耐候钢用于建筑结构设计中应满足的要求

耐候钢用于建筑结构设计中应满足的要求

北京首钢国际工程技术有限公司 张渊

根据首钢总公司会议精神及《北京静态交通研发示范基地三期建设工程例会会议纪要》，新库型立体公交停车库钢结构框架设计考虑耐火耐候钢的选用，以便对首钢自产的耐火耐侯钢进行展示，起到宣传的作用。由于耐候结构钢的相关国家或行业标准还未建立或健全，影响设计者对耐候钢选用的积极性。如在锈层的折减计算、耐候性钢板的构造细节、制作与拼装的配套材料如焊材、螺栓等都缺乏系统数据与标准。

为此查阅了相关规范和资料，在我国桥梁结构中耐候钢用的比较多，建筑结构相对要少很多。毕竟桥梁结构地理位置偏远，后期维护不方便，因此有使用耐候钢的自身需求。但耐候钢是我国早已制定标准并可批量生产的钢种，现可生产Q235NH，Q355NH，Q415NH、Q460NH等六个牌号焊接结构用耐候钢，其新能与《低合金高强度结构钢》GB/T1591系列钢材相当。除力学性能、延性和韧性性能有保证外，其耐腐蚀性能可为普通钢材的2倍以上，并可显著提高涂装附着性能，故用于外露大气环境中有较好的耐腐蚀效果。选用时作为量化的性能指标宜要求其晶粒度不小于7级，耐腐蚀性指标不小于6。但由于以往建筑钢结构工程中耐候钢应用不多，现行国家标准《钢结构设计规范》

GB50017亦未对其抗力分项系数和强度设计值做出规定，如在工程中选用时需按照该规范的规定进行钢材试样统计分析，以确定抗力分项系数和强度设计值。

由于现行《钢结构设计规范》GB50017没有提及耐候钢，同样《抗规》（2016版）中没有提及耐候钢。但如采用耐候钢，其材料力学性能应满足《抗规》（2016版）中对钢材材质的要求：

3.9.2条：钢结构的钢材应符合下列规定：

1）钢材的屈服强度实测值与抗拉强度实测值的比值不应大于0.85。

2）钢材应具有明显的屈服台阶，且伸长率不应小于20%；

3）钢材应有良好的焊接性和合格的冲击韧性。

3.9.3条：钢结构的钢材宜采用Q235等级B、C、D的碳素结构钢及Q345等级B、

C、D、E的低合金高强度结构钢；当有可靠依据时，尚可采用其他钢种和钢号。 《高层民用建筑钢结构技术规程》（JGJ99-2015）发布较迟，因此对耐候钢结构进行了说明。其第4.1.2条：外露承重钢结构可选用Q235NH、Q355NH或Q415NH等牌号的焊接耐候钢，其材质和材料性能要求应符合现行国家标准《耐候结构钢》GB/T 4171的规定。选用时宜附加要求保证晶粒度不小于7级，耐腐蚀指数不小于6.0。承重构件所用钢材的质量等级不宜低于B级；抗震等级为二级及以上的高层民用建筑钢结构，其框架梁、柱和抗侧力支撑等主要抗侧力构件钢材的质量等级不宜低于C级。

《高钢规》4.1.3条：承重构件所用钢材应具有屈服强度、抗拉强度、伸长率等力学性能和冷弯试验的合格保证；同时尚应具有碳、硫、磷等化学成分的合格保证。焊接结构所用钢材尚应具有良好的焊接性能，其碳当量或焊接裂纹敏感性指数应符合设计要求或相关标准的规定。《高钢规》4.1.4条：高层民用建筑中抗震设计的框架梁、柱和抗侧力支撑等主要抗侧力构件，其钢材性能要求尚应符合下列规定：

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