国内外钢材强度

3

材料

3.1

结构钢材

3.1.1

概论

本章规范涉及根据以下条款之一进行装配式结构的设计，其中结构钢设计强度不超过460N/mm2。条款1：

遵照附录A1.1的相关材料标准之一和条款3.1.2所列的基本要求并且由具有质量保证体系的厂商生产的钢材。

条款2：

没有按照附录A1.1的相关标准之一但是来自于具有认可质量保证体系的厂商的钢材。这些钢材在使用前需进行测试以表明其能够满足某个相关标准。附录D1列出了关于测试试样尺寸的要求。条款3：

不确定钢材；没有包含在条款1、条款2或条款1H中的钢材。在使用前必须对这些钢材进行拉伸试验，以证明其能够满足预期设计目的。附录D1列出了关于测试试样尺寸的要求。对这些材料的使用进行了用途的约束和限制。

章节3.1涉及热轧型钢和冷成型空腹截面型钢，同时章节3.8涉及冷成型开口截面型钢和压型钢板。

根据条款3.1.3列出的附加的要求和限制，规范包括了一个高强钢材的级别，其强度大于

460N/mm2同时不超过690N/mm2，并且由具有认可质量保证体系的厂商生产。

条款1H：

屈服强度大于460N/mm2并且小于或等于690N/mm2同时满足附录A1.1所列某个相关标准的高强钢材。条款3.1.3给出了关于这些钢材及生产厂商的基本要求。附录D1列出了关于测试试样尺寸的要求。

本规范没有涉及屈服强度大于690N/mm2的超高强度钢材。根据香港建筑权威的批准，其可以以专有高强拉杆或拉筋的形式，用于抗拉螺栓连接的应用，或者其它用途。在这些情况中，RSE必须提供彻底的证明，以确保香港将建筑权威材料文件递呈中的所有要求都能够满足。

本规范包括弹性和塑性分析及设计。塑性分析和设计不允许用于不确定钢材或屈服强度大于

460N/mm2的钢材。高强钢材可能有利于某一些临界极限状态，但限制了抗屈曲能力的改善。它们的使用没有能够改善疲劳和正常使用状态的性能。

表3.1－强度等级概括表

注：相关标准查阅澳大利亚/新西兰、中国、日本、欧盟和美国所采纳的认可标准。关于试样测试的频度参见附录D1。

3.1.2

普通强度钢材的设计强度

钢材的设计强度如下：

且不大于

其中：

和

分别为相关产品标准中的最小屈服强度（）和最小拉伸强度（）。

和为表4.1中所列材料系数。对于等级1号钢和1H号钢，的值为1.0，的值为1.2。参照欧盟BS EN、中国GBJ、美国ASTM、澳大利亚AS日本JIS关于热轧型钢的标准，对于常用规格和厚度的1号钢，表3.2至3.6分别列出了设计强度的值。另外设计强度的值，还可以通过相关产品标准中给出的利用最小屈服和拉伸强度值的上述公式获得，参见附录A1.1。

规范要求钢材生产厂商轧制的截面所标定的尺寸在其规定的（＋/－）容许偏差范围内，以使平均截面尺寸和特性至少为额定值。RSE必须所有用到的钢材满足这些要求或者他必须考虑设计中的任何不利变数。

普通强度钢材基本要求的内涵为：

l

强度

设计强度应当是最小屈服强度，但不能超过最小拉伸强度除以1.2的值。

l

脆性破坏的抗力

在要求设计温度下，摆锤式V型缺口冲击试验的最小平均能量，必须参照本规范条款3.2以提供足够的韧性。

l

延性

5.65 标距其延伸率不小于15％，其中为试样的正截面面积。

l

可焊性

在包样分析时1、1H或2号钢的最大碳当量必须不超过0.48％，同时含碳量必须不超过0.24％。通常应用中，最大含硫量必须不超过0.03％，最大含磷量必须不超过0.03％。当确定为通厚度质量（Z质量）钢材时，含硫量必须不超过0.01％。以上要求是关于材料化学组成的最小值。同时各种各样规格钢材的化学组成必须遵守生产地区国家规范中的要求规定。

对于冷成型钢材，仅仅用到了强度和韧性的基本要求，如条款3.8.1.1和条款3.8.1.2所示。条款3.8.1.1列出了冷成型钢材的标准设计强度。

表3.2－参照BS EN标准提供的钢材的设计强度值

（板、热轧型钢、热轧及冷成型空腹型钢）

注：横截面最厚部分的厚度应当用于轧制钢材的强度分类。表3.3－参照中国规范GB50017提供的钢材设计强度值（板、热轧型钢、热轧及冷成型空腹型钢）

表3.5－参照澳大利亚规范提供的钢材设计强度值

注：澳大利亚规范用到了一个更广泛的范围，参见附录A1.1中的参考资料。设计等级从200到450以及屈服强度从200N/mm2到450的板、轧制型钢和空腹型钢被典型应用。此处该表根据简化手册列出了一个大概的强度范围。

表3.6－参照JIS规范提供的日本JIS SN钢材

（建筑产品轧制钢材）至JIS G 3136钢材的设计强度值

注：日本规范用了广泛范围的钢材，参见附录A1.1中的参考资料。本表包括了来自JIS G 3136的最近SN 范围的一个大概的强度范围。请参考有关设计强度值的部分钢材产品。

3.1.3

高强钢材的设计强度

对于参照附录A1.1中的基本要求生产的，设计强度超过460N/mm2但不大于690N/mm2的高强钢材，其设计强度可以根据/1.0得到但不超过/1.2，其中和分别是最小屈服强度（）和最小拉伸强度（），其根据相关产品标准或通过使用恰当QA体系的手册进行推导确定。这些材料有代表性地通过淬火和回火的热处理方法获得其强度，因而在制作于设计中有着附加的限制，尤其是带有焊缝，因为加热可以影响母体钢材的强度。对于特定的高强钢材，当焊缝不允许使用时，应当考虑螺栓连接。RSE必须通过利用手册建议或自己验证的参数及公式这些基本根据，对每一个实例的设计加以证明。正确的焊缝工序非常重要而且必须加以证明。当高强钢材用于受压时，其必须被限制在不会发生突出部分局部屈曲的紧凑截面内。

关于高强钢材基本要求的内涵如条款3.1.2所述，不过其中最大含碳量必须不超过0.20％，最大含硫量和含磷量必须不超过0.025％。

3.1.4

假设使用3号不确定钢材，必须消除其表面缺陷，遵照所有几何误差地规定，并且必须只能用在钢材的特殊自然属性及其自身可焊性不会影响结构强度和适用性的地方。其设计强度必须采用不超过170N/mm2且其抗拉强度必须不超过300N/mm2。

这种钢材不允许用在多层建筑的主要部分或大跨单层建筑的主要部分上。主要结构部分是指直接跨在柱上的主梁，跨距超过6m的任何梁，支撑超过25m2楼板