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中国工程建设协会标准
钢结构钢材选用与检验技术规程
Technical specification for selection and inspection of steel products for steel structure
CECS 300:2011
中国工程建设标准化协会公告
第94号
关于发布《钢结构钢材选用与检验技术规程》的公告
根据中国工程建设标准化协会《关于印发<中国工程建设标准化协会2006年第一批标准制、修订项目计划>的通知》[建标协字(2006第12号)]的要求,由中国钢结构协会和中冶建筑研究总院有限公司等单位编制的《钢结构钢材选用与检验技术规程》,经本协会冶金分会组织审查,现批准发布,编号为CECS 300:2011,自2012年6月1日起施行。
中国工程建设标准化协会
二〇一一年十月十九日
前言
根据中国工程建设标准化协会(2006)建标协字第12号文《关于印发<中国工程建设标准化协会2006年第一批标准制、修订项目计划>的通知》的要求,规程编制组经过广泛调查研究,认真总结实践经验,参考有关国际标准和国外先进标准,并在广泛征求意见的基础上,制定本规程。
近年来我国建筑钢结构与钢铁产品迅速互动发展,业绩卓著。工程经验表明,在现代钢结构建筑发展中,对钢材品种多元化及其综合性能优化提出了更高的要求,同时也急需在工程中指导选材的规范性技术文件。编制和发布本规程对规范合理用钢,保证工程技术经济合理性与工程质量有重要意义。
本规程的主要内容包括总则、术语和符号、钢结构用钢材及其技术要求、焊接材料、紧固件材料、设计参数和指标、钢材和连接材料的选用、钢材进场的验收和复验等。
根据原国家计委计标[1986]1649号文《关于请中国工程建设标准化委员会负责组织推荐性工程建设标准试点工作的通知》的要求,推荐给工程建设设计、施工、建设、监理等使用单位及工程技术人员采用。
本规程由中国工程建设标准化协会冶金分会归口管理,由中冶建筑研究总院有限公司负责解释(地址:北京市海淀区西土城路33号,邮政编码:100008)。在使用过程中如发现需要修改和补充之处,请将意见和资料径寄解释单位。
主编单位:中国钢结构协会
中冶建筑研究总院有限公司
参编单位:国家钢结构工程技术研究中心
中国钢研科技集团有限公司
冶金工业信息标准研究院
中国建筑标准设计研究院
中冶京诚工程技术有限公司
宝山钢铁股份有限公司研究院
北京远达国际工程管理咨询有限公司
中国京冶工程技术有限公司
江苏沪宁钢机股份有限公司
宝钢钢构有限公司
浙江杭萧钢构股份有限公司
浙江东南网架股份有限公司
浙江精工钢结构有限公司
舞阳钢铁有限责任公司
山东莱钢建设有限公司
马鞍山钢铁股份有限公司
主要起草人:柴昶 吴明超(以下按姓氏笔画排列)
王祖滨 文双玲 孙彤 石荣金 刘迎春 何文汇 周观根 郁银泉 杨强跃 赵文忠 贺明玄 钟宣 俞荣华 唐一凡 奚铁 温东辉 董超
主要审查人:陈禄如 柯长华 王立军 徐寅 王丽敏 张玉玲 但泽义 段斌 王元清 戴立先 乔峰
1 总 则
1.0.1 为在钢结构工程的钢材选用与检验工作中贯彻执行国家的技术经济政策,做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量,制定本规程。
1.0.2 本规程适用于工业与民用建筑钢结构、构筑物钢结构钢材的选用与钢材进场后的复验。
1.0.3 本规程的钢材选用原则与检验规则,是根据现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB 50018、《建筑抗震设计规范》GB 50011与《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205等标准制定的。设计时应按综合性能良好与经济合理的原则选用钢材。
1.0.4 在钢结构工程设计文件中,应注明所选用钢材与连接材料的牌号,钢材的质量等级、化学成分、力学性能与工艺性能等要求以及所依据的标准名称。
1.0.5 钢结构工程的钢材选用与进场检验,除应符合本规程的规定外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
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2 术语和符号
2.1 术 语
2.1.1 碳素结构钢 carbon structural steels
适用于焊接、栓接工程结构的低碳钢。按现行国家标准《碳素结构钢》GB/T 700,共有Q195、Q215、Q235、Q275四个牌号,最大含碳量0.12%~0.24%。
2.1.2 低合金高强度结构钢 high strength low alloy struc-tural steels
在碳素钢中添加少量合金成分(总量不大于5%)以改善性能和提高强度,并适用于一般工程结构的合金钢。按现行国家标准《低合金高强度结构钢》GB/T 1591,共有Q345、Q390、Q420、Q460、Q500、Q550、Q620、Q690八个牌号。
2.1.3 耐候结构钢 atmospheric corrosion resisting structur-al steels
在钢中加入少量铜(Cu)、磷(P)、铬(Cr)、镍(Ni)等合金元素,使其表面形成防护层以提高耐大气腐蚀性能,并适用于桥梁、建筑等工程结构的低合金钢。按现行国家标准《耐候结构钢》GB/T 4171,共有高耐候钢Q265GNH、Q295GNH、Q310GNH、Q355GNH四个牌号,焊接耐候钢Q235NH、Q275NH、Q295NH、Q355NH、Q415NH、Q460NH、Q500NH、Q550NH七个牌号。
2.1.4 圆柱头焊钉 cheese head stud
由铆螺钢(ML15)制成的一种特制螺杆。其杆端带有铝制引弧结,可通过专门压焊设备直接焊于组合结构中钢构件的表面,作为浇灌混凝土后钢与混凝土共同工作的抗剪件或锚固件用。
2.1.5 屈服强度 yield strength
钢材拉伸-变形曲线上呈弹性状态与塑性状态分界点的应力强度。是钢材牌号强度级别的基本依据,也是钢结构设计强度取值的重要依据。
2.1.6 抗拉强度 tensile strength
钢材拉伸-变形曲线上试件拉断时的最高应力点。表示钢材承受静荷载的极限能力和屈服后的安全储备程度,也是计算钢材疲劳强度和局部承压强度的基本依据。
2.1.7 断后伸长率 percentage elongation after fracture
钢材拉伸试件断裂后标距的残余伸长与原始标距之比的百分率。
2.1.8 断面收缩率 percentage reduction of area
钢材拉伸试件断裂后试样横截面积的最大缩减量与原始横截面积之比的百分率。
2.1.9 冲击吸收功 impact absorbed energy
钢材冲击功试验试件断裂时,其单位面积所吸收的冲击断裂功值。它反映了钢材在冲击荷载作用下抵抗脆性断裂破坏的能力,也是评价钢材韧性的基本指标。
2.1.10 屈强比 yield strengh to tensile strengh ratio
钢材的实物屈服强度与抗拉强度的比值。该值的低或高,表示钢材屈服后到达塑性破坏前安全储备的大或小,是钢材延性的重要指标。
2.1.11 厚度方向性能钢板 steel plate with through-thick-ness characteristics
通过严格控制硫含量(S≤0.01%)减少夹杂缺陷,从而提高沿厚度方向抗层状撕裂性能的镇静钢板。按现行国家标准《厚度方向性能钢板》GB 5313,共有Z15、Z25、Z35三个级别。
2.1.12 碳当量 carbon equivalent
低合金钢中含有多种元素时,将其中对焊接性能有影响的元素含量,按统一规定的算式折算成相当于碳的含量,其总和即为碳当量,是评价钢材焊接性能的重要量化指标。
2.1.13 正火 normalizing
将钢加热到临界温度以上,使钢材内部组织全部转变为均匀的奥氏体,然后在空气中自然冷却的热处理方法。正火可细化钢材的晶粒,提高其综合力学性能。
2.1.14 调质 quenching and tempering
钢材经淬火加高温回火的热处理工艺。淬火是将钢加热到AC3(亚共析钢加热时铁素体全部消失的最低温度)以上,保持足够时间,然后在冷却介质(水、油等)中快速冷却;高温回火是将钢在淬火后加热到AC1(发生平衡相变的温度)以下,保温足够时间,然后以一定冷却速度冷却到室温。调质可细化钢的晶粒,消除残余应力,提高强度、塑性与韧性等综合力学性能。
2.1.15 热机械轧制 thermo-mechanical control process
在钢材热轧过程中,控制其最终变形在某一温度范围内进行,使钢材获得仅靠热处理亦不能获得的优化性能的特定轧制工艺。
2.1.16 径厚比 diameter to thickness ratio
钢管直径与厚度的比值。对焊接钢管,过小的径厚比会明显增大其冷作硬化的不利影响。
2.1.17 晶粒度 grain size
钢材组织中晶粒大小的度量。其值愈高则晶粒细化程度愈好,亦即钢材的韧性、抗断裂性,焊接性能都更为良好。
2.1.18 耐锈蚀性指数 corrosion resisting index
将钢材中影响耐腐蚀性能的元素含量按推荐预测公式计算而得的,可量化评价钢材耐蚀性的指数,其值愈大则耐蚀性愈好。
2.1.19 镀层板 plating steel sheet
以冷(热)连轧板(带)为基板,在其表面覆盖金属镀层的钢板。建筑常用的镀层板为热镀锌(铝锌)板。
2.1.20 涂层板 coating steel sheet
在经过表面预处理的基板(镀层板)上连续涂覆有机涂料(正面至少为两层),然后进行烘烤固化而成的涂层(彩涂层)钢板产品。
2.1.21 试样 sample
为进行钢材力学性能试验而在钢材母体上截取样坯并加工成一定形状与尺寸的试件。按不同分类方法,可分为圆试样与矩形试样、横向与纵向试样、比例标距与非比例标距试样。
2.1.22 熔炼分析 ladle analysis
钢水浇注前从钢包中取样所做的化学成分分析。一般用作订货、交货时约定化学成分的依据。
2.2 主要符号
2.2.1 钢材性能指标:
f——钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值;
ReH、ReL——钢材的上屈服强度、下屈服强度;
Rp0.2——无屈服台阶钢材的名义屈服强度,即规定残余延伸率为0.2%时的应力;
Rm——钢材的抗拉强度;
A——断后伸长率;
CEV——碳当量;
Pcm——焊接裂纹敏感性指数。
2.2.2 计算系数及其他:
kC——冷成型强度增大系数;
γR——钢材抗力分项系数;
k2——高强螺栓连接的孔型系数;
D——钢管直径;
d——螺栓直径;
t——钢板厚度。
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3 钢结构用钢材及其技术要求
3.1 钢材牌号和标准
3.1.1 钢结构用钢材的性能、技术条件与质量要求应符合国家现行有关标准的规定。对新研制的钢材应经国家或部级产品鉴定、认证后方可选用。
3.1.2 承重钢结构所用钢材选用Q235与Q345、Q390、Q420及Q460等牌号钢时,其性能与技术条件应分别符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T 700、《低合金高强度结构钢》GB/T 1591的规定;当选用Q235GJ、Q345GJ、Q390GJ、Q420GJ、Q460GJ等牌号高性能钢板(以下简称GJ钢板)时,其性能与技术条件应符合现行国家标准《建筑结构用钢板》GB/T 19879的规定;当选用Q235NH、Q355NH、Q415NH等牌号焊接耐候结构钢时,其性能与技术条件应符合现行国家标准《耐候结构钢》GB/T 4171的规定;选用结构级镀锌钢板或镀铝锌钢板S250、S350、S550时,其性能与技术条件应分别符合现行国家标准《连续热镀锌钢板及钢带》GB/T 2518或《连续热镀铝锌合金镀层钢板及钢带》GB/T 14978的规定。
3.1.3 承重结构所用的型材、板材与管材等钢材产品的材质、性能、技术条件与规格系列等,应符合国家现行有关标准的规定。当相应标准中未规定其化学成分与力学性能时,应按下列规定,保证其材质与性能指标符合要求。
1 钢板与热轧型钢应按所选用钢材牌号标准的规定,保证其化学成分、力学性能与冷弯性能等指标符合要求。
2 冷成型型材与管材除所用原料板材的性能与技术条件应符合相应标准规定外,其成型后型材与管材的性能与技术条件尚应符合相应标准的规定。
3.1.4 预应力钢丝绳索体所用抗拉强度级别为1570MPa、1670MPa、1770MPa、1870MPa和1960MPa的钢丝绳,其质量、性能应符合现行国家标准《重要用途钢丝绳》GB 8918的规定。钢绞线索体所用抗拉强度级别为1270MPa、1370MPa、1470MPa、1570MPa、1670MPa、1720MPa、1770MPa、1860MPa、1960MPa的钢绞线,其质量、性能应符合现行国家标准《预应力混凝土用钢绞线》GB/T 5224、《高强度低松弛预应力热镀锌钢绞线》YB/T 152与《镀锌钢绞线》YB/T 5004的规定。
3.1.5 焊接结构用铸钢支座或铸钢节点的材质与性能应符合现行国家标准《焊接结构用铸钢件》GB 7659的规定,或现行协会标准《铸钢节点应用技术规程》CECS 235的规定。非焊接结构用铸钢件的材质与性能应符合现行国家标准《一般工程用铸造碳钢件》GB/T 11352的规定。
3.1.6 当设计选用国外钢材时,应按设计文件规定的相应国外钢材标准作为订货、交货与验收的依据。
3.2 钢材化学成分
3.2.1 各牌号钢材的化学成分(熔炼分析)应符合各相应标准中关于化学成分含量限值的规定。常用各牌号钢材的化学成分应符合附录A的规定。
3.2.2 Q235及Q345、Q390、Q420、Q460各牌号钢中细化晶粒元素及固氮元素的含量应符合下列规定:
1 Q235D钢应有足够细化晶粒的元素。当采用铝脱氧时,钢中总铝含量不应小于0.02%。Q345、Q390、Q420、Q460等牌号钢需加入细化晶粒元素时,钢中应至少含有铝、铌、钒、钛中的一种。所有细化晶粒元素的含量应在质量证明书中注明。
2 Q235钢的氮含量可超过标准规定值(0.008%),但其含量每增加0.001%时,磷的最大含量应减少0.005%,同时氮最大含量不应大于0.012%(熔炼分析)或0.014%(成品分析)。若钢中总铝含量不小于0.02%时,氮含量上限值可不受限制。固定氮元素的含量应在质量证明书中注明。
3.2.3 在保证钢材力学性能符合标准规定的情况下,Q235、Q345、Q390、Q420、Q460各牌号A级钢的碳、锰、硅含量可不作为交货条件。
3.2.4 厚度方向性能钢板的Z向性能级别为Z15、Z25与Z35时,其含硫量应分别不大于0.01%、0.007%与0.005%。
3.2.5 钢材的化学成分按熔炼分析数据计算,其含量应注明在相应的质量证明书中。钢材成品交货复验时,其化学成分的允许偏差应符合现行国家标准《钢的成品化学成分允许偏差》GB/T 222的规定。
3.3 钢材力学性能
3.3.1 钢材的力学性能应包括屈服强度、抗拉强度、断后伸长率、冲击功等基本力学性能指标,以及断面收缩率与屈强比等附加性能指标。各牌号钢材的力学性能应符合相应标准的规定。常用各牌号钢材的力学性能与冷弯性能应符合本规程附录B的规定。
3.3.2 钢材所保证的屈服强度指标,可为上屈服强度值或下屈服强度值。对GJ钢板,除保证屈服强度值符合规定要求外,尚应保证其区间值符合相应标准的规定。
3.3.3 当设计要求断后伸长率为50mm定标距试件的指标值A50时,应明确约定供货方以此项指标作为钢材交货的保证条件。
3.3.4 钢材的伸长率指标可较标准规定值有下列幅度的调幅:
1 Q235钢板和钢带的拉伸试件为横向取样时,其伸长率可降低2%(绝对值)。
2 Q345、Q390、Q420、Q460钢板和钢带及型钢、棒钢拉伸试件为纵向取样时,其断后伸长率可提高1%(绝对值)。
3.3.5 厚度方向性能钢板的Z向性能级别为Z15、Z25与Z35级时,其厚度方向断面收缩率应分别不小于15%、25%、35%。
3.3.6 结构用铸钢件,除应保证基本力学性能指标外,尚应保证断面收缩率符合相应标准的规定。焊接结构用铸钢件的力学性能应符合现行国家标准《焊接结构用铸钢件》GB/T 7659的规定;非焊接结构用铸钢件的力学性能应符合现行国家标准《一般工程用铸造碳钢件》GB/T、11352的规定;铸钢节点的力学性能应符合现行协会标准《铸钢节点应用技术规程》CECS 235的规定。各类铸钢件的力学性能应符合本规程附录C的规定。
3.3.7 壁厚不大于19mm的冷弯开口型钢,其力学性能应符合现行国家标准《冷弯型钢》GB/T 6725的有关规定。其主要力学性能指标应符合本规程附录B表B.0.2的规定。
3.3.8 镀锌冷弯薄壁型钢(包括压型钢板)所用结构级镀锌钢板及钢带,其力学性能应符合现行国家标准《连续热镀锌钢板及钢带》GB/T 2518的规定。其主要力学性能指标应符合本规程附录B表B.0.3的规定。
3.3.9 结构用直缝焊接圆钢管与冷弯方(矩)焊接钢管的力学性能应分别符合现行国家标准《直缝电焊钢管》GB/T 13793与现行行业标准《建筑结构用冷弯矩形钢管》JG/T 178的规定。其主要力学性能指标可按附录B表B.0.4与表B.0.5确定。双焊缝冷弯方形及矩形钢管的技术要求应符合现行行业标准《双焊缝冷弯方形及矩形钢管》YB/T 4181的规定,其平板部分伸长率应不低于原板伸长率的90%。
3.3.10 结构用无缝钢管的力学性能(纵向)应符合现行国家标准《结构用无缝钢管》GB/T 8162的规定。其主要力学性能指标可按附录B表B.0.6确定。
3.3.11 钢材屈服强度、抗拉强度、断后伸长率等力学性能指标应由试件拉伸试验得到。钢板、钢带(宽度不小于600mm)应取横向试样;型钢、钢棒及宽度小于600mm的钢带取纵向试样。其试验方法与试件制备应符合国家现行有关标准的规定。钢材冲击试验试件应不分钢材类别取纵向试样,当设计要求横向冲击韧性保证时,应补充保证横向冲击功值符合要求。厚度小于6mm的板材、型材,不提供冲击功性能的保证指标。
3.4 钢材工艺性能
3.4.1 钢结构用钢材应保证良好的冷弯、焊接、热处理及机加工等工艺性能,钢材交货时应保证上述性能指标符合设计要求或相应标准的规定。
3.4.2 承重钢结构所用的板材、型材应保证180°冷弯试验符合相应标准的规定,钢材冷弯性能指标应符合本规程附录B的规定。
3.4.3 结构用无缝钢管与焊接钢管应保证压扁试验分别符合现行国家标准《结构用无缝钢管》GB/T 8162和《直缝电焊钢管》GB/T 13793的规定。
3.4.4 焊接结构用的Q235钢材含碳量不应大于0.22%;Q345、Q390、Q420、Q460钢材碳当量(CEV)或焊接裂纹敏感性指数(Pcm)应符合表3.4.4的规定。其值应分别按下列公式计算:
表3.4.4 低合金高强度结构钢的碳当量(CEV)与焊接裂纹敏感性指数(Pcm)
注:热机械轧制(TMCP)或热机械轧制加回火状态交货钢材的碳含量不大于0.12%时,可采用焊接裂纹敏感性指数(Pcm)代替碳当量评估钢材的可焊性。
3.4.5 Q235GJ、Q345GJ、Q390GJ、Q420GJ、Q460GJ建筑结构用钢板的碳当量(CEV)或焊接裂纹敏感性指数(Pcm)应符合表3.4.5的规定。其值应分别按式3.4.4-1与3.4.4-2计算。
表3.4.5 建筑结构用钢板的碳当量(CEV)与焊接裂纹敏感性指数(Pcm)
注:AR-热轧;N-正火;NR-正火轧制;T-回火;Q-淬火;TMCP-温度-形变控轧控冷。
3.4.6 Q355NH、Q415NH焊接耐候钢的碳当量应在订货合同中约定,其限值可参照表3.4.4确定。
3.4.7 焊接结构用铸钢件的碳当量(CEV)应符合本规程表3.4.7的规定,其值按式3.4.4-1计算。
表3.4.7 焊接结构用铸钢件的碳当量(CEV)
3.5 钢材交货状态和订货要求
3.5.1 热轧型材、板材一般以热轧(AR)或控轧(CR)状态交货。当设计或订货方对厚板(壁)钢材有优化性能要求时,可由供需双方商定以正火(N)、正火轧制(NR)、正火加回火(N+T)或热机械轧制(TMCP)等状态交货。
3.5.2 直缝焊接圆钢管宜以冷卷工艺成型或冷压工艺成型状态交货。订货时应约定其成型工艺、焊接方法、性能与质量等级要求。
3.5.3 当按现行行业标准《建筑结构用冷弯矩形钢管》JG/T 178订货钢管时,应按直接成方冷成型状态交货,并提出钢管产品的质量等级要求。
3.5.4 结构用的铸钢件或铸钢节点,宜以正火状态交货,当设计或订货方有要求时,经供需双方商定,可以调质状态交货。
3.5.5 用户在签订钢材订货合同时,应按相应产品标准与设计要求详细约定所要求的钢材牌号、等级与性能指标等技术要求和质量要求,并包括下列内容:
1 钢材牌号、质量等级与所依据的标准名称(含年号)。
2 钢材的规格与数量。对有复验取样的钢材,订货数量应考虑样坯的附加余量。
3 确认订货钢材相应标准所规定的各项质量要求、化学成分、力学性能与工艺性能等技术要求及尺寸公差、质量检验与交货状态等要求。对以上要求内容有变动或有附加要求者,应有明确的补充约定。
4 所订货板材、型材与管材,其相应标准未规定化学成分与力学性能等技术条件内容时,则应明确约定此类要求的技术条件、指标要求与所依据的相应标准名称。
5 焊接钢管原板和管材产品的性能与技术要求及所依据的标准名称。
6 根据设计与使用要求,提出补充的钢材性能附加要求。
7 质量与检验的补充要求。
8 包装要求。
4 焊接材料
4.0.1 钢结构用焊接材料的牌号、性能与质量要求应符合设计要求和国家现行有关标准的规定,并与结构构件钢材性能相匹配。手工焊条、埋弧焊焊丝、CO2气体保护焊实芯焊丝的型号及与母材的匹配应符合现行国家标准《钢结构焊接规范》GB 50661的规定或本规程表7.3.1的要求。
4.0.2 碳钢焊条与低合金钢焊条、焊丝的化学成分、力学性能和质量要求,应符合现行国家标准《碳钢焊条》GB/T 5117、《低合金钢焊条》GB/T 5118、《埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂》GB/T 5293、《埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂》GB/T 12470、《熔化焊用钢丝》GB/T 14957、《气体保护电弧焊用碳钢低合金钢焊丝》GB/T 8110、《碳钢药芯焊丝》GB/T 10045及《低合金钢药芯焊丝》GB/T 17493的规定。
4.0.3 焊接材料应由生产厂提供熔敷金属化学成分、性能鉴定资料及指导性施焊参数。被焊母材有冲击性能要求时,熔敷金属的冲击功不应低于母材的规定值。
4.0.4 新研发的焊接材料首次用于实际工程时,应经产品鉴定并提供焊接工艺评定报告与性能检测证明等文件。对重要工程的首次应用宜经专家论证。同时,焊接结构用新品种钢材的鉴定文件中,应包括其焊接工艺评定及适配焊材和焊接性能试验报告等内容。
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5 紧固件材料
5.1 圆柱头焊钉(栓钉)
5.1.1 用作钢-混凝土组合结构连接件的圆柱头焊钉(栓钉)应以ML15钢或ML15A1钢制作,其技术条件应符合现行国家标准《电弧螺柱焊用圆柱头焊钉》GB/T 10433的规定。栓钉原料的化学成分与成品力学性能应符合表5.1.1-1与表5.1.1-2的规定。
表5.1.1-1 栓钉原材料的化学成分(%)
牌号 | C | Si | Mn | P | S | A1 |
ML15 | 0.13~0.18 | 0.15~0.35 | 0.30~0.60 | ≤0.035 | ≤0.035 | — |
ML15A1 | 0.13~0.18 | ≤0.10 | 0.30~0.60 | ≤0.035 | ≤0.035 | ≥0.020 |
表5.1.1-2 栓钉成品的力学性能
抗拉强度Rm(N/mm²) | 屈服强度ReL(N/mm²) | 伸长率A(%) |
≥400 | ≥320 | ≥14 |
5.1.2 栓钉的直径(mm)宜按10、13、16、19、22、25系列值选用。
5.1.3 圆柱头焊钉焊接端的焊肉成型瓷环形式与规格尺寸应按表5.1.3选用。其中,B1型适用于普通平焊,也适用于13mm和16mm焊钉的穿透平焊;B2型仅适用于19mm焊钉的穿透平焊。
表5.1.3 圆柱头焊钉用瓷环规格尺寸(mm)
5.2 普通螺栓
5.2.1 钢结构连接用的4.6级或4.8级普通螺栓为C级螺栓;5.6级和8.8级普通螺栓为A级或B级螺栓。C级螺栓与A级、B级螺栓的技术规格与尺寸应分别符合现行国家标准《六角头螺栓C级》GB/T 5780与《六角头螺栓》GB/T 5782的规定。各类普通螺栓的材料、化学成分、机械和物理性能、质量标准等均应符合现行国家标准《紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱》GB/T 3098.1的规定。
5.2.2 4.6级和5.6级普通螺栓应采用碳钢制造,8.8级普通螺栓应采用低碳合金钢或中碳钢(淬火并回火)制造。普通螺栓的机械和物理性能应符合表5.2.2的规定。
表5.2.2 普通螺栓的机械和物理性能
注:1 最小抗拉强度适用于公称长度L≥2.5d的产品,最低硬度适用于长度L<2.5d以及其他不能进行拉力试验(如头部结构的影响)的产品。对螺柱、螺钉和螺柱的实物进行楔负载试验时,应按σbmin计算。
2 当不能测定屈服点σs时,允许以测量规定非比例伸长应力σp0.2代替。4.8级的σs值仅为计算用,不是试验数值。
3 按性能等级标记的屈服比和规定非比例伸长应力σp0.2适用于机械加工试件。因受试件加工方法和尺寸的影响,这些数值与螺栓和螺钉实物测出的数值是不相同的。
4 *对钢结构用螺栓为12mm。
5 各级普通螺栓均不提供焊接性能、耐疲劳性、耐腐蚀及耐高温(高于250℃)、与低温(低于—50℃)等工作性能的技术条件保证。
5.2.3 锚栓的材质采用Q235、Q345、Q390、Q420等牌号钢材时,其质量和性能要求应符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T 700与《低合金高强度结构钢》GB/T 1591的规定。
5.3 高强度螺栓
5.3.1 钢结构用扭剪型高强度螺栓或大六角高强度螺栓,其尺寸、规格和技术条件、检验要求等应符合现行国家标准《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副》GB/T 3632、《钢结构用高强度大六角头螺栓》GB/T 1228、《钢结构用高强度大六角螺母》GB/T 1229与《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》GB/T 1231的规定。
5.3.2 扭剪型高强度螺栓材料、机械性能和规格应符合下列规定:
1 螺栓的性能等级为10.9级,其所用钢材牌号应符合表5.3.2-1的规定。
表5.3.2-1 扭剪型高强度螺栓用钢材牌号
2 螺栓试件的机械性能应符合表5.3.2-2的规定。
表5.3.2-2 扭剪型高强度螺栓原材料试件机械性能
3 螺栓的规格可按M16、M20、(M22)、M24、(M27)、M30系列值选用,并宜优先选用不带括号的规格。
5.3.3 大六角高强度螺栓的材料、机械性能应符合下列规定:
1 螺栓的性能等级为8.8级或10.9级,其所用钢材牌号应符合表5.3.3-1的规定。
表5.3.3-1 大六角高强度螺栓用钢材牌号
2 螺栓试件的机械性能应符合表5.3.3-2的规定。
表5.3.3-2 大六角高强度螺栓原材料试件的机械性能
5.3.4 网架螺栓球用高强度螺栓的材质、性能和技术条件应符合现行国家标准《钢网架螺栓球节点用高强度螺栓》GB/T 16939的规定,其强度等级为10.9S(规格为Ml1~M36)和9.8S(规格为M39~M64),所用钢材牌号和试件机械性能应分别符合表5.3.4-1、表5.3.4-2的规定。
表5.3.4-1 网架用高强度螺栓钢材牌号与规格
表5.3.4-2 网架用高强度螺栓试件的机械性能
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6 设计参数和指标
6.1 钢材的抗力分项系数
6.1.1 钢材的强度设计值应按钢材标准规定的屈服强度除以抗力分项系数γR确定。设计普通钢结构时,对Q235钢,γR取为1.087;对Q345钢、Q390钢、Q420钢,γR取为1.111。设计冷弯薄壁型钢(壁厚t≤6mm)结构时,对Q235钢和Q345钢,γR均取为1.15。
6.1.2 当设计采用上述牌号以外的Q235类或Q345、Q390、Q420类钢材时,应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017的规定进行专门验证试验分析以确定γR的取值。
6.1.3 对符合第3.1.5条规定的铸钢件,其抗力分项系数γR可取为1.282。
6.2 钢材的强度设计值和设计指标
6.2.1 符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T 700和《低合金高强度结构钢》GB/T 1591规定的Q235、Q345、Q390、Q420各牌号的热轧型(板)材,其强度设计值应按表6.2.1采用。
表6.2.1 碳素结构钢与低合金高强度结构钢的强度设计值(N/mm²)
注:表中厚度系指计算点的钢材厚度,对轴心受拉和轴心受压构件系指截面中较厚板件的厚度。
6.2.2 符合现行国家标准《建筑结构用钢板》GB/T 19879的Q235GJ、Q345GJ钢板,其强度设计值应按表6.2.2采用。
表6.2.2 建筑结构用钢板的强度设计值(N/mm²)
注:表中厚度系指计算点的钢材厚度,对轴心受拉和轴心受压构件系指截面中较厚板件的厚度。
6.2.3 符合现行国家标准《结构用无缝钢管》GB/T 8162的热轧无缝钢管,其强度设计值应按表6.2.3采用。
表6.2.3 结构用无缝钢管的强度设计值(N/mm²)
6.2.4 进行下列情况的结构构件或连接计算时,按表6.2.1的强度设计值取值应乘以相应的折减系数:
1 单面连接的单角钢:
1)按轴心受力计算强度和连接:0.85;
2)按轴心受压计算稳定性:
等边角钢:0.6+0.0015λ,但不大于1.0;
短边相连的不等边角钢:0.5+0.0025λ,但不大于1.0;
长边相连的不等边角钢:0.7;
λ为长细比,对中间无联系的单角钢压杆,应按最小回转半径计算,当λ<20时,取λ=20;
2 无垫板的单面施焊对接焊缝:0.85;
3 施工条件较差的高空安装焊缝连接:0.90。
当上述几种情况同时存在时,其折减系数应连乘。
6.2.5 冷弯薄壁型钢(壁厚t≤6mm)的强度设计值应符合下列规定:
1 Q235和Q345牌号钢的冷弯薄壁型钢,其强度设计值按表6.2.5采用。
表6.2.5 冷弯薄壁型钢(壁厚t≤6mm)的强度设计值(N/mm²)
钢材牌号 | 抗拉、抗压和抗弯f | 抗剪fv | 端面承压(磨平顶紧)fce |
Q235 | 205 | 120 | 310 |
Q345 | 300 | 175 | 400 |
2 全截面有效的冷弯薄壁型钢构件,可考虑冷弯效应对强度提高的影响(热浸镀锌的型材除外),将强度设计值乘以增大系数kc取值,kc按下式计算:
式中:η——成型方式系数,对于冷弯高频焊并圆变方工艺成型的方、矩形管,η=1.7;对于圆管和其他方式成型的方、矩形管及开口型钢,η=1.0;
γ——钢材的抗拉强度与屈服强度的比值。对Q235钢,可取γ=1.58;对Q345钢,可取γ=1.48;
n——型钢截面所含棱角数目;
θi——型钢截面上第i个棱角所对应的圆周角(图6.2.5),以弧度为单位;
l——型钢截面中心线的展开长度,可取型钢截面积与其厚度的比值。
图6.2.5 冷弯薄壁型钢截面圆周角示意图
3 计算下列情况的冷弯薄壁型钢结构构件和连接时,其强度设计值应乘以以下折减系数:
1)平面格构式檩条的端部主要受压腹杆:0.85;
2)单面连接的单角钢杆件:
按轴心受力计算强度和连接:0.85;
按轴心受压计算稳定性:0.6+0.0014λ;
λ为长细比,对中间无联系的单角钢压杆,应按最小回转半径计算,当λ<20时,取λ=20;
3)无垫板的单面对接焊缝:0.85;
4)施工条件较差的高空安装焊缝:0.90;
5)两构件连接采用搭接或其间填有垫板以及单盖板的不对称连接:0.9。
上述几种情况同时存在时,其折减系数应连乘。
6.2.6 符合现行国家标准《焊接结构用铸钢件》GB/T 7659和《一般工程用铸造碳钢件》GB/T 11352的铸钢件材料,其强度设计值应分别按表6.2.6-1、6.2.6-2采用。符合现行协会标准《铸钢节点应用技术规程》CECS 235规定的G17Mn5、G20Mn5铸钢件的强度设计值应按表6.2.6-3采用。
表6.2.6-1 焊接结构用铸钢件强度设计值(N/mm²)
注:表内值适用于厚度为100mm以下的铸件。
表6.2.6-2 一般工程用铸钢件强度设计值(N/mm²)
注:表内值适用于厚度为100mm以下的铸件。
表6.2.6-3 G17Mn5、G20Mn5铸钢件强度设计值(N/mm²)
注:1 表内牌号QT表示调质状态,N表示正火状态;
2 表中抗拉(压)、抗剪和端面承压等强度设计值均为与附录E中相应牌号铸钢屈服强度的对应值。
6.2.7 钢材、铸钢件和索材的物理性能指标,应分别符合表6.2.7-1、6.2.7-2的规定。
表6.2.7-1 钢材和铸钢件的物理性能指标
表6.2.7-2 索材的弹性模量与线膨胀系数
6.3 螺栓的强度和承载力设计值
6.3.1 普通螺栓、锚栓及承压型连接的高强度螺栓,其强度设计值应按表6.3.1采用。
表6.3.1 螺栓的强度设计值(N/mm²)
注:1 普通C级与A、B级螺栓的性能及技术规格应符合现行国家标准《紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱》GB/T 3098.1及《六角头螺栓C级》GB/T 5780与《六角头螺栓》GB/T 5782的规定。
2 高强度螺栓应选用大六角型或扭剪型高强度螺栓。前者性能应符合现行国家标准《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》GB/T 1231的规定;后者仅有10.9级级别,其性能应符合现行国家标准《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副》GB/T 3632的规定。
3 螺栓孔的允许偏差和孔壁表面粗糙度,均应符合现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205的要求。
6.3.2 每个摩擦型连接的高强度螺栓承载力设计值应按下列公式计算:
式中:P——每个螺栓的预拉力,按表6.3.2-1取值;
k1——系数,对冷弯薄壁型钢结构(壁厚t≤6mm)取0.8;其他情况取0.9;
k2——孔型系数,标准孔取1.0;大圆孔取0.85;荷载与槽孔长方向垂直时取0.7,与槽孔长方向平行时取0.6;
nf——传力摩擦面数目;
μ——摩擦面的抗滑移系数,可分别按表6.3.2-2、6.3.2-3取值。
表6.3.2-1 一个高强度螺栓的预拉力P(kN)
螺栓的性能等级 | 螺栓公称直径 | ||||||
M12 | M16 | M20 | M22 | M24 | M27 | M30 | |
8.8S | 45 | 80 | 125 | 150 | 175 | 230 | 280 |
10.9S | 55 | 100 | 155 | 190 | 225 | 290 | 355 |
表6.3.2-2 钢材摩擦面的抗滑移系数μ
注:1 钢丝刷除锈方向应与受力方向垂直。
2 当连接构件采用不同钢号时,抗滑移系数μ值应按相应的较低值取值。
3 采用其他方法进行摩擦面处理时,其抗滑移系数值应经试验确定。
表6.3.2-3 涂层摩擦面的抗滑移系数μ
注:1 当设计要求使用其他涂层(热喷铝、镀锌等)时,其钢材表面处理要求、涂层厚度以及抗滑移系数均应经试验确定。
2 抗滑移系数所在列中括号内值用于Q235钢材。
6.3.3 符合现行国家标准《电弧螺柱焊用圆柱头焊钉》GB/T 10433的焊(栓)钉,其单个钉的承载力设计值应按下式计算并取其小值:
式中:As——一个圆柱头焊钉(栓钉)钉杆截面面积;
γ——焊钉钢材的强屈比,γ=1.25;
f——焊钉钢材的抗拉强度设计值,f=290N/mm²;
Ec——混凝土的弹性模量,按表6.3.3-1取值;
fc——混凝土的抗压强度设计值,按表6.3.3-2取值。
表6.3.3-1 混凝土弹性模量(×104N/mm²)
混凝土强度等级 | C15 | C20 | C25 | C30 | C35 | C40 | C45 |
Ec | 2.2 | 2.55 | 2.80 | 3.0 | 3.15 | 3.25 | 3.35 |
混凝土强度等级 | C50 | C55 | C60 | C65 | C70 | C75 | C80 |
Ec | 3.45 | 3.55 | 3.60 | 3.65 | 3.70 | 3.75 | 3.80 |
表6.3.3-2 混凝土抗压强度设计值(N/mm²)
抗压强度 | 混凝土强度等级 | |||||||||||||
C15 | C20 | C25 | C30 | C35 | C40 | C45 | C50 | C55 | C60 | C65 | C70 | C75 | C80 | |
fe | 7.2 | 9.6 | 11.9 | 14.3 | 16.7 | 19.1 | 21.1 | 23.1 | 25.3 | 27.5 | 29.7 | 31.8 | 33.8 | 35.9 |
6.4 焊缝的强度设计值和质量等级要求
6.4.1 各类焊缝的强度设计值应按表6.4.1采用。
表6.4.1 焊接材料的匹配与焊缝强度设计值
注:1 手工焊所用碳钢焊条与低合金钢焊条的性能应符合现行国家标准《碳钢焊条》GB/T 5117及《低合金钢焊条》GB/T 5118的规定。
2 埋弧焊所用碳钢焊丝与焊剂或低合金钢焊丝与焊剂的性能,应符合现行国家标准《埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂》GB/T 5293及《埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂》GB/T 12470、《熔化焊用钢丝》GB/T 14957等的规定。
3 CO2气体保护焊所用实芯焊丝的性能应符合现行国家标准《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》GB/T 8110的规定。
4 焊缝的质量等级标准应符合现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205的规定。其中厚度小于8mm钢材的对接焊缝,不应采用超声波探伤确定焊缝质量等级。
5 对接焊缝在受压区的抗弯强度设计值取fwc,在受拉区抗弯强度设计值取fwt。
6 焊丝按强度及性能与钢材的匹配关系按本规程表7.3.1执行。
6.4.2 焊缝质量等级应根据结构的重要性、荷载特征、焊缝形式、工作环境以及应力状态等情况,按表6.4.2选用。其检验标准应符合现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205的规定。
表6.4.2 焊缝质量等级的选用
注:1 设计要求全焊透的一、二级焊缝,应采用超声波或射线探伤进行内部缺陷的检验。
2 一级焊缝不允许有外观缺陷。
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7 钢材和连接材料的选用
7.1 一般规定
7.1.1 在钢结构工程设计中应正确合理选用钢材,并在设计文件中注明对钢材选用的技术要求。对重点工程宜进行优化选材的比选与论证。
7.1.2 设计选材时,应综合考虑结构的重要性、荷载特征、应力状态、板件厚度和工作环境、加工条件以及钢材性价比等要素,合理地选用钢材牌号、质量等级、性能指标和技术要求。不同使用条件下所用钢材的牌号与质量等级,可按附录D表D.0.1选用。
7.1.3 承重构件的钢材牌号宜选用Q345钢或Q235钢,有依据时可选用强度较高的Q390、Q420、Q460钢;对综合性能要求较高的构件,宜选用建筑结构用钢板(GJ钢板)等高性能钢材;对耐候、耐火或抗震等条件下的承重构件,宜按使用与性能要求选用耐候钢、耐火钢、Z向钢及低屈服强度钢板等钢材。
7.1.4 钢材质量等级和脱氧方法的选用,应符合下列要求:
1 Q235A、B级钢应选用镇静钢,同时Q235 A级钢仅宜用于非焊接结构。
2 主要承重构件宜选用B级钢,当符合下列工作条件时,可选用C级钢:
1)安全等级为一级的建筑结构中主要承重梁、柱、框架构件;
2)高烈度抗震设防区由地震作用控制截面,并可能进入弹塑性工作的主要承重梁、柱、框架构件;
3)低负温环境(低于—20℃)下工作,且板件厚度大于40mm的主要承重梁、柱与框架构件。
3 需计算疲劳的构件(包括吊车起重量不小于50t的中级工作制吊车梁),可按其工作环境温度条件对冲击功的要求分别选用B、C、D、E质量等级。
7.1.5 承重结构所用钢材,除应保证基本力学性能各项指标外,还应按结构构件类别、使用条件和加工条件,提出必要的附加保证性能参数或指标要求,包括冲击功、屈强比、断面收缩率等。
7.1.6 有下列情况时,可补充化学元素含量或相关参数指标的限值。
1 要求钢材具有厚度方向(Z向)性能时,应严格限制硫(S)的含量限值。
2 低温下承重结构所用的厚板,或冷成型型材中的厚板应严格要求氮(N)、硫(S)、磷(P)的含量限值。
3 有焊接性能要求时,应提出碳当量或焊接裂纹敏感指数的限值要求。
4 选用耐候钢时,宜提出耐腐蚀性指数限值与晶粒度的要求。
7.1.7 对材质均匀性、延性、晶粒度、低残余应力等有较高要求的厚板(壁)钢材,可要求以热处理状态或热机械轧制(TMCP)状态交货。
7.1.8 选用冷成型型材与管材时,应同时要求其原板材料与型(管)材成品的质量和性能均符合相应标准的规定。
7.1.9 承重结构选用钢管钢材时,应符合下列规定:
1 按现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017设计的节点相贯线直接焊接的格构式钢管结构,其钢管屈服强度不应大于345MPa,屈强比不应大于0.8,壁厚不宜大于25mm。
2 选用圆钢管时宜优先选用直缝焊接圆钢管,其力学性能和技术要求可以现行国家标准《冷弯型钢》GB/T 6725与《直缝电焊钢管》GB/T 13793规定的技术条件作为基本交货条件。必要时,可提出附加要求的性能保证。
3 承重结构用焊接圆钢管不应采用径厚比(D/t)过小的钢管,同时不应选用流体用直缝焊管和螺旋焊管。
4 要求保证冲击功的焊接圆钢管,若采用沿钢板长度方向卷制的钢管时,宜要求其原板保证横向冲击功符合设计要求。
5 承重结构用冷成型矩形钢管宜选用符合现行行业标准《建筑结构用冷弯矩形钢管》JG/T 178规定的冷弯矩形钢管1级产品,其成型工艺应选用直接成方工艺。大截面或厚壁矩形钢管可选用符合现行行业标准《双焊缝冷弯方形及矩形钢管》YB/T 4181的冷弯双焊缝方(矩)钢管。
6 主要承重构件对钢管的均质性、韧性、晶粒细化和低残余应力等有更高要求时,宜选用最终热成型矩形钢管。
7.1.10 选用各种型材(H型钢、工字钢、角钢、槽钢等)、管材与板材的品种和规格时,应符合下列规定:
1 所选用的品种、规格与尺寸公差应符合国家现行有关标准的规定。
2 在同一工程或同一构件中,同类型材料的规格种类不宜过多。不同牌号钢材的钢板、型材或钢管不宜选用同一厚度或同一规格。
3 宜选用分组厚度较薄的规格。对工字钢、槽钢不宜选用加厚型截面(规格型号带b、c角标者)。选用工字钢、槽钢和角钢时,不宜选用最大型号规格。
4 选用工字形截面型材时,宜优先选用热轧H型钢。对低(多)层房屋轻型钢结构的梁、柱宜选用热轧H型钢中的薄壁系列截面或高频焊薄壁H型钢。
5 轻型房屋檩条、墙梁所用冷弯薄壁C形钢或Z形钢,其规格和截面特性应符合现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB 50018或现行协会标准《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS 102的规定。
7.1.11 铸钢件材料的选用,应符合下列规定:
1 焊接结构用铸钢件材料应采用符合现行国家标准《焊接结构用铸钢件》GB/T 7659规定的ZG 230-450H、ZG 270-480H、ZG 300-500H、ZG 340-550H各牌号铸钢,或现行协会标准《铸钢节点应用技术规程》CECS 235规定的G17Mn5、G20Mn5各牌号铸钢,并应有碳当量的合格保证。
2 非焊接结构用的铸钢件宜选用符合现行国家标准《一般工程用铸造碳钢件》GB/T 11352规定的ZG 230-450、ZG 270-500、ZG 310-570、ZG 340-640各牌号铸钢。
3 铸钢件应以正火或调质状态交货。
4 铸钢件壁厚不宜大于150mm。当壁厚较大时,应按其产品标准的规定,考虑厚度效应引起屈服强度等力学性能的降低。
5 焊接结构用铸钢件的牌号可按附录D表D.0.2选用。一般工程用铸造碳钢件的材料和性能要求亦可按表D.0.2选用,但可不要求碳当量作为交货条件。
7.1.12 屋面、墙面及楼承板所用压型钢板的技术条件应符合现行国家标准《建筑用压型钢板》GB/T 12755的规定。其基板应为符合现行国家标准《连续热镀锌钢板与钢带》GB/T 2518或《连续热镀铝锌合金镀层钢板及钢带》GB/T 14978(楼承板压型钢板除外)的S250或S350结构级薄板。
7.1.13 承重结构不得使用无牌号、无质量保证书的钢材。因故需材料代用时应由加工制作单位提出书面代用意见,经设计单位同意确认后方可代用。
7.1.14 当采用国外钢材时,应按设计文件要求与国外相关钢材标准所规定的钢材质量、性能等技术条件和国家现行有关标准的规定,提出合理可行的选材要求。
7.2 不同使用条件下钢结构选材的附加要求
7.2.1 抗震设防的高(多)层钢结构主要承重构件,其钢材选用应符合下列附加要求:
1 由地震作用组合控制截面选择并可能进入弹塑性状态工作的框架、支撑等主要承重构件,除按本规程第7.1节规定选材外,其钢材性能尚应符合下列要求:
1)屈强比不大于0.85,伸长率不小于20%(A50试件);
2)碳当量或焊接裂纹敏感性指数限值符合设计或相关标准的要求。
2 8度、9度抗震设防的高层钢结构框架与抗侧力支撑所用厚板,宜选用符合现行国家标准《建筑结构用钢板》GB/T 19879的GJ钢板,必要时可要求以热机械轧制状态(TMCP)交货。
3 与抗侧力偏心支撑相连接的耗能框架梁,其钢材屈服强度不应大于345MPa。
4 防屈曲支撑选用低屈服强度钢材时,其屈服强度不应大于245MPa,屈强比不应大于0.8,断后伸长率不应小于40%。
7.2.2 焊接约束应力较大并沿板厚方向受较大拉力部位的厚板(t≥40mm),宜要求附加抗撕裂(Z向)性能保证,其Z向性能等级不应低于按现行国家标准《厚度方向钢板》GB 5313规定的Z15级。
7.2.3 直接承受动力荷载并需计算疲劳的构件,其钢材选用应符合下列附加要求:
1 由挠度控制截面的吊车梁宜选用强度级别较低的钢材;大跨度、大吨位或重级工作制吊车梁并由强度控制截面时,宜选用强度级别较高或GJ钢板钢材。
2 需验算疲劳的焊接结构,其钢材应具有常温冲击韧性的合格保证(质量等级B级)。当结构工作温度不高于0℃但高于—20℃时,Q235钢和Q345钢应具有0℃冲击韧性的合格保证(质量等级C级);对Q390钢和Q420钢应具有—20℃的冲击韧性的合格保证(质量等级D级)。当结构工作温度不高于—20℃时,对Q235钢和Q345钢应具有—20℃冲击韧性的合格保证(质量等级D级);对Q390钢和Q420钢,应具有—40℃冲击韧性的合格保证(质量等级E级)。
3 需验算疲劳的非焊接结构,其钢材亦应具有常温冲击韧性的合格保证。当结构工作温度不高于—20℃时,对Q235钢和Q345钢应具有0℃冲击韧性的合格保证(质量等级C级);对Q390钢和Q420钢,应具有—20℃冲击韧性的合格保证(质量等级D级)。
4 焊接吊车梁结构用钢材应严格保证碳或碳当量符合设计或相关标准的要求。
5 重级工作制吊车梁所用的厚板(t≥40mm),宜采用GJ钢板或以热机械轧制(TMCP)方式交货的细化晶粒钢,晶粒度不应小于8。
7.2.4 外露坏境或侵蚀性介质环境中的主要承重钢结构,其钢材选用应按本规程附录E的规定考虑环境侵蚀性类别的影响,并符合下列要求:
1 结构构件宜选用封闭的管材截面,同时在重量、承载力相近的条件下,宜选用壁厚较厚的截面规格。
2 外露或中等侵蚀环境中的结构,应要求其钢材表面初始锈蚀等级不低于现行国家标准《涂覆涂料前钢材表面处理 表面清洁度的目视评定 第1部分:未涂覆过的钢材表面和全面清除原有涂层后的钢材表面的锈蚀等级和处理等级》GB/T 8923.1规定的B级标准。
3 有技术经济依据时,外露环境或有中度侵蚀环境中的重要焊接结构可选用Q235NH、Q355NH、Q415NH牌号的焊接耐候钢,其材质、性能要求应符合现行国家标准《耐候结构钢》GB/T 4171的规定,并保证下列各项指标符合要求。
1)钢材晶粒度不应小于7级;
2)钢材的非金属夹杂物应按现行国家标准《钢材非金属类杂物含量的测定》GB/T 10561的A法进行检验,其结果应符合表7.2.4的规定;
表7.2.4 钢材的非金属夹杂物含量
A | B | C | D | DS |
≤2.5 | ≤2.0 | ≤2.5 | ≤2.0 | ≤2.0 |
3)钢材的耐腐蚀性指数Ka不应小于6.0,Ka值可按附录F确定;
4)钢材的碳当量应符合表3.4.4的规定。
4 在腐蚀环境中采用热浸镀锌薄板加工的冷弯镀锌型材时,镀锌薄板应采用符合现行国家标准《连续热镀锌钢板和钢带》GB/T 2518规定的S250GD+Z或S350GD+Z结构级钢板。其镀锌量(双面)不应小于180g/㎡(微侵蚀环境)、220g/㎡(弱侵蚀环境)或275g/㎡(中侵蚀环境)。
7.2.5 按塑性设计的构件,其钢材的力学性能应符合下列要求:
1 强屈比不应小于1.2;
2 伸长率不应小于15%;
3 相应于抗拉强度fu的应变εu不应小于20倍屈服点应变εy。
7.2.6 结构工作温度等于或低于—30℃的焊接构件,不宜采用过厚的钢板,当板厚大于40mm时,除在设计构造上避免应力集中和降低残余应力外,宜选用细化晶粒的GJ钢板,并适当降低其工作应力。
7.2.7 抗火设防的钢结构需采用耐火钢材时,可采用耐火H型钢,其材质、性能与技术条件应符合现行行业标准《耐火热轧H型钢》YB/T 4261的规定。耐火钢在600℃作用下的屈服强度降低幅度不应大于1/3。
7.3 连接材料的选用
7.3.1 钢结构连接用焊条、焊丝和焊剂等焊接材料的选用应符合下列规定:
1 焊材应按强度、性能与母材相匹配的原则选用,其匹配关系可按表7.3.1确定。当两种不同钢号钢材焊接时,宜选用与强度级别较低钢号匹配的焊条或焊丝。
表7.3.1 焊接材料与钢材的匹配
注:1 被焊母材有冲击要求时,熔敷金属的冲击功不应低于母材规定;
2 表中X对应各焊材标准中的相应规定。
2 重要承重构件连接及焊接接头中板厚大于或等于25mm的连接宜选用低氢型焊条。
3 设计文件应明确规定焊接材料的牌号、强度级别和所遵循的标准以及焊缝质量等级要求,必要时,应提出焊接试验或工艺评定要求。
4 当设计文件中未注明焊接材料匹配与焊接方法等要求时,钢结构施工单位应根据构件的重要性、钢材性能要求及焊接作业条件等,按现行国家标准《钢结构焊接规范》GB 50661的规定进行焊接材料的匹配选用,并保证熔敷金属的性能指标符合有关标准的规定。
5 采用新研发的钢材品种时,应要求提供所推荐匹配焊接材料的牌号、性能参数及焊接工艺评定等资料,作为选用的依据。
7.3.2 钢结构所用紧固件与连接件的选用应符合下列规定:
1 一般结构的抗拉、抗剪连接螺栓与安装螺栓宜采用C级普通螺栓(4.6级或4.8级);因受力需要,并加工精度有保证可方便现场施工时,亦可采用强度更高的A、B级普通螺栓(5.6级、8.8级)。当有防松要求时,应附加配置防松垫圈或双螺帽。对有倾斜的连接面应采用斜垫圈。
2 连接钢材与铝材的普通螺栓应采用镀锌螺栓并加设塑料垫圈。
3 主要承重梁、柱、框架构件的现场连接应采用高强度螺栓连接,其选用应符合下列规定:
1)直接承受动力荷载结构或高层钢结构等重要构件的螺栓连接应选用高强度螺栓摩擦型连接;
2)在摩擦型连接或承压型连接中,可选用大六角高强度螺栓(8.8级或10.9级),或扭剪型高强度螺栓(10.9级);
3)高强度螺栓的性能、规格和技术条件可按本规程第5.3节的规定选用;
4)各类高强度螺栓的预拉力,抗滑移系数应符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017、《钢结构高强度螺栓连接技术规程》JGJ 82或本规程的规定。对冷弯薄壁型钢构件,其抗滑移系数的取值应适当降低;
5)有依据时,在一般承重构件中,可采用扩大孔(大圆孔或槽孔)的高强度螺栓连接;
6)对剪力不大的端板接头,宜选用承压型连接或抗滑移系数较低的摩擦型连接;
7)在深化详图设计中应正确计算螺栓长度,对承压型连接的螺栓宜控制螺纹不在剪切面内。
4 螺栓球节点钢网架应选用专用的高强度螺栓及配件,其材质、性能、技术要求等应符合本规程第5.3.4条的规定。当规格为M12~M36时,宜选用10.9级螺栓;规格为M39~M64时,应选用9.8级螺栓。
5 焊(栓)钉应按承载力计算需要选用直径规格。当为组合楼板需穿透压型钢板焊接时,其直径不应大于19mm。栓钉的焊接技术要求应符合现行协会标准《栓钉焊接技术规程》CECS 226的规定。
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8 钢材进场的验收和复验
8.1 一般规定
8.1.1 钢结构工程所用钢材、铸钢件、索材和连接材料等,在进入施工现场时,应严格按现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205与本规程的规定进行验收和复验。对特殊或复杂的钢结构工程,可制订本工程专用的施工质量验收标准,经当地建设主管部门备案认可后作为工程验收的依据。
8.1.2 对各类钢材或连接材料的验收和复验,均应以订货时约定的国家现行有关标准(包括补充的协议要求)或设计文件为依据。
8.1.3 进场验收或复验、取样等工作应有工程监理人员见证确认。
8.1.4 钢结构加工单位宜结合自身的经验,制定在下料、组焊过程中观察、检测钢材缺陷(如表面缺陷、切口分层)的措施,加强施工过程中的质量控制。
8.1.5 材料验收文件应如实表述材料质量与性能情况,并由工程承建施工单位、设计单位与监理单位签字确认后存档备查。
8.2 钢材的验收
8.2.1 钢材交货时,订货方应严格按设计文件、订货文件及钢材质量证明书,对进场钢材进行包括下列内容的质量检查、确认和验收。
1 钢材的品种、牌号和规格;
2 钢材的化学成分;
3 钢材的力学性能;
4 钢材外形尺寸(高度、宽度、板件厚度等)的允许偏差和表面质量;
5 双方约定的其他附加保证技术条件或性能指标(屈强比、碳当量、Z向性能和探伤等级等)。
8.2.2 钢材化学成分、力学性能、工艺性能的检查和验收应符合下列规定:
1 对交货钢材,供货方应提供格式规范、内容真实完整的质量证明书,订货方应通过对质量证明书与钢材上标记的检查,进行钢材品种、牌号、化学成分、力学性能及工艺性能的合格确认和验收。
2 钢材化学成分、力学性能和工艺性能的检查确认与验收,应包括以下内容:
1)钢材的牌号,所依据的产品标准;
2)钢材的化学成分含量限值(包括Z向钢等有特殊要求的含量限值);
3)钢材的碳当量或焊接裂纹敏感指数;
4)钢材的力学性能指标(屈服强度、抗拉强度、伸长率、断面收缩率、屈强比、冲击功等);
5)钢材的冷弯试验或压扁试验;
6)约定的其他附加保证性能指标或参数(晶粒度、耐腐蚀性指数等)和检验报告等。
8.2.3 钢材尺寸、外形允许偏差的检查验收应符合下列规定:
1 钢板的检查验收应符合下列规定:
1)对钢板、钢带的厚度及其偏差应进行量测检查与确认,检查可采用游标卡尺量测方法;
2)按单张钢板交货时,对每一品种、规格的钢板,抽查测点不应少于5处;按板带(卷)交货时,对每品种、规格的每一板卷应进行不少于5处的抽检量测(测点展开距离不少于30m);
3)当在交货条件中有约定时,应对钢板的不平度进行抽查检测。对同一品种、规格的钢板,抽检数量不应少于10%;
4)检测验收时,冷轧钢板(卷)和热轧钢板(卷)的厚度允许偏差或允许不平度,应分别符合现行国家标准《冷轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》GB/T 708、《热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》GB/T 709的规定。
2 圆钢管交货时,其表面质量和焊接质量要求应符合相应材料标准或表8.2.3的规定。
表8.2.3 圆钢管表面质量焊接质量要求
注:检查数量与方法应符合现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205的规定。
3 钢管、型钢的外形、尺寸允许偏差应符合各相关钢材标准的规定。检查验收时,应对钢管或型材两端的每端1000mm范围内截面尺寸、外形尺寸及厚度等的偏差进行抽检量测。每一品种相同规格型(管)材中的抽检数量不应小于总量的10%,抽检可采用卡尺、量尺量测的方法进行。
8.2.4 钢板与型钢表面质量的检查验收应符合下列规定:
1 钢板交货时,其表面质量和检查方法应符合各相关材料标准或表8.2.4-1的要求。
表8.2.4-1 钢板表面质量要求
注:1 检查数量与方法应符合现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205的规定。
2 如对彩涂板在使用中发生失光、变色、粉化、气泡、开裂、剥落和生锈等缺陷有限制要求时,应在订货时约定并在验收时检查。
2 热轧型钢和冷弯型钢表面质量要求应符合表8.2.4-2的规定。
表8.2.4-2 热轧型钢与冷弯型钢表面质量要求
注:检查数量与方法应符合现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205的规定。
3 建筑结构用冷弯矩形钢管Ⅰ级产品与Ⅱ级产品的表面质 量和焊缝质量应符合表8.2.4-3的规定。
表8.2.4-3 冷弯焊接矩形钢管表面质量和焊缝质量要求
注:1 检查数量与方法应符合现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205的规定。
2 当有约定时,钢管焊缝的无损检测应按协议约定进行并符合现行国家标准《钢管涡流探伤检验方法》GB/T 7735、《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB/T 11345等相关标准的规定。
8.3 钢材的复验
8.3.1 对属于下列情况之一的进场钢材,应由订货方进行钢材化学成分、力学性能及工艺性能的抽样复验,其复验结果应符合国家现行有关标准或设计文件的要求。
1 国外进口钢材;
2 钢材混批;
3 板厚等于或大于40mm,且设计有Z向性能要求的厚板;
4 建筑结构安全等级为一级,或复杂超高层、大跨度钢结构中主要受力构件所采用的钢材;
5 设计有复验要求的钢材;
6 对质量有疑义的钢材。
8.3.2 进场钢材复验时,其抽样复验检验批可按下列规定确定:
1 Q235、Q345且厚度小于40mm的钢材,可按同一牌号、同一质量等级、同一炉号及同一交货状态的钢材组成检验批。在首批600t钢材中,以150t为取样单位,由监理根据提交的材料清单任意抽取一个试样进行复验,首批复验合格后,可将取样单位增加至400t为一批。
2 Q235、Q345且厚度大于或等于40mm的钢材,可按同一牌号、同一质量等级、同一炉号及同一交货状态的钢材组成检验批。在首批600t钢材中,以60t为取样单位,由监理根据提交的材料清单任意抽取一个试样进行复验,首批复验合格后,可将取样单位增加至400t为一批。
3 Q235GJ、Q345GJ、Q390GJ钢板,可按同一牌号、同一质量等级、同一炉号及同一交货状态的钢材组成检验批。在首批600t钢材中,以60t为取样单位,由监理根据提交的材料清单任意抽取一个试样进行复验,首批复验合格后,可将取样单位增加至200t为一批。
4 Q420、Q460钢与Q420GJ、Q460GJ钢板,可按同一牌号、同一质量等级、同一炉号及同一交货状态的钢材组成检验批。在首批600t钢材中,以60t为取样单位,由监理根据提交的材料清单任意抽取一个试样进行复验,首批复验合格后,可将取样单位增加至150t为一批。
5 厚度方向钢板的复验,对Z15级钢板每个检验批由按同一牌号、同一质量等级、同一厚度、同一炉号及同一交货状态的钢板组成,每批重量不应大于25t,对Z25、Z35级钢板应逐张复验。
8.3.3 国产钢材复验试样的取样位置与试样制备,应符合现行国家标准《钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备》GB/T 2975规定。钢材化学成分、力学性能、冷弯性能及超声波无损探伤等复验的试样加工和试验方法,应符合国家现行有关标准的规定。
8.3.4 需进行复验的钢材,在钢材订货时应留出加工试样的余量。
8.3.5 必要时业主可委托第三方进行复验工作,进行复验并提供复验结果书面报告的单位应具有国家认定的检验资质。
8.4 铸钢节点的验收和复验
8.4.1 铸钢节点应成批提交验收,其质量标准和验收规则应符合现行协会标准《铸钢节点应用技术规程》CECS 235和本规程的规定。
8.4.2 铸钢节点应全数进行外部质量的外观检查,并符合下列要求:
1 铸钢节点表面应清理干净,修整飞边、毛刺,去除补贴、粘砂、氧化铁皮、热处理锈斑,清除内腔残余物等,并不应有裂纹、未熔合租超过允许标准的气孔、冷隔、缩孔、夹砂及明显凹坑等缺陷。
2 铸钢节点的几何形状与尺寸应符合订货时图样、模样或合同中的要求。单件生产供货时,应逐件检查几何形状和尺寸;批量生产供货时,可按尺寸检验批抽检,但首件必须检验。尺寸检验批量划分的具体要求应由供需双方商定。
3 铸钢节点圆管构件连接部位管口外径尺寸的允许偏差除应符合表8.4.2的规定外,尚应符合所连接钢管的允许负偏差及允许对口错边量的要求。
表8.4.2 端口圆和孔机械加工的允许偏差(mm)
注:d为铸钢节点端口圆直径或孔径。
4 铸钢节点构件连接部位的接管角度偏差及耳板角度偏差应符合订货时图样、模样或合同的要求,且不宜大于1°。
5 铸钢节点与其他构件连接的焊接端口表面粗糙度Ra不应大于25μm,有超声探伤要求的表面尚应符合探伤工艺的要求。
8.4.3 铸钢节点应进行化学成分和力学性能的抽样复验,并符合下列要求:
1 化学成分应按熔炼炉批号试块取样,试块可为单独铸出试块或由铸件多余部位取出。
2 力学性能复验包括拉伸试验与冲击试验,所用试块应在整体铸件上取样。对节点型体类似、壁厚和重量相近且由同一冶炼炉次浇注,并在同一炉内进行热处理的铸钢节点,可作为一个力学性能检验批次。
3 力学性能试验时,每一批量取一个拉伸试样,试验结果应符合技术条件的要求。冲击试验时,每一批量取3个冲击试样进行试验,3个试样的平均值应符合技术条件或合同中的规定,其中一个试样的值可低于规定值,但不得低于规定值的70%。
8.4.4 外观检查合格的铸钢节点应逐个进行无损探伤检测,并符合下列要求:
1 铸钢节点不应有裂纹、冷隔、缩孔等缺陷。其无损检测应在最终热处理后进行。
2 铸钢节点的超声波检测质量应按现行国家标准《铸钢件超声波探伤及质量评级方法》GB/T 7233的规定执行。
3 铸钢节点与其他构件连接的部位,即支管管口的焊接坡口周围150mm区域,以及耳板上销轴连接孔四周150mm区域,应进行100%超声波探伤检测。铸钢节点本体的其他部位凡具备超声波探伤条件时,也应进行100%的超声波检测。
4 当检测部位为本条第3款中规定的节点连接部位时,超声波探伤的合格级别应为Ⅱ级;检测铸钢节点本体其他部位时,超声波探伤的合格级别应为Ⅲ级。
8.4.5 铸钢节点的支管与主管相贯处、界面改变处为超声波探伤盲区时,可采用磁粉探伤或渗透探伤进行检测。
8.5 连接材料的验收和复验
8.5.1 焊接材料的验收和复验应符合下列规定:
1 所有进场焊接材料,应对其质量合格证明文件、标志及检验报告等进行检查和验收。
2 焊条和焊剂应进行外观抽查检查,焊条不应有药皮脱落、焊芯生锈等缺陷,焊剂不应受潮结块。抽检数量按总量的1%且不应少于10包。
3 重要焊缝所用的焊接材料或对焊缝材料质量合格文件有疑义时,应进行抽样复验,复验方法和批量规定可按附录G执行。
8.5.2 螺栓材料的验收和复验应符合下列规定:
1 所有进场的普通螺栓、高强度螺栓、锚栓、焊钉等紧固件,均应对其质量合格文件、标志及检验报告等进行检查与验收。
2 高强度螺栓连接副应随箱带有扭矩系数和紧固轴力的出厂检验报告,进场后应对此两项性能参数进行复验。复验用的螺栓应在施工现场待安装的螺栓批中随机抽取,每批抽取8套连接副进行复验。
3 当高强度螺栓连接副保管时间6个月再使用时,应按现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205的规定重新进行扭矩系数或紧固轴力试验,检验合格后方可使用。
4 建筑结构安全等级为一级,跨度40m及以上的螺栓球节点钢网架结构,其连接高强度螺栓应进行表面硬度试验。8.8级高强度螺栓的表面硬度为HRC21~HRC29;10.9级高强度螺栓的表面硬度为HRC32~HRC36,且不得有裂纹或损伤。
5 当设计有要求或对其质量有疑义时,对作为永久性连接所用的普通螺栓应进行螺栓实物最小拉力载荷复验,试验方法和结果应符合现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205的规定,复验时每一规格螺栓抽查8个。
附录A 钢结构常用各牌号钢材的化学成分
A.0.1 Q235、Q345、Q390、Q420钢和上述牌号的GJ钢板以及S220、S250、S350镀锌钢板,其化学成分应符合表A.0.1的规定。
表A.0.1 钢结构常用各牌号钢材的化学成分
注:1 表中数据分别引用自现行国家标准《碳素结构钢》GB/T 700、《低合金高强度结构钢》GB/T 1591、《连续热镀锌钢板及钢带》GB/T 2518及《建筑结构用钢板》GB/T 19879。
2 表中括号中的数值仅用于建筑结构用钢板(GJ钢板)。
3 所有数值为钢材的熔炼分析值。
4 经需方同意,Q2358碳含量可按不大于0.22%交货。
A.0.2 耐候结构钢的化学成分应符合表A.0.2的规定。
表A.0.2 耐候结构钢的化学成分(GB/T 4171-2008)
注:1 a为了改善钢的性能,可以添加一种或一种以上的微量元素:Nb 0.015%~0.060%,V 0.02%~0.12%,Ti 0.02%~0.10%,Alt≥0.020%。若上述元素组合使用时,应至少保证其中一种元素含量达到上述化学成分的下限规定。
2 b可以添加下列合金元素:Mo≤0.30%,Zr≤0.15%。
3 c Nb、V、Ti等三种合金元素的添加总量不应超过0.22%。
4 d供需双方协商,S的含量可以不大于0.008%。
5 e供需双方协商,Ni的含量的下限可不做要求。
6 f供需双方协商,C的含量可以不大于0.15%。
A.0.3 铸钢件的化学成分应分别符合表A.0.3-1、A.0.3-2、A.0.3-3的规定。
表A.0.3-1 焊接结构用铸钢件的化学成分(%)(GB/T 7659-2010)
注:1 实际碳含量比表中碳上限每减少0.01%,允许实际锰含量超出表中锰上限0.04%,但总超出量不得大于0.2%。
2 残余元素一般不做分析,如需方有要求时,可进行残余元素分析。
表A.0.3-2 非焊接结构用铸钢件的化学成分(%)(GB/T 11352-2009)
注:1 对上限每减少0.01%的碳,允许增加0.04%的锰。对ZG 200-400的锰最高至1.00%,其余四个牌号锰最高至1.20%。
2 除另有规定外,残余元素不作为验收依据。
表A.0.3-3 G17Mn5、G20Mn5铸钢件的化学成分(%)(EN 10293-2005)
注:1 铸件厚度t<28mm时,可允许S含量不大于0.03%。
2 非经订货方同意,不得随意添加本表中未规定的化学元素。
附录B 钢结构常用各牌号钢材的力学性能和冷弯性能
B.0.1 Q235、Q345、Q390、Q420、Q460钢以及上述牌号的GJ钢板及耐候结构钢等钢材,其力学性能和冷弯性能应符合表B.0.1-1、表B.0.1-2、表B.0.1-3、表B.0.1-4的规定,耐火结构钢的冲击吸收功应符合表B.0.1-5的规定。
B.0.1-1 碳素结构钢的力学性能和冷弯性能(GB/T 700-2006)
注:1 厚度大于100mm的钢材,抗拉强度下限允许降低20N/mmm²。宽带钢(包括剪切钢板)抗拉强度上限不作为交货条件。
2 厚度小于25mm的Q235B级钢材,如供方能保证冲击吸收功值合格,经需方同意,可不作检验。
表B.0.1-2 低合金高强度结构钢的力学性能和冷弯性能(GB/T 1591-2008)
表B.0.1-3 建筑结构用钢板(GJ钢板)的力学性能和冷弯性能(GB/T 19879-2005)
注:1 拉伸试样采用系数为5.65的比例试样。
2 断后伸长率按有关标准进行换算时,表中伸长率A=17%与A50=20%相当。
表B.0.1-4 耐候结构钢的力学性能和冷弯性能(GB/T 4171-2008)
注:Q265GNH、Q310GNH为冷轧状态交货的钢材。
表B.0.1-5 耐候结构钢的冲击吸收功(GB/T 4171-2008)
注:1 冲击试验尺寸为10mm×10mm×55mm。
2 经供需双方协商,平均冲击功值可以大于或等于60J。
B.0.2 冷弯型钢的力学性能应符合表B.0.2的规定。
表B.0.2 冷弯型钢的力学性能(GB/T 6725-2008)
注:1 需方有要求时,对壁厚不小于6mm的冷弯型钢,可由供需双方商定冲击功保证值。
2 对断面尺寸≤60mm×60mm(包括等周长尺寸的圆及矩形空心冷弯型钢及边厚比≤14)的冷弯型钢,平板部分断后伸长率不应不小于17%。
3 产品屈服强度为420MPa或更高时,其力学性能指标由供需双方商定。
4 需方有冲击韧性要求时,其性能指标由双方商定。
B.0.3 结构用镀锌钢板的力学性能和冷弯性能应符合表B.0.3的规定。
表B.0.3 结构用镀锌钢板的力学性能(GB/T 2518-2008)
注:1 无明显屈服点时采用Rp0.2,否则采用ReH。
2 试件为《金属材料 室温拉伸试验方法》GB/T 228中的P6试件,试样方向为纵向。
3 除S550GD+Z和S550GD+ZF外,其他牌号的抗拉强度可要求140MPa的范围值。
4 当产品公称厚度大于0.5mm,但不大于0.7mm时,断后伸长率允许下降2%;当产品公称厚度不大于0.5mm时,断后伸长率允许下降4%。
5 本表适用镀锌板厚度为0.3mm~5.0mm。
B.0.4 直缝电焊钢管的力学性能应符合表B.0.4的规定。
表B.0.4 直缝电焊钢管的力学性能(GB/T 13793-2008)
牌号 | 下屈服强度ReL(N/mm²) | 抗拉强度Rm(N/mm²) | 断后伸长率A(%) |
Q235A、B、C | ≥235 | ≥375 | ≥20 |
Q345A、B、C | ≥345 | ≥470 | ≥18 |
注:根据需方要求,B、C级钢可作冲击试验,冲击功值由双方协商确定。
B.0.5 建筑结构用冷弯方(矩)钢管管材的力学性能应符合表B.0.5的规定。
表B.0.5 建筑结构用冷弯方(矩)钢管管材的力学性能(JG/T 178-2005)
注:1 制作钢管的Q235、Q345与Q390原料钢板,其力学性能应分别符合《碳素结构钢》GB/T 700与《低合金高强度结构钢》GB/T 1591的规定。
2 低温冲击功指标由供需双方协商确定。
3 外周长小于800mm时,屈强比指标由供需双方协商确定。
4 本表适用规格范围为:方管:100×4~500×22;矩形管:120×80×4~500×480×22。
B.0.6 结构用无缝钢管的力学性能应符合表B.0.6的规定。
表B.0.6 结构用无缝钢管的力学性能(GB/T 8162-2008)
注:拉伸试验时,如不能测定屈服强度,可测定规定非比例延伸强度Rp0.2代替ReL。
附录C 铸钢件的力学性能
C.1 焊接结构用铸钢件
C.1.1 焊接结构用铸钢件ZG 200-400H、ZG 230-450H、ZG 270-480H、ZG 300-500H、ZG 340-550H的力学性能应符合表C.1.1的规定。
表C.1.1 焊接结构用铸钢件力学性能(室温)(GB/T 7659-2010)
注:1 当无明显屈服时,测定规定非比例延伸强度Rp0.2。
2 断面收缩率与冲击吸收功为根据需方要求约定的附加保证项目。
C.1.2 牌号为G17Mn5、G20Mn5铸钢件的力学性能应符合表C.1.2的规定。
表C.1.2 G17Mn5、G20Mn5铸钢件的力学性能(EN 10293-2008)
注:1 热处理条件下栏内的温度值仅为资料性数据;
2 本表对冲击功列出了室温与负温两种值,由买方按使用要求选用其中的一种,当无约定时,按保证室温冲击功指标供货;
3 N为正火处理的代号,QT表示淬火(空冷或水冷)加回火;
4 ①为空冷;②为水冷。
C.2 非焊接结构用铸钢件
C.2.1 非焊接结构用铸钢件ZG 200-400、ZG 230-450、ZG 270-500、ZG 310-570、ZG 340-640的力学性能应符合表C.2.1的规定。
表C.2.1 非焊接结构用铸钢件常温下的力学性能(最小值)(GB/T 11352-2009)
注:1 表中所列的各牌号性能,适用于厚度为100mm以下的铸件。当铸件厚度超过100mm时,表中规定的ReH(Rp0.2)屈服强度仅供设计使用。
2 表中冲击吸收功Aku的试样缺口为2mm。
附录D 钢材牌号与级别的选用
D.0.1 工程设计中,钢材牌号、质量等级和基本保证性能的选用宜符合表D.0.1的规定。
表D.0.1 钢材牌号、质量等级和基本保证性能的选用
注:1 表中A、B、C、D、E代号表示钢材的质量等级;Z表示镇静钢。
2 力学性能ReL(H)、Rm、A分别表示下、上屈服强度、抗拉强度及断后伸长率;化学成分C、P、S表示碳、硫、磷元素,CEV表示碳当量。
3 选用Q420钢时,其质量等级可参照Q390钢选用。
4 环境温度对非采暖房屋,可采用现行国家标准《采暖通风和空气调节设计规范》GB 50019-2003中所列的最低日平均温度;对采暖房屋内的结构可提高10℃采用。
5 需验算疲劳的结构,当截面由疲劳计算控制选用时,其钢材质量等级宜偏高选用。
6 按表中第4项或第9项选用钢材,且板材厚度大于50mm(Q235钢)或40mm(Q345、Q390、Q420钢)时,其质量等级宜提高一级。
D.0.2 工程设计中,焊接结构用铸钢件牌号的选用宜符合表D.0.2的规定。
表D.0.2 焊接结构用铸钢件牌号的选用
注:1 铸件材料的力学性能原则上应与构件母材相匹配,但其屈服强度,伸长率在满足计算强度安全的条件下,允许有一定的调整。
2 当设计要求—20℃或—40℃冲击功、收缩率或碳当量限值等保证,而铸钢材料标准中无此相应指标时,应在订货时作为附加保证条件进行约定。
3 表中直接动力荷载不包括需要计算疲劳的动力荷载。
4 选用ZG 340-550H牌号铸钢件时,宜要求其断后伸长率不小于17%。
附录E 环境条件对钢结构的侵蚀作用分类
表E 环境条件对钢结构的侵蚀作用分类
注:1 表中的相对湿度系指当地的年平均相对湿度,对于恒温恒湿或有相对湿度指标的建筑物,则按室内相对湿度采用。
2 一般城市的商业区及住宅区泛指微侵蚀性介质的地区,工业区是包括受侵蚀介质影响及散发轻微侵蚀介质的地区。
附录F 耐候结构钢的耐腐蚀性指数
F.0.1 耐候结构钢的耐腐蚀性能以耐腐蚀性指数Ka评价,Ka值按下式计算,并不应小于6.0。
F.0.2 计算Ka时钢材适用化学成分范围应符合表F.0.2的规定,并以钢材熔炼成分计算。
表F.0.2 化学元素含量范围
元素 | Cu | Ni | Cr | Si | P |
含量范围 | 0.012%~ | 0.05%~ | 0.10%~ | 0.10%~ | 0.01%~ |
附录G 焊接材料的复验
G.0.1 低合金钢焊条的复验应符合下列规定:
1 在同批进场焊条中以实际进货数量组成检验批,随机抽取复验焊条。
2 每个检验批由同一批号焊芯,同一批号主要涂料原料,以同一涂料配方及制造工艺制成的焊条组成,每批最大重量30t。
3 复验项目:化学成分、拉伸、冲击、扩散氢含量。
G.0.2 低合金钢CO2焊丝的复验应符合下列规定:
1 在同批进场的焊丝中以实际进货数量组成检验批,随机抽取复验焊丝。
2 每个检验批由同一炉号、同一规格、以同样的制造工艺的焊丝组成,ER50系列每批最大重量30t,ER55系列每批最大重量20t。
3 复验项目:化学成分、拉伸、冲击。
G.0.3 低合金钢焊剂和埋弧焊丝的复验应符合下列规定:
1 在同批进场埋弧焊丝中以实际进货数量组成检验批,随机抽取复验焊丝;取样数量为3%且不少于2捆(盘)。在同批进场焊剂中每十袋选一袋抽取一定量的复验焊剂,每批焊剂中所抽取焊剂的总量不得少于10kg。
2 埋弧焊丝每个检验批由同一炉号、同一形状、同一尺寸、同一交货状态的焊丝组成。每批焊剂应由同一批原材料,以同一配方及制造工艺制成,每批焊剂的最大重量不应超过60t。
3 复验项目:化学成分、拉伸、冲击、焊剂含水量、焊剂夹杂物和颗粒度。
本规程用词说明
1 为便于在执行本规程条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:
1)表示很严格,非这样做不可的:
正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”;
2)表示严格,在正常情况下均应这样做的:
正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”;
3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的:
正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”;
4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。
2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为:“应符合……的规定”或“应按……执行”。
引用标准名录
《建筑抗震设计规范》GB 50011
《钢结构设计规范》GB 50017
《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB 50018
《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205
《钢结构焊接规范》GB 50661
《钢的成品化学成分允许偏差》GB/T 222
《金属材料 室温拉伸试验方法》GB/T 228
《碳素结构钢》GB/T 700
《冷轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》GB/T 708
《热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》GB/T 709
《钢结构用高强度大六角头螺栓》GB/T 1228
《钢结构用高强度大六角螺母》GB/T 1229
《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》GB/T 1231
《低合金高强度结构钢》GB/T 1591
《连续热镀锌钢板及钢带》GB/T 2518
《钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备》GB/T 2975
《紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱》GB/T 3098.1
《钢结构用扭剪型高强度螺栓副》GB/T 3632
《耐候结构钢》GB/T 4171
《碳钢焊条》GB/T 5117
《低合金钢焊条》GB/T 5118
《预应力混凝土用钢绞线》GB/T 5224
《埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂》GB/T 5293
《厚度方向性能钢板》GB/T 5313
《六角头螺栓C级》GB/T 5780
《六角头螺栓》GB/T 5782
《冷弯型钢》GB/T 6725
《铸钢件超声波探伤及质量评级方法》GB/T 7233
《焊接结构用铸钢件》GB 7659
《钢管涡流探伤检验方法》GB/T 7735
《气体保护电弧焊用碳钢低合金钢焊丝》GB/T 8110
《结构用无缝钢管》GB/T 8162
《重要用途钢丝绳》GB 8918
《涂覆涂料前钢材表面处理 表面清洁度的目视评定 第1部分:未涂覆过的钢材表面和全面清除厚有涂层后的钢材表面的除锈等级和处理等级》GB/T 8923.1
《碳钢药芯焊丝》GB/T 10045
《电弧螺柱焊用圆柱头焊钉》GB/T 10433
《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB/T 11345
《一般工程用铸造碳钢件》GB/T 11352
《埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂》GB/T 12470
《建筑用压型钢板》GB/T 12755
《直缝电焊钢管》GB/T 13793
《熔化焊用钢丝》GB/T 14957
《连续热镀铝锌合金镀层钢板及钢带》GB/T 14978
《钢网架螺栓球节点用高强度螺栓》GB/T 16939
《低合金钢药芯焊丝》GB/T 17493
《建筑结构用钢板》GB/T 19879
《建筑结构用冷弯矩形钢管》JG/T 178
《高强度低松弛预应力热镀锌钢绞线》YB/T 152
《双焊缝冷弯方形及矩形钢管》YB/T 4181
《耐火热轧H型钢》YB/T 4261
《镀锌钢绞线》YB/T 5004
《石油天然气工业 承压钢管无损检测方法 电阻焊和感应焊钢管焊缝纵向缺欠的超声波检测》SY/T 6423.2
《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS 102
《建筑钢结构防火技术规范》CECS 200
《栓钉焊接技术规程》CECS 226
《铸钢节点应用技术规程》CECS 235