钢材性能分析及低温性能表

1.通用要求

为保证承重结构的承载能力及防止在一定条件下出现脆性破坏，高层建筑中的承重构件和承力构件（竖向支撑等），其钢材牌号和材性的选定，应符合行业标准YB 4104—2000《高层建筑结构用钢板》及国标GB/T 19879—2005《建筑结构用钢板》的规定，并应符合下列要求：

（1）考虑结构的重要性、荷载特征、结构类型、连接方法、钢材厚度、环境温度和构件所处部位等情况的不同要求。

（2）钢材的抗拉强度、伸长率、屈服强度、强屈比、冷弯试验、冲击韧性等各项指标合格。

（3）硫、磷的质量分数低于限值。

2.焊接结构附加要求

（1）碳的质量分数

1）钢材中碳的质量分数不应超过焊接性能所规定的限值。

2）Q235-D级钢，碳的质量分数小于0.17%，硫、磷的质量分数小于0.035%，可焊性较好。

（2）断面收缩率

1）厚度较大的钢板，在轧制过程中存在着各向异性。由于在杆件的板件连接处常形成较强的约束，焊接时容易引起钢板的层状撕裂，因此，要求钢板的断面收缩率不小于某一规定值。JGJ 81—2002《建筑钢结构焊接技术规程》规定，板件厚度t≥40mm时应采用厚度方向性能钢板。

2）采用焊缝连接的梁-柱节点和支撑节点，节点的约束较强。当钢板厚度等于或大于40mm，并承受沿板厚方向的拉力作用时（包括强约束节点因焊缝收缩引起的拉应力），为防止钢材的层状撕裂，而采用Z向钢时，应附加“受拉试件板厚方向截面收缩率不小于Z15级”的要求。

3）根据国家标准GB/T 5313—2010《厚度方向性能钢板》的规定，Z向性能级别为Z15级的钢板性能应符合下列要求：①截面收缩率ψ_z，单个试样值和三个试样平均值，应分别不小于10%和15%；②硫的质量分数（熔炼分析）不大于0.01%。过多的硫化物在钢板热压过程中会形成平行于钢板表面的、可视为微裂缝的非金属薄片夹层，降低板厚方向的抗拉强度。

（3）钢材的冷弯性能必须符合要求。

3.抗震结构附加要求(www.xing528.com)

（1）钢材的“强屈比”应不小于1.2，抗震设防烈度为8度和8度以上时，则不应小于1.5，以确保结构具有足够的安全储备。强屈比是指钢材的极限抗拉强度实测值f_u与屈服强度实测值f_ay的比值。

（2）钢材的拉伸试验应具有明显的屈服台阶。

（3）钢材的伸长率应大于20%（标距50mm），以保证构件具有足够的塑性变形能力。

（4）钢材应具有能保持足够延性的良好可焊性。

（5）抗震类别为甲类或乙类的高层建筑钢结构，钢材的屈服强度平均值不宜超过其规定值（标准值）的10%，以免构件的塑性铰位置发生不符合“强柱弱梁”等设计要求的转移。

（6）钢材的冲击韧性必须得到保证。

（7）抗震设防高层建筑中仅承受重力荷载的钢构件，上述各项要求可适当放宽。

（8）GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》规定，板件厚度t≥40mm时应采用厚度方向性能钢板。

4.特殊构件附加要求

（1）处于外露环境，且对大气腐蚀有特殊要求的承重和承力钢构件，宜采用耐候钢（耐大气腐蚀能力约为碳素钢的4～8倍），其质量要求应符合现行国家标准GB/T 4171—2008《耐候结构钢》的规定。

（2）处于低温环境下的承重和承力钢构件，其钢材性能尚应符合“避免低温冷脆”的要求。

（3）重要的受拉或受弯的焊接结构以及需要验算疲劳的焊接结构，其钢材的低温性能应符合表3-1的要求。这是因为脆断主要发生在受拉区，危险性较大。所以，对受拉或受弯的焊接构件所使用钢材的质量要求，比对受压（含压弯）构件的质量要求更高。

表3-1 重要焊接结构钢材的低温性能