā)生退化，但又有足夠的豎向承載能力而不至于發(fā)生倒塌。墻肢間的

連系構件應具有足夠的剛度和承載能力以使結構作為一個整體來抵抗側向荷載。

2.1.8連系構件(Couplingmembers)

連系構件是指相鄰延性剪力墻肢間，以承受剪切或彎曲變形為主的協(xié)調剪力墻肢

間變形的結構構件。主要包括鋼連梁或屈曲約束鋼板。

2.1.9等強匹配焊接(Matchingstrengthwelding)

2

焊接材料熔敷金屬的力學性能不小于相應母材標準的下限值。

欠強匹配焊接(Undermatchingstrengthwelding)

焊接材料熔敷金屬的力學性能滿足設計要求，但小于相應母材標準的下限值。

2.2符號

Acc——邊緣構件寬度范圍內的T型轉換件截面積；

A,、A.——屈曲約束支撐等效截面積；

B—鋼板墻的寬度；

DC—連肢墻結構的耦連率；

D——面外約束部件的平面外抗彎剛度；

E—鋼材彈性模量；

F.——承受屈曲約束支撐軸力的連接作用力設計值；

G——鋼材剪切模量；

H—鋼板墻的高度；

〃，Ic2——梁的上柱和下柱截面慣性矩；

I叩、兒川和/叩,■—角焊縫有效截面對焊縫形心的極慣性矩、角焊縫有效截面對

其x、y軸的慣性矩；

4、Le、4.鋼連梁的凈跨度、有效計算跨度、鋼連梁嵌入混凝土墻中的長度;

Ma、——梁端極限彎矩、彎矩之和；

叱一組合梁正彎矩承載力；

——組合梁梁端屈服負彎矩；

，Me——梁的上柱和下柱端彎矩；

Md——梁跨中截面最大正彎矩設計值；

Mx——所計算構件段范圍內的最大彎矩；

Mu——框架梁柱節(jié)點的極限彎矩承載能力；

3

MMU,——剪力墻截面抗震受彎承載力；

N-一所計算構件段范圍內的軸心壓力；

C——不考慮螺栓孔變形的高強螺栓承壓承載力設計值；

N：——考慮螺栓孔變形的高強螺栓承壓承載力設計值；

N'EX、N'Ey------參數(shù)，二標以/。/度），雅y二標山/?！箍迹?/p>

Nysc——屈曲約束支撐屈服承載力，由式（622）條確定；

N；、N：、N：——一個高強度螺栓的受剪、受拉和承壓承載力設計值;

M、M—某個高強度螺栓所承受的剪力和拉力；

P——個高強度螺栓的預拉力；

Po-上部無屈曲波紋鋼板墻對本層被接端柱的豎向力作用；

Q——屈曲約束鋼板墻剪力設計值；

Qh——屈曲約束鋼板墻的設計承載力；

Qbi——雙階屈服連梁第一階屈服承載力設計值；

Qu——鋼板墻的極限承載力；

R——結構構件承載力設計值。

S——荷載作用組合效應；

Sa——多遇地震作用標準值效應；

s￡,——罕遇地震作用標準值效應；

SCk——永久荷載標準值效應；

SG,——樓（屋）面活載標準值效應；

S、業(yè)——風載標準值效應；

V!——屈曲約束支撐的設計軸向力在水平方向上分量之和；

4

%—對于框架柱從下到上基本不變的規(guī)則結構，取地震作用下的結構底部總剪

力；對于框架柱從下到上有變化的結構，取地震作用下的每變化段最下一層結構

的總剪力。

Z%——延性剪力墻中，連系構件沿結構高度范圍內的實際設計截面的抗剪承載

力之和；

X%——延性剪力墻中，連系構件沿結構高度范圍內的彈性分析得到的剪力計算

值之和；

用X——在彎矩作用平面內對較大受壓纖維的毛截面模量；

do—螺栓或佛釘?shù)目讖剑?/p>

f——鋼材的抗拉、抗壓、和抗彎強度設計值，屈服強度設計值；

4,——鋼材屈服強度標準值；

fce——鋼材斷面承壓強度設計值；

/;■——角焊縫的抗拉、抗剪和抗壓強度設計值；

f：、f：、——螺栓抗拉、抗剪和承壓強度設計值；

￡“'、f：、f：——對接焊縫抗拉、抗剪和承壓強度設計值；

/?——鋼材（螺栓）極限抗拉強度最小值；

￡、已、frl——為焊縫金屬抗拉強度設計值、母材抗拉強度設計值、對接接

頭抗拉強度設計值；

fv——鋼材抗剪強度設計值；

4——鋼材屈服強度；

fye——T型轉換件的屈服強度；

阮、&—工字形及H形截面的受壓構件中腹板計算高度與其厚度；

hf——角焊縫焊腳尺寸；

k——屈曲約束支撐的軸向剛度；

5

匕,——剪切屈曲系數(shù)：

/“，心——梁的上柱和下柱高度。

nf一傳力摩擦面數(shù)目；

小——螺栓受剪面數(shù)目；

q——芯材的強化系數(shù)，可取為1%。

t—外層較薄板件的厚度。

a——鋼材線膨脹系數(shù)；

%——高強螺栓承壓承載力計算承壓系數(shù)；

劭——限制螺栓孔變形系數(shù)；

%、pz-------折減系數(shù)；

asp——高強螺栓承壓承載力計算中考慮不同破壞模式影響的系數(shù);

夕mx、￡my、外、網(wǎng)——等效彎矩系數(shù)；

n——結構重要性系數(shù)；

yEh——水平地震作用分項系數(shù)；

yRS——地震作用延性調整系數(shù)，

yRE——結構構件承載力的抗震調整系數(shù)

yVh——豎向地震作用分項系數(shù)；

人——截面塑性發(fā)展系數(shù)。

〃——鋼構件截面影響系數(shù)；

人——芯材的超強系數(shù)；

夕x、（py---軸心受壓構件穩(wěn)定系數(shù)；

夕b、夕bx、<pby---均勻彎曲的受零構件整體穩(wěn)定系數(shù)；

<Pn——節(jié)點超強系數(shù)；

A一構件長細比；

〃——摩擦面的抗滑移系數(shù)；

P——鋼材質量密度；

5ns—腹板計算高度邊緣的最大壓應力；

5市"一腹板計算高度另一邊緣相應的應力;

CO一應變強化調整系數(shù)；

心——樓（屋）面活載的組合值系數(shù)，

Ww——風載的組合值系數(shù)；

△,——屈曲約束支撐初始塑性變形。

7

3基本規(guī)定

3.1一般規(guī)定

3.1.1高性能鋼結構應采用以概率理論為基礎的極限狀態(tài)設計法，用分項系數(shù)

設計表達式進行承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)計算。

條文說明：

我國目前各種建筑結構設計均遵循《建筑結構設計統(tǒng)一標準》GB50068,采用以

概率理論為基礎的極限狀態(tài)設計法，具有明確的可靠度意義。為使設計表達式符

合工程習慣，通過簡化和優(yōu)化，采用分項系數(shù)設計表達式進行承載能力極限狀態(tài)

和正常使用極限狀態(tài)計算。

3.1.2計算結構、構件或連接的承載力時，應采用荷載或作用的設計值（荷載

或作用的標準值乘以荷載或作用的分項系數(shù)）；計算結構、構件或連接的疲勞和

變形時，應采用荷載或作用的標準值。

條文說明：

為使結構的承載力設計具有確定的目標可靠度，以及結構的疲勞和變形設計具有

合理的可靠度，《建筑結構設計統(tǒng)一標準》GB50068規(guī)定，承載能力極限狀態(tài)設

計應采用荷載或作用的設計值，正常使用極限狀態(tài)設計應采用荷載或作用的標準

值。

3.1.3荷載或作用的標準值、分項系數(shù)及其組合，應符合《結構結構荷載規(guī)范》

GB50009.《建筑抗震設計規(guī)范》GB50011等的規(guī)定。

條文說明：

《結構結構荷載規(guī)范》GB50009,《建筑抗震設計規(guī)范》GB50011分別規(guī)定了非

抗震設計和抗震設計時荷載或作用的標準值、分項系數(shù)及其組合，可符合《建筑

結構設計統(tǒng)一標準》GB50068規(guī)定的承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的

可靠度要求。

8

3.1.4對于在結構設計使用期內可能產生較大塑性變形的結構鋼構件，鋼材等

級不宜高于Q345；對于在結構設計使用期內不可能產生較大塑性變形的結構鋼

構件，鋼材等級不宜低于Q390；對于同時起結構和耗能雙重功能的鋼構件，宜

采用Q235鋼或低屈服點鋼。

條文說明：

鋼材的延性和塑性變形能力與鋼材的強度等級有關,當鋼材等級不高于Q345時，

鋼材具有很好的延性，伸長率大于20%；但當鋼材等級不低于Q390時，鋼材延

性變差，伸長率會難以大于20%。

3.2結構體系

3.2.1高性能鋼結構可采用下列結構體系：

1延性框架結構；

2延性支撐-框架結構；

3延性剪力墻-框架結構。

條文說明：

“延性好”是高性能鋼結構的最重要邀請。為保證結構體系在水平作用力（特別

是地震作用）下的延性，需加強框架的延性，以及加強框架支撐結構的延性。

框架的支撐結構有支撐型和剪力墻型兩類，延性支撐型結構可采用屈曲約束支撐、

屈曲約束鋼板剪力墻或無屈曲波紋鋼板墻，延性剪力墻可采用鋼連梁聯(lián)肢剪力墻

或屈曲約束鋼板聯(lián)肢剪力墻。

3.2.2延性框架結構應設計成強柱弱梁型。

條文說明：

框架結構設計成強柱弱梁型，可以防止框架形成薄弱層，使塑性變形的樓層分布

集中薄弱層，降低框架結構的延性。

3.2.3延性框架結構梁柱連接可采用剛性節(jié)點或半剛性節(jié)點，節(jié)點轉動變形能

力不應小于0.03rado

條文說明：

9

節(jié)點轉動變形能力不小于0.03rad,可以適應結構層間相對位移不小于1/33,使

框架具有較大的變形能力。

3.2.4延性支撐可采用屈曲約束支撐或屈曲約束鋼板剪力墻。延性支撐在1/150、

1/100、1/75和1/50結構樓層層間變形往復各三次作用下，應保持滯回曲線穩(wěn)定，

承載力不降低。

3.2.5延性剪力墻可采用屈曲約束鋼板或鋼連梁聯(lián)肢剪力墻。延性剪力墻的聯(lián)

肢（屈曲約束鋼板或鋼連梁）在1/150、1/100、1/75和1/50結構樓層層間變形往

復各三次作用下，應保持滯回曲線穩(wěn)定，承載力不降低。

條文說明：

耗能延性構件（屈曲約束支撐、屈曲約束鋼板剪力墻或鋼連梁）在地震作用下不

應發(fā)生地震疲勞破壞。美國鋼結構協(xié)會的研究表明，如果結構構件的累積塑性變

形不小于200初始屈服變形，在一次強烈地震下，該構件不會發(fā)生低周疲勞破壞。

而同濟大學的研究表明，結構構件在1/150、1/100、1/75和1/50結構樓層層間變

形往復各三次作用下，其累積塑性變形一般遠超200初始屈服變形。因此，滿足

本條要求，可保證一次強烈地震下耗能延性構件不會發(fā)生低周疲勞破壞。

3.2.6在水平地震或風作用下，延性支撐-框架結構中的屈曲約束支撐或屈曲約

束鋼板剪力墻，應先于框架屈服。延性剪力墻-框架結構中的屈曲約束鋼板或鋼

連梁，應先于混凝土剪力墻和鋼框架屈服。

條文說明：

延性支撐-框架結構中的屈曲約束支撐或屈曲約束鋼板剪力墻，以及延性剪力墻-

框架結構中的屈曲約束鋼板或鋼連梁，均為延性構件，耗能能力大，塑性變形能

力強在水平地震或風作用下，這些延性構件先于框架屈服，可充分發(fā)揮這些延性

構件的耗能作用，并提高結構的延性變形能力。

3.2.7延性支撐-框架結構和延性剪力墻-框架結構中的框架，可采用延性框架、

普通剛接框架或較接框架。

3.2.8高性能鋼結構建筑的最大適用高度應符合表3.2.8要求。

10

表3.2.8高性能鋼結構建筑的最大適用高度(m)

地震烈度

結構類型6度、7度7度8度8度9度

(0.10g)(0.15g)(0.2g)(0.3g)(0.40g)

延性剛接框架1301101109070

延性支撐-延性剛接框架260240240200180

延性支撐-普通剛接框架240220200180160

延性支撐-延性半剛接框

220200180150120

架

延性支撐-較接框架11090907050

延性剪力墻-延性剛接框

270250220210190

架

延性剪力墻-普通剛接框

250230210190170

架

延性剪力墻-延性半剛接

230210190160130

框架

延性剪力墻-較接框架1201001008060

條文說明:

各類高性能鋼結構建筑結構體系的最大適用高度主要是參考目前我國的《建筑抗

震設計規(guī)范》(GB50011-2010)、《高層民用建筑鋼結構技術規(guī)程》(JGJ99-2015)、

《高層建筑鋼-混凝土混合結構設計規(guī)程》(CECS230:2008)以及上海市的地方

標準《高層建筑鋼結構設計規(guī)程》(DG/TJ08-32-2008)制定的。結合高性能鋼結

構的特點，對采用了延性較好的延性框架的結構體系，適用高度進行了適當?shù)奶?/p>

高；對采用半剛接框架的結構體系，適用高度進行了適當?shù)慕档?，并容許采用較

接框架，通過延性支撐或延性剪力墻抵抗側向力(特別是地震作用)。

在各類高性能鋼結構的結構體系中，延性支撐-延性剛接框架的延性最好，適用

高度最大；其次為延性支撐-普通剛接框架和延性支撐-延性半剛接框架，較接框

架的延性較差，因此延性支撐-較接框架的使用高度較低一些。延性剪力墻的剛

度和承載力一般均較延性支撐高，因此延性剪力墻所對應的高性能鋼結構體系的

最大適用高度均較延性支撐對應的高性能鋼結構體系高一些。

11

如果實際結構采用的高度大于表328的值，如果滿足結構抗震超限審查的設計

要求，也是容許的。

12

3.3作用效應組合

3.3.1進行高性能鋼結構設計時，可分別考慮結構僅受有豎向荷載時的作用效

應組合及同時受有水平荷載和豎向荷載時的作用效應組合。

條文說明：

僅承受豎向荷載及同時承受水平荷載和豎向荷載，是一般建筑結構的兩種基本承

載狀態(tài)。

3.3.2結構僅受有豎向荷載時應考慮下列作用效應組合：

1由可變荷載控制的用于結構承載力驗算的組合：

5=1.2Sc,+1.45GJl.(3.3.2-1)

2由永久荷載控制的用于結構承載力驗算的組合：

S=1.35SCk+1Ay/QSQk(3.3.2-2)

3用于梁撓度驗算的組合：

S=SGk+SQk(33.2-3)

式中S一荷載作用組合效應；

Sa——永久荷載標準值效應；

S俳——樓(屋)面活載標準值效應；

%——樓(屋)面活載的組合值系數(shù)，一般情況取為0.7,對于書庫、

檔案庫、儲藏室、通風機房、電梯機房等樓面活載，取為0.9。

3.3.3結構同時受有水平和豎向荷載時應考慮下列作用效應組合：

I有風參與的用于結構承載力驗算：

S—L2SG*+L4SW*+1.4“2s(3.3.3-1)

或

S=1"2S,Clt+1A\]/wSwk+1(3.3.3-2)

或

S=1.35SGk+1Ay/wSWk+1-^QSQ)，(3.3.3-3)

1有地震參與的用于結構承載力驗算：

S—l-2(SGfc+OSSQQ+YEhYRs^Ehk+YvhYRs^vhk+0.28Swk(3.33-4)

3由風控制的用于結構側移驗算：

S—Swk+SGk+y/QSQk(3.3.3-5)

13

4由多遇地震控制的用于結構側移驗算：

5=5庚+5〃+0.55點（3.3.3-6）

4用于罕遇地震下結構側移驗算：

S=。（3.33-7）

式中必v——風載的組合值系數(shù)，取為0.6；

——風載標準值效應；

SEk——多遇地震作用標準值效應；

SE*——罕遇地震作用標準值效應；

YEh——水平地震作用分項系數(shù)，取為1.4；

YVh——豎向地震作用分項系數(shù)，取為0.5或0；

XRS——地震作用延性調整系數(shù)，對于延性剛接（半剛接）框架結構和延性

支撐（延性剪力墻）延性框架結構，取為0.6；對于延性支撐（延性

剪力墻）-非延性框架結構，取為0.70；對于延性支撐（延性剪力

墻）較接框架結構，取為0.85。

（3.3.3-5）、（3.33-6）中，SGk,S。*分別表示永久荷載和樓（屋）面活載標準

值產生的結構側移，一般值較小，可近似忽略。

對于標準值大于4kN/n?的工業(yè)房屋樓面活荷載，上面作用效應組合中的樓

面活荷載分項系數(shù)1.4應改用為1.3；對于藏書庫、檔案庫，上面有地震作用的作

用效應組合中的樓面活荷載組合系數(shù)0.5應改用為0.8。

3.3.2,3.3.3條文說明：

根據(jù)《結構結構荷載規(guī)范》GB50009和《建筑抗震設計規(guī)范》GB50011的規(guī)定，

給出對于僅承受豎向荷載及同時承受水平荷載和豎向荷載這兩種承載狀態(tài)的作

用效應組合具體要求。

3.4結構驗算要求

3.4.1高性能鋼結構在規(guī)定的荷載效應和荷載效應組合下，應分別滿足結構承

載力驗算要求和結構變形驗算要求。

14

條文說明：

本條是結構承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的的設計要求。

3.4.2進行高性能鋼結構承載力驗算時，應分別考慮無地震作用和有地震作用

情況。

I無地震作用時

非抗震設防的結構，以及抗震設防的結構在不包含地震作用的效應組合

中，結構各構件的承載力應滿足下式要求：

"SWR(3.4.2-1)

式中7?！Y構重要性系數(shù)；

S——荷載效應組合設計值；

R——結構構件承載力設計值。

結構重要性系數(shù)為應根據(jù)結構構件安全等級或結構設計使用年限確定，可

按表3.3.2采用。

表3.4.2結構重要性系數(shù)

結構構件安全等級一級二級三級

結構使用年限100年50年5年

7。1.11.00.9

1有地震作用時

進行多遇地震作用下高性能鋼結構的設計驗算時，結構各構件的承載力應

滿足下式要求：

S&R//RE(3.4.2-2)

式中S——包含地震作用的荷載效應組合設計值；

R——結構構件承載力設計值；

5——結構構件承載力的抗震調整系數(shù)，按現(xiàn)行國家標準《建筑抗震設計

規(guī)范》GB50011表5.4.2采用。

條文說明：

本條是結構承載力極限狀態(tài)設計的具體要求。

15

3.4.3進行結構變形驗算時，應分別驗算下列內容：

I重力荷載作用下構件容許撓度：

主梁//400次梁//250

其中/為梁的跨度。

1風載或多遇地震作用下結構的側移限值：

結構質心處最大層間側移不宜超過樓層高度的1/250。

罕遇地震作用下結構的側移限值

結構質心處的最大層間側移不得超過層高的1/50。

條文說明：

本條是結構正常使用極限狀態(tài)設計的具體要求。

16

4高性能材料

4.1鋼材牌號及標準

4.1.1鋼結構用鋼材應為按國家現(xiàn)行標準所規(guī)定的性能、技術與質量要求生產

的鋼材。

4.1.2穩(wěn)定控制的承壓構件鋼材宜采用Q235鋼、Q345鋼、Q390鋼和Q420鋼，

非穩(wěn)定控制的承壓構件和受拉構件宜采用Q420鋼、Q460鋼、Q550鋼、Q690鋼

和Q890鋼，其質量應分別符合現(xiàn)行國家標準《碳素結構鋼》GB/T700、《低合金

高強度結構鋼》GB/T1591、《高強度結構用調質鋼板》GB/T16270和《建筑結構

用鋼板》GB/T19879的規(guī)定。

結構用鋼板的厚度和外形尺寸應符合現(xiàn)行國家標準《熱軋鋼板和鋼帶的尺

寸、外形、重量及允許偏差》GB/T709的規(guī)定。熱軋工字鋼、槽鋼、角鋼、H

型鋼和鋼管等型材產品的規(guī)格、外形、重量和允許偏差應符合相關的現(xiàn)行國家

標準的規(guī)定。

4.1.3鋼結構中的耗能構件宜采用Q235鋼、LY225鋼、LY160鋼和LY100鋼，

需要良好變形能力的節(jié)點、端板及連接部位的鋼材牌號不易超過Q390,其質量

應分別符合現(xiàn)行國家標準《建筑用低屈服強度鋼板》GB/T28905、《碳素結構鋼》

GB/T700和《低合金高強度結構鋼》GB/T1591的規(guī)定。

4.1.4當焊接承重結構為防止鋼材的層狀撕裂而采用Z向鋼時，其材質應符合

現(xiàn)行國家標準《厚度方向性能鋼板》GB/T5313的規(guī)定。

4.1.5對處于外露環(huán)境，且對耐腐蝕有特殊要求或在腐蝕性氣體和固態(tài)介質作

用下的承重結構，穩(wěn)定控制的構件鋼材宜采用Q235NH.Q355NH和Q415NH牌

號的耐候結構鋼，非穩(wěn)定控制的構件鋼材宜采用Q460NH和Q550NH牌號的耐

候結構鋼，其性能和技術條件應符合現(xiàn)行國家標準《耐候結構鋼》GB/T4171的

規(guī)定。

4.1.6非焊接結構用鑄鋼件的材質與性能應符合現(xiàn)行國家標準《一般工程用鑄

造碳鋼件》GB/T11352的規(guī)定；焊接結構用鑄鋼件的材質與性能應符合現(xiàn)行國家

標準《焊接結構用碳素鋼鑄件》GB/T7659的規(guī)定。

17

4.1.7當采用本規(guī)范未列出的其它牌號鋼材或國外鋼材時，除應符合相關標準

和設計文件的規(guī)定外，生產廠應進行生產過程質量控制認證,提交質量證明文件,

并進行專門的驗證試驗和統(tǒng)計分析，確定設計強度及其質量等級。

4.2連接材料型號及標準

4.2.1高性能鋼結構用焊接材料應符合下列要求：

I手工焊接采用的焊條，應符合現(xiàn)行國家標準《碳鋼焊條》GB/T5117或

《熱強鋼焊條》GB/T5118的規(guī)定，選擇的焊條型號應與主體金屬力學性能相適

應。

2焊絲應符合現(xiàn)行國家標準《熔化焊用鋼絲》GB/T14957.《氣體保護電弧

焊用碳鋼焊絲》GB/T8110,及《碳鋼藥芯焊絲》GB/T10045.《低合金鋼藥芯焊

絲》GB/T17493的規(guī)定。

彳埋弧焊用焊絲和焊劑應符合現(xiàn)行國家標準《埋弧焊用碳素鋼焊絲和焊劑》

GB/T5293、《埋弧焊用低合金鋼焊絲和焊劑》GB/T12470的規(guī)定。

4氣體保護焊使用的氤氣應符合現(xiàn)行國家標準《氨》GB/T4842的規(guī)定，其

純度不應低于99.95%o氣體保護焊使用的二氧化碳應符合現(xiàn)行國家標準《焊接

用二氧化碳》HG/T2537的規(guī)定。

4.2.2高性能鋼結構用緊固件材料應符合下列要求：

I高性能鋼結構連接宜采用10.9級及12.9級高強度螺栓，其性能和質量應

符合現(xiàn)行國家標準《緊固件機械性能螺栓、螺釘和螺柱》GB/T3098.1的規(guī)定。

2鋼結構用大六角高強度螺栓應符合現(xiàn)行國家標準《鋼結構用高強度大六

角頭螺栓》GB/T1228.《鋼結構用高強度大六角螺母》GB/T1229.《鋼結構用高

強度墊圈》GB/T1230、《鋼結構用高強度大六角頭螺栓、大六角螺母、墊圈技術

條件》GB/T1231的規(guī)定。鋼結構用扭剪型高強度螺栓應符合現(xiàn)行國家標準《鋼

結構用扭剪型高強度螺栓連接副》GB/T3632的規(guī)定。

18

條文說明：對于12.9級鋼結構用高強度大六角頭螺栓、大六角螺母、墊圈及連接

副的檢驗，因現(xiàn)行國家標準《鋼結構用高強度大六角頭螺栓、大六角螺母、墊圈

技術條件》GB/T1231中尚未涉及相關規(guī)則，其檢驗應滿足《緊固件機械性能螺

栓、螺釘和螺柱》GB/T3098.1的規(guī)定。

4.3材料選用

4.3.1鋼結構選材應遵循技術可靠、經(jīng)濟合理的原則，綜合考慮結構的重要性、

荷載特征、結構形式、應力狀態(tài)、連接方法、鋼材厚度、價格和工作環(huán)境等因素，

選用合適的鋼材牌號和材性。

4.3.2承重結構采用的鋼材應具有屈服強度、伸長率、抗拉強度、沖擊韌性和

硫、磷含量的合格保證，對焊接結構尚應具有碳含量（或碳當量）的合格保證。

焊接承重結構以及重要的非焊接承重結構采用的鋼材還應具有冷彎試驗的合格

保證。

4.3.3以焊接方法加工鋼構件時，焊接材料熔敷金屬的力學性能不宜低于相應

母材標準的下限值，焊接材料匹配推薦見表4.3.3。當所采用的焊接材料不滿足

上述要求而造成欠強匹配時，應對焊縫進行受力驗算以滿足設計要求。

條文說明：現(xiàn)有《熱強鋼焊條》GB/T5118-2012所規(guī)定的最大抗拉強度代號為

E62（620MPa）,現(xiàn)有《氣體保護電弧焊用碳鋼焊絲》GB/T8110-2008、《低合金

鋼藥芯焊絲》GB/T17493-2008和《埋弧焊用低合金鋼焊絲和焊劑》GB/T12470-

2003所規(guī)定的最大抗拉強度代號為ER83-X,E83XTX-X和F83XX-X（均為

830MPa）o當上述焊接材料規(guī)范更新列入更高強度焊接材料時，宜按照焊接材料

熔敷金屬力學性能不低于相應母材標準的下限值這一準則匹配采用。

4.3.4當設計或被焊母材有沖擊韌性要求規(guī)定時，熔敷金屬的沖擊韌性應不低

于設計規(guī)定或對母材的要求。

4.3.5對直接承受動力荷載或振動荷載且需要驗算疲勞的結構，或低溫環(huán)境下

工作的厚板結構，宜采用低氫型焊條或低氫焊接方法。

19

4.3.6對T形、十字形、角接接頭，當其翼緣板厚度等于大于40mm且連接焊

縫熔透高度等于大于25mm或連接角焊縫高度大于35mm時，設計宜采用對厚

度方向性能有要求的抗層狀撕裂鋼板，其Z向性能等級不應低于Z15（或限制鋼

板的含硫量不大于0.01%）；當其翼緣板厚度等于大于40mm且連接焊縫熔透高

度等于大于40mm或連接角焊縫高度大于60mm時，Z向性能等級宜為Z25（或

限制鋼板的含硫量不大于0.007%）。鋼板厚度方向性能等級或含硫量限制應根據(jù)

節(jié)點形式、板厚、熔深或焊高、焊接時節(jié)點拘束度，以及預熱后熱情況綜合確定。

4.3.7對于采用Q690及更高牌號鋼材的構件，其承載力計算不應利用其非彈

性狀態(tài)承載力。

結構按調幅設計時，塑性較處鋼材的力學性能應滿足屈強比不大于0.83,

斷后伸長率不應小于15%,相應于抗拉強度/?的應變%不小于20倍屈服點應變

4.3.8有抗震設防要求的鋼結構，罕遇地震作用下會產生塑性變形的構件或部

位，其鋼材性能應符合《建筑抗震設計規(guī)范》GB5001中下列規(guī)定：

I鋼材的屈服強度實測值與抗拉強度實測值的比值不應大于0.85；

1鋼材應有明顯的屈服臺階，且伸長率不應小于20%；

2鋼材應有良好的焊接性和合格的沖擊韌性。

4.3.9有抗震設防要求的鋼結構，罕遇地震作用下會產生塑性變形的構件或部

位，其鋼材性能應符合《建筑抗震設計規(guī)范》GB5001中下列規(guī)定：

1鋼材的屈服強度實測值與抗拉強度實測值的比值不應大于0.85；

2鋼材應有明顯的屈服臺階，且伸長率不應小于20%；

\鋼材應有良好的焊接性和合格的沖擊韌性。

4鋼材應有明顯的屈服臺階，且伸長率不應小于20%；

4鋼材應有良好的焊接性和合格的沖擊韌性。

條文說明：

斷后伸長率采用《金屬材料室溫拉伸試驗方法》GB/T228-2002中A值。

20

GB/T228—2002GB/T228—1987符號含義

A85試棒的標距等于5倍直徑（短標距）

A11.3810試棒的標距等于10倍直徑（長標距）

Axmm8xmm試棒的標距為定標距Xmm（定標距）

21

表4.3.3焊接材料選用匹配推薦表

母材焊接材料

GB/T700GB/T4171

匹配類型GB/T19879焊條電弧焊實心焊絲氣體保藥芯焊絲氣體保

GB/T1591GB/T4172埋弧焊SAW

標準鋼材SMAW護焊GMAW護焊FCAW

標準鋼材標準鋼材

GB/T5118:GB/T8110:GB/T17493：GB/T12470:

等強匹配Q460Q460GJQ460NHE5515、16-XER55-XE55XTX-XF55XX-H08MnMoA

E6215、16-XER62-XE62XTX-XF55XX-H08Mn2MoVA

GB/T12470:

GB/T8110:GB/T17493：

等強匹配Q550—Q550NH—F69XX-H08MnMoA

ER69-XE69XTX-X

F69XX-H08Mn2MoVA

GB/T12470:

GB/T8110:GB/T17493：

等強匹配Q690—————F83XX-H08MnMoA

ER83-XE83XTX-X

F83XX-H08Mn2MoVA

GB/T12470:

GB/T8110:GB/T17493：

欠強匹配Q890---F83XX-H08MnMoA

ER83-XE83XTX-X

F83XX-H08Mn2MoVA

注：1表中XX、-X,X為對應焊材標準中的焊材類別。

2當所焊接頭的板厚》25mm時，焊條電弧焊應采用低氫焊條。

22

4.4設計指標和設計參數(shù)

4.4.11高性能鋼材的強度設計指標，應根據(jù)鋼材牌號、厚度或直徑按表4.4.1-

1采用。

表4.4.1-1鋼材的強度設計值（N/mn?）

23

端面承壓鋼材名義極限抗拉強

抗拉、抗抗剪

厚度或直徑(刨平頂緊)屈服強度度最小值

牌號壓、和抗彎

(mm)4

/心A轟

W16410235460

>16?40390225440

Q460470550

>40?63355205420

>63?100340195400

〈16495285570550

670

>16?40475275530

Q550>40?63470270530520620

>63?80450260510500600

>80-100440255500490590

W16620360655690

770

>16~40605350670

Q690

>40?63595345640660750

>63?80575335620640730

W50720415755890940

Q890

>50?100670390705830880

W16410235460

Q460G>16?35390225460

470550

J>35?50380220450

>50?100370215440

W16415240460

Q460N

>16?40405235485450570

H

>40?60395230440

〈16495285550

Q550N

>16?40485280530540620

H

>40-60475275530

注：1GJ鋼的名義屈服強度取上屈服強度，其他均取下屈服強度;

2表中厚度系指計算點的鋼材厚度，對軸心受拉和軸心受壓構件系指截面中較厚板件的

厚度。

2低屈服點鋼的設計強度標準值按照表4.4.1-2取用。

24

表4.4.L2低屈服點鋼的屈服強度標準值（N/mm2）

鋼材牌號屈服強度標準值力y屈服強度設計值/

LY1008072

LY160140126

LY225205184

條文說明：

調研工作內容（鋼廠、材料研究所、檢測中心、文獻）

鋼材力學性能統(tǒng)計分析結果

抗力分項系數(shù)取值

高強度結構用調質鋼板

高性能鋼材抗力分項系數(shù)取值

厚度分組（mm）N6?40>40-100

Q460鋼1.1251.180

鋼Q460NH1.111

牌1￡|11Q550NH1.111

號Q550鋼1.111

Q690鋼1.111(1.106)

Q890鋼1.111/0.9

25

強度設計值的換算關系

材料和連接種類應力種類換算關系

抗拉、抗壓和抗彎

鋼材抗剪

端面承壓（刨平頂緊）4="口75

抗壓f'=f

焊縫質量為一級、二級f：=f

焊對接焊縫抗拉

焊縫質量為三級r=o.阿

縫

抗剪

=fv

角焊縫抗拉、抗壓和抗剪ff=0.41<

bb

抗拉/t=0.48/u

承壓型

b

抗剪=0-30/u

高強度螺栓

承壓f'=】.26￡

26

4.4.2焊縫的強度設計值按表4.4.2采用。

表4.4.2焊縫的強度設計值(N/mm2)

對接焊縫角焊縫

焊縫質量為下列

抗拉

等級時，抗拉

焊接方法和厚度或直徑抗壓抗剪抗壓

焊條型號(mm)f:抗剪

f:f:

一級、

三級

二級

自動焊、半W16410410350235

自動焊和>16?40390390330225220(E55)

E55、E62型>40?63355355300205250(E62)

焊條手工焊>63?100340340290195

W16495495420285

自動焊、半

>16?40475475405275

自動焊和280(E69)

>40?63470470400270

E69、E76型310(E76)

>63?80450450385260

焊條手工焊

>80-100440440375255

自動焊、半W16620620525360

自動焊和>16?40605605515350

340(E83)

E83型焊條>40?63595595505345

手工焊>63?80575575490335

注：1手工焊用焊條、自動焊和半自動焊所采用的焊絲和焊劑，應保證其熔敷金屬的力學性

能不低于母材的性能。

2焊縫質量等級應符合現(xiàn)行國家標準《鋼結構焊接規(guī)范》GB50661的規(guī)定，其檢驗方

法應符合現(xiàn)行國家標準《鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范》GB50205的規(guī)定。其中厚度小于

8mm鋼材的對接焊縫，不應采用超聲波探傷確定焊縫質量等級。

3對接焊縫在受壓區(qū)的抗彎強度設計值取「，在受拉區(qū)的抗彎強度設計值取I