郁银泉1 王 喆1 柴 昶2 王立军3 徐厚军4
(1. 中国建筑标准设计研究院有限公司, 北京 100048;2. 中国钢结构协会, 北京 100088;3. 华诚博远工程技术集团有限公司, 北京 100043;4. 中南建筑设计院股份有限公司, 武汉 430206)
Yinquan Yu1 Zhe Wang1 Chang Chai2 Lijun Wang3 Houjun Xu4
(1. China Institute of Building Standard Design and Research, Beijing 100048, China;2. China Steel Construction Society, Beijing 100088, China;3. Huachengboyuan Engineering Technology Group, Beijing 100043, China;4. Central South Architectural Design Institute Co. , Ltd. ,Wuhan 430206, China)
摘要Abstract
来源:郁银泉, 王喆, 柴昶, 王立军, 徐厚军. 我国钢结构规范及标准体系概述[J]. 钢结构(中英文), 2024, 39(10): 58-67.
doi: 10.13206/j.gjgS24090520
1 标准体系概述
20 世纪 80 年代以前,因为经济实力的限制,我国钢结构工程形式比较单一,类型主要有重型和轻型工业厂房、以及平板网架结构,当时的钢结构标准规范种类也只有十几种。
20 世纪 80 年代以后,随着我国经济的快速、持续发展,国内建筑钢结构领域的科研也蓬勃发展,同时广泛吸收和引进了发达国家钢结构方面先进的技术。随着结构计算技术的不断提升,各种新材料、新工艺国外引进和国内研发的成功,我国钢结构科研实力和技术水平迅速壮大,已经开始向国际先进靠拢和接轨。钢结构的技术标准体系也迅速发展,目前基本形成了整体上比较完善的系统。
经统计,目前钢结构材料和制品的国家标准和行业标准、以及相关的协会标准和地方标准,共有 151 本,详细情况见表 1。
表1 建筑钢结构相关标准数量统计 本
我国建筑结构标准规范分为四个层级:国家强制性标准(GB),国家推荐性标准(GB/T)和建工行业推荐性标准(JGJ/T 及 JG/T),中国工程建设标准化协会标准和中国钢结构协会等团体标准,地方标准和企业标准。其中国家标准和行业标准的管理部门为中华人民共和国住房和城乡建设部,团体标准管理部门为各协会。国家强制性标准为强制执行的标准,其他标准均为推荐性采用的标准。
2 国内规范的发展
我国钢结构标准规范体系的发展可以概括为四个发展阶段。20 世纪 50 年代为第一阶段、60—70 年代为第二阶段、80—90 年代为第三阶段、21 世纪初为第四阶段。
20 世纪 50 年代建国初期,苏联援建 156 个大型建设项目,其中大型工业厂房项目多数采用了钢结构。这些厂房的设计直接催生了我国第一版钢结构设计规范——54 版规范的诞生。我国 54 版钢结构设计规范直接采用了苏联的钢结构规范内容。
到了 20 世纪 60—70 年代,因为工业发展的需要,国家各部门对钢材的需求量大幅增加,但是钢产量仍然有限。而 54 版钢结构规范采用了苏联设计规范,适用苏联的气候条件和经济条件,造成建筑用钢量较大。于是我国结合本国国情和 10 余年工程、设计、科研成果,编写了自己的钢结构规范,69 版《弯曲薄壁型钢结构技术规范》、74 版《钢结构设计规范》。另外由于节约钢材的政策及焊接空心球和螺栓球节点的成功研发,全国各地的网架工程快速增多。其中第一个平板网架工程于 1964 年在上海完成。
20 世纪 80—90 年代,改革开放政策带动全国工程建设的巨大需求,钢结构建筑迎来快速发展时期。很多新技术研发成功、或从国外引入,并应用于工程实践。如 1987 年我国第一栋高层钢结构建筑,高 165 m 的深圳发展中心大厦建成。其他如厂房框架结构,包括平板网架和网壳的空间结构,空间结构和拱、钢架组成的混合体系,钢和混凝土混合结构,悬索结构,膜结构,以门式钢架、拱形波纹屋顶为代表的轻钢结构等工程开始出现、技术慢慢成熟。这一时期,钢结构设计规范更新为 88 版《钢结构设计规范》、冷弯薄壁型钢规范更新为 87 版《冷弯薄壁型钢结构技术规范》;十余本新规范也相继出现,如 JGJ 99—98《高层民用建筑钢结构技术规程》、JGJ 7—91《网架结构设计与施工规程》、JGJ 61—2003《网壳结构技术规程》、CECS 102∶98《门式钢架轻型房屋钢结构技术规程》等。
21 世纪初至今,我国钢结构工程达到了空前快速发展阶段。2006 年我国粗钢年产量达到 4 亿t,居于世界首位;2022 年我国粗钢年产量约占全世界的一半。面对钢铁产量的增加、甚至产能的过剩,以及我国在经济发展中遇到的诸如环境污染、资源紧缺、人口红利逐渐消失等新问题,国家不断推出新政策以推广钢结构在建筑领域的应用。传统结构形式如高层钢结构和空间结构继续快速发展,新结构形式如钢板剪力墙结构、张弦梁、张弦桁架、预应力钢结构、钢结构住宅等也不断出现,并快速发展。我国钢结构主要标准发展情况如下。
2.1 《钢结构设计标准》的发展
我国《钢结构设计规范》的编制和修订,经历了《钢结构设计规范》(试行草案) 规结-4—54、74 规范 TJ 17—74《钢结构设计规范》试行、88 规范 GBJ 17—88《钢结构设计规范》、03 规范 GB 50017—2003《钢结构设计规范》和目前最新的 GB 50017—2017《钢结构设计标准》。
2.1.1 规范编制和修订情况
新中国成立之初,我们没有自己的钢结构设计标准。1954 年,当时的建工部颁布了新中国第一本钢结构设计类规范——《钢结构设计规范》(试行草案)规结-4-54。这本规范的内容等同于苏联的 1946 年版钢结构设计规范。1960 年起,我国组织力量,开始编制我们自己的规范,但在文革时工作暂停了。
70 年代初,国家基本建设委员会下决心编制自己的国家标准规范体系。由冶金工业部组织科研机构和高校等 10 余个单位抽调人员完全脱产,进行规范课题研究和编制工作。于 1974 年 12 月由国家基本建设委员会、冶金工业部批准和颁布了 TJ 17—74《钢结构设计规范》(试行)。74 版规范不仅解决了我国钢结构设计问题,而且还培养了一批热心于钢结构设计规范编制的人才,这无疑是我国钢结构发展史上的一个重要的里程碑。
74 版规范颁布后,由北京钢铁设计院组织全国几十个单位对所选定的专题进行了大量的理论研究、科学试验和调查研究。在此基础上,结合国内工程的实践经验,吸取国内外的科研成果进行对比,并借鉴国外规范的经验起草了修订稿,在广泛征求全国有关单位的意见后,经过多次讨论和反复修改,于 1988 年 10 月经建设部批准为国家规范, 即 GBJ 17—88《钢结构设计规范》。
自 20 世纪 90 年代以来,随着我国钢产量的不断增加,建筑钢结构有了飞速的发展,对 88 版规范提出了多方面的修改要求,1997 年建设部发文要求北京钢铁设计研究总院会同国内 15 家单位成立规范修订组,负责对 88 版规范作全面修改。2003 年 4 月建设部批准并颁布了 2003 版 GB 50017—2003《钢结构设计规范》。
随着我国经济的发展,钢结构应用状况也发生了很大变化。因此,迫切需要一本适用于当前形势并囊括工业和民用建筑领域的钢结构设计规范与市场和国际接轨。同时,经过多年的改革开放,我们已从过去单纯的学习苏联转变为向欧美日等发达国家学习先进的钢结构技术。因此,从 2003 版规范开始,经历 14 年的努力,于 2018 年颁布了最新规范 GB 50017—2017《钢结构设计标准》。
2.1.2 技术内容变迁
对我国钢结构设计标准历次修改内容进行了总结和归纳,详见表 2。
表2 我国历次钢结构设计标准技术内容的变迁
2.1.3 中欧钢结构规范对比
1) 中欧钢结构设计规范都是采用以概率极限理论为基础的极限状态设计理论和多分项系数设计方法。欧洲钢结构设计规范以半概率极限法为主体,而我国钢结构设计方法因规范所属行业不同有所差异,如 TB 10002.2—2005《铁路桥梁钢结构设计规范》中仍大量存在安全系数法,而 GB 50017—2003《钢结构设计规范》中全概率极限法、半概率极限法与安全系数法并存。中欧规范都将结构根据破坏后果严重程度分为三个安全等级,所不同的是欧洲规范同时还给出可靠性等级的概念,并且明确可靠性等级与结构重要性等级不是同一概念,只有当两者相关联时,才具有同等的含义。
2) 以钢结构材料本构关系为基础,比较中欧规范钢材应力-应变曲线、钢材分类和材料特性要求的异同。欧洲规范考虑材料的应变硬化和拉伸屈服后的变形,规定了 5 条不同的本构关系曲线;对于连接强度,欧洲规范比中国规范对应的级别高;对于其他材料特性的要求,中国规范规定更加细致,更符合我国生产实际,如在钢材延性要求上考虑了材料应变,厚度特性专门规定了含硫限值。随着我国钢材冶炼水平提高,欧洲规范具有较强的参考性。
3) 结构分析主要从结构建模和结构二阶效应计算方面进行了比较。中国规范基于结构弹性分析理论设计,欧洲规范则可使用弹塑性分析、塑性分析理论进行设计;通过分析公式和算例发现,同一框架是否考虑二阶效应,中欧规范的判断标准基本相同,且都采用放大侧端弯矩的简化二阶效应设计方法,但欧洲规范除了考虑结构的 P-Δ 效应,还考虑了 P-δ 效应,中国规范仅考虑结构的 P-Δ 效应,框架柱端部弯矩欧洲规范比中国规范大 5% ~ 10%。
4) 抗震设计方法。欧洲规范采用二水准设计,而中国规范则使用三水准设计,欧洲规范的“破坏极限要求”和“不倒塌要求”,相当于中国规范的“小震不坏”和“中震可修”,中国规范还规定了“大震不倒”设防水准;反应谱都分为四个阶段且形状相似;地震作用计算都采用底部剪力法和振型分解反应谱法,中国规范还规定时程分析法,考虑了扭转对结构的影响。对于底部剪力法,中国规范采用顶点附加集中地震作用计算,并对多质点结构引入折减系数,欧洲规范均未考虑,算例表明,中国规范的地震作用和层间剪力值更大。
5) 结构的稳定性。中欧规范都基于压杆稳定理论和薄板稳定理论进行设计。欧洲规范考虑组成截面受压板件的边界约束条件、宽厚比、钢材的屈服强度及应力分布将钢构件截面分为 5 类;中欧规范都根据试验数据和数学推导,并考虑构件几何缺陷和残余应力,规定了多条稳定性系数曲线。a. 整体稳定性:受压构件计算,欧洲规范对弹性、塑性状态分别设计,并对第 4 类截面使用有效截面面积计算,但计算结果与中国规范差异不大;压弯构件计算,中欧规范都分为平面内和平面外分别设计,但对弯矩折减方式不同,计算结果中国规范更保守;受弯构件计算,由于截面模量和钢材的抗压强度设计值的不同,欧洲规范整体稳定系数普遍小于中国规范,算例表明,横向荷载作用下,欧洲规范轧制截面的整体稳定承载力比中国规范大 2% ~ 7%,焊接截面比中国规范小 24% ~ 32%。b. 局部稳定性:翼缘宽厚比限值规定中国规范未考虑应力分布,腹板高厚比限值中国规范考虑最大、最小应力的差值,而欧洲规范考虑应力分布;有学者进行算例表明,相同的构件,欧洲规范轴压构件翼缘宽厚比限值小于中国规范,受弯和受压构件,随着端部受压区和受拉区增大,欧洲规范的翼缘宽厚比限值先大于、后小于中国规范。
对连接件的分类、设计抗力计算理论、计算方法、连接的破坏机理等方面进行探讨。螺栓分类中,欧洲规范按照螺栓受力状态及其破坏形式分类,中国规范螺栓连接按材料强度和受力方式分类;支承抗力计算中,中欧规范在破坏机理的认识方面存在差异,欧洲规范认为板材支承壁破坏等于螺栓连接破坏,以板材的强度为控制因素,中国规范则取抗剪与抗支承压力的较小值;拉剪组合承载力计算中,欧规使用一次式,中国规范使用二次式。
2.2 《冷弯薄壁型钢结构技术规范》的发展
冷弯薄壁型钢由钢带或钢板经冷加工而成,成型方式具有很大的灵活性,能根据受力需要生产出材料分布最优的截面形状,承载效率高,因此具有很强的经济性,在我国发展建设过程中获得了大量应用。
国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》自 1969 年颁布实施,当时名称为《弯曲薄壁型钢结构技术规范》,发展至今先后经历了 3 次修订工作,目前已发布的版本包括:1969 年《弯曲薄壁型钢结构技术规范》(草案)、TJ 18—75《冷弯薄壁型钢结构技术规范》、GBJ 18—87《冷弯薄壁型钢结构技术规范》、GB 50018—2002《冷弯薄壁型钢结构技术规范》。
2.2.1 技术内容变迁
对我国冷弯薄壁型钢结构设计标准历次修改内容进行了总结和归纳,详见表 3。
表3 我国历次冷弯薄壁型钢结构设计标准技术内容的变迁
2.2.2 与国外规范对比
与国外规范相比,02 版规范在设计方法上采用与澳大利亚规范 AS/NZS 46600∶2005 Australian/New Zealand Standard Cold-formed Steel Structures 相同的以概率理论为基础的极限状态设计方法,以分项系数设计表达式进行设计计算;北美规范 AISI/COS/NASPEC-2001 North American Specification for the Design of Cold-formed Steel Structure Member 则是涉及容许应力设计法(ASD)、荷载抗力系数设计法(LRFD)和极限状态设计法(LSD),其中极限状态设计(LSD)仅限于加拿大,荷载与抗力系数设计(LRFD)和容许应力设计(ASD)仅限于美国和墨西哥。关于冷弯效应的分析和计算,中国规范只考虑了角部冷弯效应的影响而没有考虑平板部分冷弯效应的影响,计算结果偏于保守,而北美和澳大利亚规范用冷弯型钢截面的平均屈服强度代替了屈服强度,并用加权平均值来计算冷弯效应的影响;此外,北美、澳大利亚规范由于没有考虑成形过程中存在未屈服区及其对屈服强度的贡献,在 R/t (径厚比)较大时可能给出低于母材屈服强度的结果。关于考虑蒙皮效应的构件设计方面,中国规范虽有檩条的计算公式,但未考虑屋面板对檩条下翼缘失稳的约束扭转作用,于是计算方法对一般薄壁檩条无法使用,而美国规范和澳大利亚规范均包含这方面的内容。关于畸变屈曲的计算,目前只有北美规范和澳大利亚规范中有相应的设计方法,中国规范尚未涉及。关于直接强度法,北美规范和澳大利亚规范已经允许在冷成型钢构件的设计中采用,而我国虽对此也有研究,但在规范中尚未涉及。此外,中国规范对屋架、刚架以及构件制作、安装和防腐等内容进行了规定,而北美和澳大利亚规范中则没有相关内容。
2.3 钢结构材料标准的发展
我国建筑结构钢使用的主要材料标准为《碳素结构钢》GB/T 700 系列、《低合金结构钢》GB/T 1591 系列、《建筑结构用钢板》GB/T 19879 系列。
2.3.1 碳素结构钢标准
1) GB 700—65《普通碳素钢》及 GB 700—79《普通碳素结构钢技术条件》。
我国于 1958 年成功研制了碳素钢,作为廉价、耐用易加工的钢材,在我国工业化初期得到了广泛的应用,碳素钢的技术指标最早体现在冶金行业标准 YB 170—63《普通碳素结构钢和低合金结构钢热轧条钢技术条件》中。碳素结构钢首部国家标准于 1965 年 1 月发布,即 GB 700—65《普通碳素钢》,该标准主要参考前苏联标准体系,将碳素钢分为 0 ~ 7 共 8 个级别,序号越高,碳含量越高,强度越大;同时又细分为 A、B、C 三类,区分钢材的力学性能和化学成分。
本标准投入使用后,于 1979 年开展了第一次修订,整体仍沿用前苏联标准体系,相比于 65 版标准,取消了应用较少的 0 号钢和 7 号钢,更名为 GB 700—79《普通碳素结构钢技术条件》。
2) GB 700—88《碳素结构钢》。
改革开放后,随着我国工业制造水平的大幅提升,苏联标准体系逐渐不合时宜,原标准中一个牌号只有一种成分和性能,不能满足不同的使用需求,也没有规定冲击韧性等重要的指标。为此,1987 年以国际标准 ISO 630-1987《结构钢》为主要参照,并结合自身国情,对碳素钢国标进行了第二次修订,即 GB 700—88《碳素结构钢》,明确了标准的适用范围;提出了由屈服强度字母、数值、质量等级、脱氧方法字母组成的新牌号表示方法;取消了 79 版标准中的 6 号钢,原 1 ~ 5 号钢牌号改为 Q195、Q215、Q235、Q255、Q275;修改化学性能要求,采用了国外提 Mn 降 C 的技术路线,既保证强度又降低碳含量,降低 P、S 含量从而提高韧性和焊接性;重新规定了钢材的力学性能,按照对材料韧性的要求将钢材分为 A ~ D 四个质量等级,修改了屈服强度、抗拉强度和伸长率的要求,并规定了冲击韧性试验为钢材的必须检验项目之一。
3) GB/T 700—2006《碳素结构钢》。
结合应用近 20 年来的大量工程经验,碳素结构钢系列标准的第三次修订吸收了 ISO 标准 630∶1995《结构钢》的部分技术内容,对 1988 版《碳素结构钢》做出了 10 余项修改,取消了“脱氧方法”中的半镇静钢;取消 Q255 和 Q275 牌号;修改各钢材牌号中的化学成分含量,参照国际标准取消了碳、硅、锰元素的含量下限;提高 Q235 钢材的抗拉强度和屈服强度、断后伸长率的性能指标; 明确 Q195、Q235BF 轧制钢材的厚度限值;修改冲击试验有关的规定,采用国际标准最小冲击吸收功图;更新了钢材产品的检验规则等。碳素结构钢标准内容变迁见表 4。
表4 碳素结构钢标准内容变迁
2.3.2 低合金结构钢系列
1) YB 13—59、YB 13—63、YB 13—69《低合金高强度钢钢种及一般技术条件》及 GB 1591—79《低合金结构钢技术条件》。
我国低合金钢的发展始于 1956 年试制 16Mn 钢,1959 年首次制订了冶金行业的低合金钢标准 YB 13—59,将低合金钢列为 11 个牌号。1963 年修订为 YB 13—63,新增了 25MnSi 牌号。这些牌号多数引用苏联,而 16Mn 参照德国 DIN17100 标准。
20 世纪 60 年代,我国自行研制了不少低合金钢牌号,本标准在 1969 年的修订中,将钢牌号从 12 个扩大到了 21 个,同时扩大了标准适用的尺寸规格范围。但限于当时大环境的影响,新增牌号中有一些不成熟乃至性能低劣的品种,标准的修订水准也偏低,相较 63 版标准,69 版标准的技术含量明显降低。
特殊历史时期后,我国对 YB 13—69 进行了修订,升级为国标 GB 1591—79《低合金结构钢技术条件》,取消了 69 版标准中新增的 II 组钢以及 16Mn 钢化学条件和力学性能修改的规定,恢复到 63 版的技术水平。
2) GB 1591—88、GB 1591—94《低合金高强度结构钢》。
我国钢铁产品从 20 世纪 80 年代开始采用国际标准,在 1988 年修订碳素钢标准的同时,对低合金钢标准也进行了修订,即 GB 1591—88《低合金高强度结构钢》。但是受我国钢铁企业当时的装备及工艺限制,88 版标准的修订规模较小,相较 79 版标准,修改了硅、硫和稀土元素含量要求,规定了抗拉强度范围,提高了伸长率要求。
本次修订后,GB 1591—88 标准仍与国际标准不接轨,且差距较大,十分不利于我国低合金钢的发展。因此很快开始了新一轮的修订,这次修订突破了旧标准的框架,采用 ISO 4950∶1981《正火或控轧高屈服强度扁平钢材》及 ISO 4951∶1979《高屈服强度钢棒材和型材》,确立了由屈服点拼音字母、屈服点数值、质量等级符号构成的钢材牌号表示方法,确立了 Q295、Q345、Q390、Q420、Q460 五个当时常用的钢材牌号;根据市场经济要求调整钢材 C、Mn 成分,参考 ISO 标准加入微合金化的要求,这一技术路线能够显著提高 C、D、E 等重要用途常用质量等级钢材的性能;新增了钢材的交货状态规定;调整了力学性能和冷弯试验的规定。94 版《低合金高强度结构钢》标准整体与国际水平接轨。
3) GB/T 1591—2008、GB/T 1591—2018《低合金高强度结构钢》。
随着钢结构行业上下游领域的全面发展,工程应用须与国外接轨,采用新型高强度、高韧性和具有良好焊接性的钢材,因此参照欧洲标准 EN 10025∶2004《结构钢热轧产品》对 94 版《低合金高强度结构钢》进行修订,推出了 GB/T 1591—2008《低合金高强度结构钢》,将适用范围扩大到 Q500 ~ Q690 级别的钢材,取消了 Q295 钢;规定了热轧、控轧、正火、正火轧制、正火加回火、机械轧制等多种交货方式;提高了钢材屈服强度,降低伸长率;提高了冲击吸收能量值;加入了厚度方向的性能要求等。
10 余年来,我国钢结构工程中应用 Q345 等低合金高强度结构钢的比重已占到总用钢量的 80% 以上,大量的工程应用催生了对标准规范条款的优化要求。部分钢厂已经能够按 EN 标准、ATSM 标准、JIS 标准的要求生产和供货,我国钢材标准也需要同步等效或参照国外标准。因此于 2018 年参照欧标 EN 10025《非合金钢化学成分及其性能》对 08 版标准的钢材牌号、质量等级、性能指标和交货状态进行了多处重要的修改与优化,并用 Q355 牌号取代了 Q345 牌号,与欧标 S355 对应,为国标钢材的国际化应用铺平道路,最终形成了目前应用的 GB/T 1591—2018《低合金高强度结构钢》。低合金结构钢标准内容变迁见表 5。
表5 低合金结构钢标准内容变迁
2.3.3 建筑结构用钢板系列
1) GB/T 19879—2005《建筑结构用钢板》。
20 世纪 90 年代我国高层钢结构建筑开始蓬勃发展,高层钢结构建筑对所用钢材的质量要求较高,化学成分、碳含量、屈强比、屈服点波动范围及 Z 向性能等方面都有严格要求,是当时的一般工程结构用钢材标准中没有的。厂家生产和供货时往往需要额外签订技术协议,不利于钢板的正常生产和使用。因此我国为推广高层建筑结构用钢,起草了冶金行业标准 YB 4104—2000《高层建筑用钢板》,该标准参考了日本 JIS G 3136∶1994《建筑结构用轧制钢材》,并与 JGJ 99—98《高层民用建筑钢结构技术规程》相协调,规定了 GJ 钢板的的尺寸、外形、技术要求、试验方法、检验规则等内容。该标准于 2005 年修订升级为 GB/T 19879—2005《建筑结构用钢板》。相较于 YB 4104—2000,05 版国标中增加了 390、420、460 MPa 三个强度等级的钢板; Q235GJ 和 Q345GJ 增加了 B 级钢;充分考虑国内钢厂的生产情况后, 本标准中将 Q345GJ 的屈强比限值改为 0.83。
2) GB/T 19879—2015《建筑结构用钢板》。
05 版标准实施后,大批 GJ 钢厚板成功应用于国家体育场(鸟巢)、首都新机场、国家大剧院、中央电视台新址、上海环球贸易中心等标志性钢结构工程中,并收获了大量实践经验。在 05 版标准的基础上,吸收了日本抗震建筑钢板的生产应用,提高钢板抗震性能和材料利用率,并与国内《抗规》及《高钢规》的材料要求相结合,修订了 GB/T 19879—2015《建筑结构用钢板》,增加了 Q500GJ ~ Q690GJ 等高强度 GJ 钢牌号和质量等级, 修改了 Q235GJ ~ Q460GJ 钢板最大厚度限值;明确了 Q500GJ 等高强度钢板屈服现象不明显时的屈服强度取值; 将 Q345GJ 钢的屈强比进一步由 0.83 调整为 0.80,Q390GJ ~ Q460GJ 的屈强比也均有所下调;提高部分钢材的伸长率和最小冲击吸收能量等。
3) GB/T 5313—85、GB/T 5313—2010《厚度方向性能钢板》。
高层建筑及大型桥梁工程中,常采用大厚度钢板,不仅要求沿宽度和长度方向有一定的力学性能,而且要求厚度方向有良好的抗层状撕裂性能,这一性能主要通过厚度方向拉力试验的断面收缩率来评定。国际上常用的厚度方向性能钢板相关标准有美标 ASTM《特殊用途钢板厚度方向拉伸试验》系列及欧标 EN 10164《改进垂直于产品表面变形性能的钢产品》系列,前者为试验方法标准,后者为产品标准。我国主要参照欧标,于 1985 年编制了 GB/T 5313—85《厚度方向性能钢板》,提出了 Z15、Z25、Z35 三个厚度方向性能级别,对厚度为 40 mm 以上的钢板 Z 向性能要求不低于 Z15。而后结合我国厚度方向性能钢板生产和应用情况,修订完成了 GB/T 5313—2010《厚度方向性能钢板》,取消了适用钢板的屈服强度级别;将最大厚度由 150 mm 提高到了 400 mm;修改了试验和检验规定。建筑结构用钢板标准内容变迁见表 6。
表6 建筑结构用钢板标准内容变迁
经过多年发展,国内钢结构标准体系已经日趋完善,形成了覆盖材料、设计标准及施工和验收的较为全面的标准体系,并且通过不断更新,将最新的科技成果和工程经验反映到标准中,助力了我国钢结构建筑的飞速发展。我国钢结构规范正逐步赶上甚至在一些方面超过了国际发展,但和国外规范相比,标准涵盖的广度、深度、修编频率还可以进一步提升,继续以标准为引领,推动我国钢结构事业向更好、更快方向发展。
郁银泉,出生于1962年12月,江苏苏州人,教授级高级工程师,一级注册结构工程师,中国建筑标准设计研究院有限公司总工程师,全国工程勘察设计大师,全国建筑幕墙门窗标准化技术委员会主任委员,住建部科学技术委员会超限高层建筑工程技术专业委员会副主任委员,中国钢结构协会副会长,中国工程建设标准化协会副理事长,中国勘察设计协会抗震防灾分会会长,享受政府特殊津贴专家。长期从事标准规范编制和结构工程设计研究工作。曾主编7项国家工程建设标准,承担了国家和省部级科研项目10项,主持和指导设计了多项有影响的建筑工程项目和标准设计项目,发表论文40余篇。获得国家优秀工程设计银奖2项,华夏科学技术进步奖一等奖5项,河北省科学技术进步奖一等奖1项,北京市科学技术进步奖二等奖1项,中国钢结构协会科学技术奖特等奖1项,中国标准创新贡献奖二等奖1项。
王立军,清华大学博士,一级注册结构工程师,全国工程勘察设计大师,标准大师,深圳市工程勘察设计功勋大师,深圳市国家级领军人才,华诚博远工程技术集团首席科学家。英国皇家注册结构工程师,香港工程师学会会员。全国超限高层建筑工程抗震设防审查专家委员会委员,中国建筑节能协会工程加固与改造分会会长,中国工程建设标准化协会钢结构专业委员会副主任委员,中国钢结构协会专家委员会副主任,中国建筑金属结构协会钢结构专家委员会专家,中国勘察设计协会结构分会副理事长,中国模板脚手架协会副理事长,《建筑钢结构进展》《建筑结构》《钢结构(中英文)》《工业建筑》《世界地震工程》编委,清华大学、同济大学、东南大学、北京工业大学、西南交通大学、北京建筑大学硕士研究生、博士研究生、博士后联合指导教师或兼职教授。设计作品包括中国国际贸易中心3A工程(330 m高)、3B工程(300 m高),北京财富二期办公楼(260 m高),长春国际金融中心(230 m高),烟台世茂滨江项目(323 m高),阿尔及利亚国家足球场,中南中心(729 m高,结构方案),深圳超核(400 m大跨,结构中标方案)。国家标准 GB 50017-2017《钢结构设计标准》主编,出版专著《17钢标疑难解析》。获国家科技进步二等奖1项、国家优秀设计铜奖1项,中国建筑学会全国优秀建筑结构设计一等奖、冶金行业优秀工程设计一等奖、华夏建设科学技术一等奖、中国钢结构协会科技进步特等奖、中国土木工程詹天佑奖、北京市科学技术二等奖等国家和省部级奖20余项。
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融媒体编辑:张白雪
责任编辑:慕婷婷
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中冶建筑研究总院有限公司和中国钢结构协会联合主办、《工业建筑》杂志社有限公司编辑出版的中文科技期刊《钢结构》Steel Construction,于1986年创刊,2019年为促进国际学术交流,并兼顾对内传播,满足国内外读者需要,经国家新闻出版署批准,期刊文种变更为中英文双语出版,同时更名为《钢结构(中英文)》Steel Construction(Chinese & English)/ISSN 2096-6865/CN 10-1609/TF,自2020年1月全面改版发行。
期刊报道方向包括:高性能钢材,空间钢结构,高层钢结构,预应力钢结构,钢-混凝土组合结构,轻型钢结构,住宅钢结构,桥梁钢结构,特种钢结构及装配式钢结构建筑等。今后将持续关注国际学术热点,深入思考未来发展方向,报导具有高学术水平和应用价值的科研成果。
欢迎相关领域的研究学者踊跃投稿,并关注使用期刊出版内容
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