3．3．1本條著重提出了防止脆性破壞的問題，這對(duì)鋼結(jié)構(gòu)來說是十分重要的，過去在這方面不夠明確。脆性破壞與結(jié)構(gòu)形式、環(huán)境溫度、應(yīng)力特征、鋼材厚度以及鋼材性能等因素有密切關(guān)系。
為擴(kuò)大高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼在建筑工程中的應(yīng)用，本條增列了在九江大橋中已成功使用的Q420鋼（15MYN）《高層建筑結(jié)構(gòu)用鋼板》YB4104是最近為高層建筑或其他重要建（構(gòu)）筑物用鋼板制定的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其性能與日本《建筑結(jié)構(gòu)用鋼材》JISG3136－1994相近，而且質(zhì)量上還有所改進(jìn)。
3．3．2本條關(guān)于鋼材選用中的溫度界限與原規(guī)范相同，考慮了鋼材的抗脆斷性能，是我國實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。雖然連鑄鋼材沒有沸騰鋼，考慮到目前還有少量模鑄，且現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB／T700中仍有沸騰鋼，故本規(guī)范仍保留Q235?F的應(yīng)用范圍。因沸騰鋼脫氧不充分，含氧量較高，內(nèi)部組織不夠致密，硫、磷的偏析大，氮是以固溶氮的形式存在，故沖擊韌性較低，冷脆性和時(shí)效傾向亦大。因此，需對(duì)其使用范圍加以限制。由于沸騰鋼在低溫時(shí)和動(dòng)力荷載作用下容易發(fā)生脆斷，故本條根據(jù)我國多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，規(guī)定了不能采用沸騰鋼的具體界限。
本條用“需要驗(yàn)算疲勞”的結(jié)構(gòu)以及“直接承受動(dòng)力荷載或振動(dòng)荷載”的結(jié)構(gòu)來代替原規(guī)范中的“吊車梁及類似結(jié)構(gòu)”顯得要合理，涵蓋面更廣，不單指工業(yè)廠房。何況，在材料選用方面以是否“需要驗(yàn)算疲勞”來界定結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)，更符合實(shí)際情況。
在1款2）項(xiàng)中增加了“承受靜力荷載的受彎和受拉的重要承重結(jié)構(gòu)”，理由如下：
1脆斷主要發(fā)生在受拉區(qū)，且危險(xiǎn)性較大；
2與國外規(guī)范比較協(xié)調(diào)，如前蘇聯(lián)1981年的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的鋼材選用表中，將受靜力荷載的受拉和受彎焊接結(jié)構(gòu)列入第2組，在環(huán)境溫度T≥－40℃的條件下，均采用鎮(zhèn)靜鋼或半鎮(zhèn)靜鋼，而不用沸騰鋼。
為考慮經(jīng)濟(jì)條件，這次修訂時(shí)僅限于對(duì)重要的受拉或受彎的焊接結(jié)構(gòu)要求提高鋼材質(zhì)量。所謂“重要結(jié)構(gòu)”系指損壞后果嚴(yán)重的重要性較大的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，如桁架結(jié)構(gòu)、框架橫梁、樓屋蓋主梁以及其他受力較大、拉應(yīng)力較高的類似結(jié)構(gòu)。
關(guān)于工作溫度即室外工作溫度的定義，原規(guī)范定義為“冬季計(jì)算溫度”（即冬季空氣調(diào)節(jié)室外計(jì)算溫度），從理論上說這是欠妥的，因?yàn)榭諝庹{(diào)節(jié)計(jì)算溫度是為空調(diào)采暖用的計(jì)算溫度，是受經(jīng)濟(jì)政策決定的，也就是人為的；而結(jié)構(gòu)的工作溫度應(yīng)該是客觀存在的，由自然條件決定的，兩者不能混淆。國外規(guī)范對(duì)結(jié)構(gòu)的工作溫度亦未看到用空調(diào)計(jì)算溫度，如前蘇聯(lián)是“最冷5天的平均溫度”，Eurocode3和美國有關(guān)資料上都使用“最低工作溫度”（但定義不詳）。為與“空調(diào)計(jì)算溫度”在數(shù)值上差別不太大，建議采用《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ19－87（2001年版）中所列的“最低日平均溫度”。
3．3．3本條規(guī)定了承重結(jié)構(gòu)的鋼材應(yīng)具有力學(xué)性能和化學(xué)成分等合格保證的項(xiàng)目，分述如下：
1抗拉強(qiáng)度。鋼材的抗拉強(qiáng)度是衡量鋼材抵抗拉斷的性能指標(biāo)不僅是一般強(qiáng)度的指標(biāo)，而且直接反映鋼材內(nèi)部組織的優(yōu)劣，并與疲勞強(qiáng)度有著比較密切的關(guān)系。
2伸長率。鋼材的伸長率是衡量鋼材塑性性能的指標(biāo)。鋼材的塑性是在外力作用下產(chǎn)生永久變形時(shí)抵抗斷裂的能力。因此，重結(jié)構(gòu)用的鋼材，不論在靜力荷載或動(dòng)力荷載作用下，以及在加工制作工程中，除了應(yīng)具有較高的強(qiáng)度外，尚應(yīng)要求具有足夠的伸長率。
3屈服強(qiáng)度（或屈服點(diǎn)）。鋼材的屈服強(qiáng)度（或屈服點(diǎn)）是衡量結(jié)構(gòu)的承載能力和確定強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的重要指標(biāo)。碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼在受力到達(dá)屈服強(qiáng)度（或屈服點(diǎn)）以后，應(yīng)變急劇增長，從而使結(jié)構(gòu)的變形迅速增加以致不能繼續(xù)使用。所以鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值一般都是以鋼材屈服強(qiáng)度（或屈服點(diǎn)）為依據(jù)而確定的。對(duì)于一般非承重或由構(gòu)造決定的構(gòu)件，只要保證鋼材的抗拉強(qiáng)度和伸長率即能滿足要求；對(duì)于承重的結(jié)構(gòu)則必須具有鋼材的抗拉強(qiáng)度、伸長率、屈服強(qiáng)度（或屈服點(diǎn)）三項(xiàng)合格的保證。
4冷彎試驗(yàn)。鋼材的冷彎試驗(yàn)是塑性指標(biāo)之一，同時(shí)也是量例材質(zhì)量的一個(gè)綜合性指標(biāo)。通過冷彎試驗(yàn)，可以檢驗(yàn)鋼材粒組織、結(jié)晶情況和非金屬夾雜物分布等供陷，在一定程度上也是鑒定焊接性能的一個(gè)指標(biāo)。結(jié)構(gòu)在制作、安裝過程中要進(jìn)行冷加工，尤其是焊接結(jié)構(gòu)焊后変形的調(diào)直等工序，都需要鋼材有較好的冷彎性能。而非焊接的重要結(jié)構(gòu)（如吊車梁、吊車桁架、有振動(dòng)設(shè)備或有大噸位吊車廠房的屋架、托架，大跨度重型桁架等）以及需要彎曲成型的構(gòu)件等，亦都要求具有冷彎試驗(yàn)合格的保證。
5硫、磷含量。硫、磷都是建筑鋼材中的主要雜質(zhì)，對(duì)鋼材的力學(xué)性能和焊接接頭的裂紋敏感性都有較大影響。硫能生成易于熔化的硫化鐵，當(dāng)熱加工或焊接的溫度達(dá)到800～1200℃時(shí)，可能出現(xiàn)裂紋，稱為熱脆；硫化鐵又能形成夾雜物，不僅促使鋼材起層，還會(huì)引起應(yīng)力集中，降低鋼材的塑性和沖擊切性。硫又是鋼中偏析最嚴(yán)重的雜質(zhì)之一，偏析程度越大越不利。磷是以固溶體的形式溶解于鐵素體中，這種固溶體很脆，加以磷的偏析比硫更嚴(yán)重，形成的高磷區(qū)促使鋼變脆（冷脆），降低鋼的塑性、韌性及可焊性。因此，所有承重結(jié)構(gòu)對(duì)硫、磷的含量均應(yīng)有合格保證。
6碳含量。在焊接結(jié)構(gòu)中，建筑鋼的焊接性能主要取決于碳含量·碳的合適含量宣控制在0．12％～0．2％之間，超出該范圍的幅度愈多，焊接性能變差的程度愈大。因此，對(duì)焊接承重結(jié)構(gòu)尚應(yīng)具有碳含量的合格保證。
近來，一些建設(shè)單位希望在焊接結(jié)構(gòu)中用Q235－A代替Q235－B，這顯然是不合適的。國家標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB／T700及其第1號(hào)修改通知單（自1992年10月1日起實(shí)行）都明確規(guī)定A級(jí)鋼的碳含量不作為交貨條件，但應(yīng)在熔煉分析中注明。從法規(guī)意義上講，不作為交貨條件就是不保證，即使在熔煉分析中的碳含量符合規(guī)定要求，亦只能被認(rèn)為僅供參考，可能離散性較大焊接質(zhì)量就不穩(wěn)定。也就是說若將Q235－A?F鋼用于重要的焊接結(jié)構(gòu)上發(fā)生事故后，鋼材生產(chǎn)廠在法律上是不負(fù)任何責(zé)任的，因?yàn)樵诮回泦紊厦鞔_規(guī)定碳含量是不作為交貨條件的。現(xiàn)在世界各國鋼材質(zhì)量普遍提高，日本最近專門制定了建筑鋼材的系列（SN鋼）。為了確保工程質(zhì)量，促使提高鋼材質(zhì)量，防止建筑市場上以次充好
的不正?，F(xiàn)象，故建議對(duì)焊接結(jié)構(gòu)一定要保證碳含量，即在主要焊接結(jié)構(gòu)中不能使用Q235A級(jí)鋼。
3．3．4本條規(guī)定了需要驗(yàn)算疲勞的結(jié)構(gòu)的鋼材應(yīng)具有的沖擊韌性的合格保證。沖擊韌性是衡量鋼材斷裂時(shí)所做功的指標(biāo)，其值隨金屬組織和結(jié)晶狀態(tài)的改變而急劇變化。鋼中的非金屬夾雜物、帶狀組織、脫氧不良等都將給鋼材的沖擊韌性帶來不良影響。沖擊韌性是鋼材在沖擊荷載或多向拉應(yīng)力下具有可靠性能的保
證，可間接反映鋼材抵抗低溫、應(yīng)力集中、多向拉應(yīng)力、加荷速率（沖擊）和重復(fù)荷載等因素導(dǎo)致脆斷的能力。鋼結(jié)構(gòu)的脆斷破壞問題已普遍引起注意，按斷裂力學(xué)的觀點(diǎn)應(yīng)用斷裂初性KIC來表示材料抵抗裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展的能力。但是，對(duì)建筑鋼結(jié)構(gòu)來說，要完全用斷裂力學(xué)的方法來分析判斷脆斷問題，目前在具體操作上尚有一定困難，故國際上仍以沖擊韌性作為抗脆斷能力的主要指標(biāo)因此，對(duì)需要驗(yàn)算疲勞的結(jié)構(gòu)的鋼材，本條規(guī)定了應(yīng)具有在不同試驗(yàn)溫度下沖擊韌性的合格保證。關(guān)于試驗(yàn)溫度的劃分是在總結(jié)我國多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同連接方式（焊接或非焊接），結(jié)合我國現(xiàn)行的鋼材標(biāo)準(zhǔn)并參考有關(guān)的國外規(guī)范確定的。
根據(jù)上述原則，本條對(duì)原規(guī)范中鋼材沖擊初性的試驗(yàn)溫度作了調(diào)整，増加了0C沖擊韌性的要求，并將Q8345鋼和Q235鋼取用相同的試驗(yàn)溫度，理由如下
1關(guān)于沖擊韌性試驗(yàn)溫度的間隔，國外一般為10－20℃，并均有0℃左右的沖擊性能要求（前蘇聯(lián)除外）。原規(guī)范溫度間隔偏大，達(dá)40～60℃。現(xiàn)根據(jù)新的鋼材標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整，統(tǒng)一取20℃。為使鋼結(jié)構(gòu)在不同工作溫度下具有相應(yīng)的抗脆斷性能，增加了在0℃≥T＞－20℃時(shí)對(duì)鋼材沖擊韌性的要求。
2原規(guī)范依據(jù)的鋼材標(biāo)準(zhǔn)與本規(guī)范不同。不同鋼材標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鋼材沖擊初性的要求見表2。
由表2可見，對(duì)Q235鋼常溫沖擊功的要求，舊標(biāo)在高于新標(biāo)準(zhǔn)15％～63％，因此，在T＞－20℃時(shí)若仍按原規(guī)范只要求常溫沖擊，顯然降低了對(duì)A。的要求，偏于不安全。看來，對(duì)Q235鋼增加0℃時(shí)對(duì)沖擊功的要求是合適的。在T=-20℃時(shí)新標(biāo)準(zhǔn)的A，值約為舊標(biāo)準(zhǔn)的1倍，故當(dāng)T＜－20℃時(shí)比原規(guī)范更安全。而對(duì)Q345鋼沖擊功的要求，新標(biāo)準(zhǔn)音海高于舊標(biāo)在，常溫時(shí)高出約31％，T＝ー40℃時(shí)高出約100％。對(duì)基本上屬同一質(zhì)量等級(jí)的鋼材來說，試驗(yàn)溫度與A規(guī)定值是有一定關(guān)系的，Akv的增大相當(dāng)于試驗(yàn)溫度的降低。根據(jù)GB1591－79，16Mn鋼的
試驗(yàn)溫度相差60℃時(shí)，Akv的規(guī)定值相差約100％，如Q345-D在-20℃時(shí)的Akv規(guī)定值為34J，則在一40℃試驗(yàn)時(shí)，其Akv值估計(jì)為34／1．33＝25．6J，仍大于舊標(biāo)準(zhǔn)的13J。故一般可不再要求Q345鋼在一40℃的沖擊韌性。由此，本規(guī)范規(guī)定對(duì)Q345鋼的試驗(yàn)溫度與Q235鋼相同。至于Q390鋼，雖然其沖擊功的規(guī)定
值和Q345鋼一樣普提高，但考慮其強(qiáng)度高，接近于前蘇聯(lián)的C52／40號(hào)鋼，塑性稍差，使用經(jīng)驗(yàn)又少，故仍按原規(guī)范不變。而對(duì)Q420鋼，是新鋼種，應(yīng)從嚴(yán)考慮，故與Q390第的試驗(yàn)溫度相同。
對(duì)其他重要的受拉和受彎焊接構(gòu)件，由于有焊接殘余拉應(yīng)力存在，往往出現(xiàn)多向拉應(yīng)力場?尤其是構(gòu)件的板厚較大時(shí)，軋制次數(shù)少，鋼材中的氣孔和夾渣比薄板多、存在較多缺陷，因而有發(fā)生脆性破壞的危險(xiǎn)。國外對(duì)此種構(gòu)件的鋼材，一般均有沖擊切性合格的要求。根據(jù)我國鋼材標(biāo)準(zhǔn)焊接構(gòu)件應(yīng)至少采用Q235的B級(jí)鋼材（因Q235-A的含碳量不作為交貨條件，這是焊接結(jié)構(gòu)所不容許的）常溫沖擊韌性自然滿足，不必專門提出。所以，我們建議當(dāng)采用厚度較大的Q345鋼材制作此種構(gòu)件時(shí)，宜提出具有沖擊切性的合格保證（具體厚度尺寸可參見有關(guān)國內(nèi)外資料，如《美國鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》AISC．1999和《歐洲鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范）EC3等）
至于吊車起重量Q≥50t的中級(jí)工作制吊車梁，則根據(jù)已往的經(jīng)驗(yàn)，仍按原規(guī)范的原則，對(duì)鋼材沖擊切性的要求與需要驗(yàn)算疲勞的焊接構(gòu)件相同。
關(guān)于需要驗(yàn)算疫勞的非焊接結(jié)構(gòu)亦要保證沖擊切性的要求，這是考慮到既受動(dòng)力荷載，鋼材就應(yīng)該具有相應(yīng)的沖擊切性、不管是焊接或非焊接結(jié)構(gòu)都是一樣的、前蘇聯(lián)1972年和1981年規(guī)范中對(duì)這類結(jié)構(gòu)都是要求保證沖擊初性的，美國關(guān)于公路橋梁的資料中對(duì)焊接或非焊接橋梁結(jié)構(gòu)亦都要求保證沖擊初性的，僅是對(duì)沖擊值的指標(biāo)略有差別而已。這類結(jié)構(gòu)對(duì)沖擊切性要求的標(biāo)準(zhǔn)略低于焊接結(jié)構(gòu)，這和上述國外規(guī)范亦是協(xié)調(diào)的，只是降低的方式和量級(jí)有所不同而已。如美國公路鋼橋的資料中對(duì)焊接結(jié)構(gòu)的沖擊值有所提高，而前蘇聯(lián)的規(guī)范則基本上是調(diào)整沖擊試驗(yàn)時(shí)的溫度，如前蘇聯(lián)1981年規(guī)范規(guī)定對(duì)非焊接結(jié)構(gòu)按提高一個(gè)組別（即降低一個(gè)等次）的原則來選用鋼材。因?yàn)槲覈摬臉?biāo)準(zhǔn)中的沖擊值是定值，故建議對(duì)需驗(yàn)算疲勞的非焊接結(jié)構(gòu)所用鋼材的沖擊切性可提高其試驗(yàn)溫度。
3．3．6在鋼結(jié)構(gòu)制造中，由于鋼材質(zhì)量和焊接構(gòu)造等原因，厚板容易出現(xiàn)層狀撕裂，這對(duì)沿厚度方向受拉的接頭來說是很不利的。
為此，需要采用厚度方向性能鋼板。關(guān)于如何防止層狀撕裂以及確定厚度方向所需的斷面收縮率φz等問題，可參照原國家機(jī)械工業(yè)委員會(huì)重型機(jī)械局企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《焊接設(shè)計(jì)規(guī)范》JB/ZZ5-86或其他有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行處理。
我國建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范和建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程中均規(guī)定厚度大于40mm時(shí)應(yīng)采用厚度方向性能鋼板。
3．3．7上海寶鋼集團(tuán)亦已開發(fā)出一種“耐腐蝕的結(jié)構(gòu)用熱軋鋼板及鋼帶”，其企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為Q／BQB340－94，其耐候性為普通鋼的2～8倍。
3．3．8本條為鋼結(jié)構(gòu)的連接材料要求。
1手工焊接時(shí)焊條型號(hào)中關(guān)于藥皮類型的確定，應(yīng)按結(jié)構(gòu)的受力情況和重要性區(qū)別對(duì)待，對(duì)受動(dòng)力荷載需要驗(yàn)算疲勞的結(jié)構(gòu)為減少焊縫金屬中的含氫量防止冷裂紋，并使焊縫金屬脫硫減小形成熱裂紋的傾向，以綜合提高焊縫的質(zhì)量，應(yīng)采用低氫型堿性焊條；對(duì)其他結(jié)構(gòu)可采用普通焊條。
2自動(dòng)焊或半自動(dòng)焊所采用的焊絲和焊劑應(yīng)符合設(shè)計(jì)對(duì)焊縫金屬力學(xué)性能的要求。在焊接材料的選用中，過去習(xí)慣使用焊劑的牌號(hào)（如HJ431），現(xiàn)在我國已陸續(xù)頒布了焊絲和焊劑的國家標(biāo)準(zhǔn)《熔化焊用鋼絲》GB／T14957、《氣體保護(hù)電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲》GB／T8110、《碳鋼藥芯焊絲》GB／T10045、《低合金鋼藥芯焊絲》GB／T17493、《埋弧焊用碳鋼焊絲和焊劑》GB／T5293、《低合金鋼埋弧焊用焊劑》GB／T12470等。因此，應(yīng)按上述國家標(biāo)準(zhǔn)來選用焊絲和焊劑的型號(hào)，國標(biāo)中焊劑的型號(hào)是將所選用的焊劑和焊絲寫在一起的組合表示法（國外亦有這種表示方法）。但應(yīng)注意，在設(shè)計(jì)文件中書寫低合金鋼埋弧焊用焊劑的型號(hào)時(shí)，可省略其中的焊劑渣系代號(hào)X，寫成“FX1X2X3（X）－Hxxx”，而焊劑的渣系則由施工單位根據(jù)FXX2X3組合并通過焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)來確定。
3高強(qiáng)度螺栓。按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)，大六角頭高強(qiáng)度螺栓的規(guī)格為MI2～M30，其性能等級(jí)分為8．8級(jí)和10．9級(jí)，8．8級(jí)高強(qiáng)度螺栓推薦采用的鋼號(hào)為40B鋼、45號(hào)鋼和35號(hào)鋼，10．9級(jí)高強(qiáng)度螺栓推薦采用的鋼號(hào)為20 MNTIB鋼和35VB鋼；扭剪型高強(qiáng)度螺栓的規(guī)格為M16～M24，其性能等級(jí)只有10．9級(jí)，推薦采用的鋼號(hào)為20 MNTIB鋼。
4圓柱頭焊釘?shù)男阅艿燃?jí)相當(dāng)于碳素鋼的Q235鋼，屈服強(qiáng)度＝240N／mm2
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