耐候鋼用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)滿足的要求

耐候鋼用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)滿足的要求

北京首鋼國際工程技術(shù)有限公司 張淵

根據(jù)首鋼總公司會(huì)議精神及《北京靜態(tài)交通研發(fā)示范基地三期建設(shè)工程例會(huì)會(huì)議紀(jì)要》，新庫型立體公交停車庫鋼結(jié)構(gòu)框架設(shè)計(jì)考慮耐火耐候鋼的選用，以便對(duì)首鋼自產(chǎn)的耐火耐侯鋼進(jìn)行展示，起到宣傳的作用。由于耐候結(jié)構(gòu)鋼的相關(guān)國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)還未建立或健全，影響設(shè)計(jì)者對(duì)耐候鋼選用的積極性。如在銹層的折減計(jì)算、耐候性鋼板的構(gòu)造細(xì)節(jié)、制作與拼裝的配套材料如焊材、螺栓等都缺乏系統(tǒng)數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)。

為此查閱了相關(guān)規(guī)范和資料，在我國橋梁結(jié)構(gòu)中耐候鋼用的比較多，建筑結(jié)構(gòu)相對(duì)要少很多。畢竟橋梁結(jié)構(gòu)地理位置偏遠(yuǎn)，后期維護(hù)不方便，因此有使用耐候鋼的自身需求。但耐候鋼是我國早已制定標(biāo)準(zhǔn)并可批量生產(chǎn)的鋼種，現(xiàn)可生產(chǎn)Q235NH，Q355NH，Q415NH、Q460NH等六個(gè)牌號(hào)焊接結(jié)構(gòu)用耐候鋼，其新能與《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》GB/T1591系列鋼材相當(dāng)。除力學(xué)性能、延性和韌性性能有保證外，其耐腐蝕性能可為普通鋼材的2倍以上，并可顯著提高涂裝附著性能，故用于外露大氣環(huán)境中有較好的耐腐蝕效果。選用時(shí)作為量化的性能指標(biāo)宜要求其晶粒度不小于7級(jí)，耐腐蝕性指標(biāo)不小于6。但由于以往建筑鋼結(jié)構(gòu)工程中耐候鋼應(yīng)用不多，現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》

GB50017亦未對(duì)其抗力分項(xiàng)系數(shù)和強(qiáng)度設(shè)計(jì)值做出規(guī)定，如在工程中選用時(shí)需按照該規(guī)范的規(guī)定進(jìn)行鋼材試樣統(tǒng)計(jì)分析，以確定抗力分項(xiàng)系數(shù)和強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。

由于現(xiàn)行《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017沒有提及耐候鋼，同樣《抗規(guī)》（2016版）中沒有提及耐候鋼。但如采用耐候鋼，其材料力學(xué)性能應(yīng)滿足《抗規(guī)》（2016版）中對(duì)鋼材材質(zhì)的要求：

3.9.2條：鋼結(jié)構(gòu)的鋼材應(yīng)符合下列規(guī)定：

1）鋼材的屈服強(qiáng)度實(shí)測(cè)值與抗拉強(qiáng)度實(shí)測(cè)值的比值不應(yīng)大于0.85。

2）鋼材應(yīng)具有明顯的屈服臺(tái)階，且伸長率不應(yīng)小于20%；

3）鋼材應(yīng)有良好的焊接性和合格的沖擊韌性。

3.9.3條：鋼結(jié)構(gòu)的鋼材宜采用Q235等級(jí)B、C、D的碳素結(jié)構(gòu)鋼及Q345等級(jí)B、

C、D、E的低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼；當(dāng)有可靠依據(jù)時(shí)，尚可采用其他鋼種和鋼號(hào)。 《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ99-2015）發(fā)布較遲，因此對(duì)耐候鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說明。其第4.1.2條：外露承重鋼結(jié)構(gòu)可選用Q235NH、Q355NH或Q415NH等牌號(hào)的焊接耐候鋼，其材質(zhì)和材料性能要求應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《耐候結(jié)構(gòu)鋼》GB/T 4171的規(guī)定。選用時(shí)宜附加要求保證晶粒度不小于7級(jí)，耐腐蝕指數(shù)不小于6.0。承重構(gòu)件所用鋼材的質(zhì)量等級(jí)不宜低于B級(jí)；抗震等級(jí)為二級(jí)及以上的高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)，其框架梁、柱和抗側(cè)力支撐等主要抗側(cè)力構(gòu)件鋼材的質(zhì)量等級(jí)不宜低于C級(jí)。

《高鋼規(guī)》4.1.3條：承重構(gòu)件所用鋼材應(yīng)具有屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、伸長率等力學(xué)性能和冷彎試驗(yàn)的合格保證；同時(shí)尚應(yīng)具有碳、硫、磷等化學(xué)成分的合格保證。焊接結(jié)構(gòu)所用鋼材尚應(yīng)具有良好的焊接性能，其碳當(dāng)量或焊接裂紋敏感性指數(shù)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求或相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定�！陡咪撘�(guī)》4.1.4條：高層民用建筑中抗震設(shè)計(jì)的框架梁、柱和抗側(cè)力支撐等主要抗側(cè)力構(gòu)件，其鋼材性能要求尚應(yīng)符合下列規(guī)定：

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