GBT 43893-2024 装配式钢结构建筑用热轧型钢标准立项发展报告

装配式钢结构建筑用热轧型钢标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Hot-rolledSectionSteelforPrefabricatedSteelStructureBuildings摘要关键词：装配式钢结构建筑；热轧型钢；国家标准；建筑工业化；标准化AbstractWiththedeepeningadvancementofbuildingindustrializationinChina,prefabricatedsteelstructurebuildingshavebecomeanimportantdirectionforthetransformationandupgradingoftheconstructionindustryduetotheirsignificantadvantagessuchasgreenandlow-carboncharacteristics,highconstructionefficiency,andexcellentseismicperformance.Asthecorestructuralmaterialforprefabricatedsteelstructurebuildings,theproductqualityandstandardizationlevelofhot-rolledsectionsteeldirectlyaffectthesafetyandreliabilityofbuildingstructures.ThisreporttakesGB/T43893-2024"Hot-rolledSectionSteelforPrefabricatedSteelStructureBuildings"astheresearchobject,systematicallyelaboratingthecompilationbackground,technicalcontent,maininnovations,andapplicationvalueofthisstandard.ThestandardwasreleasedonApril25,2024,andofficiallyimplementedonNovember1,2024.Basedonthecurrentproductstandardsofhot-rolledsectionsteel,thisstandardestablishesacompletetechnicalindicatorsystemtomeetthehigherrequirementsfordimensionalaccuracy,mechanicalproperties,surfacequality,andconnectionadaptabilityinprefabricatedbuildings.Thisreportaimstoprovidesystematicinterpretationofthestandardforindustryapplicationunitsandprovidereferenceforsubsequentstandardizationwork.Keywords:prefabricatedsteelstructurebuilding;hot-rolledsectionsteel;nationalstandard;buildingindustrialization;standardization一、引言1.1编制背景装配式钢结构建筑是装配式建筑的重要形式之一，具有自重轻、强度高、施工速度快、抗震性能好、材料可回收利用等突出优点，是建筑行业实现“双碳”目标的重要技术路径。热轧型钢（包括H型钢、角钢、槽钢、工字钢等）是装配式钢结构建筑最主要的原材料，广泛应用于梁、柱、支撑等主要受力构件以及连接节点等部位，其产品质量直接影响结构的安全性、耐久性和施工效率。然而，现行热轧型钢产品标准主要针对传统建筑和一般工程结构用钢制定，未能充分反映装配式钢结构建筑对型钢产品在以下方面的特殊要求：一是构件连接方式以高强螺栓连接和焊接为主，对型钢的尺寸精度和截面几何特性一致性要求更高；二是装配式建筑构件在工厂预制、现场安装，对型钢的平直度和扭曲度有更严格的控制要求；三是建筑结构对钢材的屈强比、冲击韧性等性能指标有特定要求；四是构件标准化、模数化设计要求型钢产品具有更明确的规格系列。1.2编制原则与依据本标准的编制遵循以下基本原则：一是协调性原则，与现行有效的国家标准、行业标准保持协调一致，避免标准间的交叉与矛盾；二是适用性原则，紧密结合装配式钢结构建筑的工程实际和技术需求，确保标准的可操作性和实用性；三是先进性原则，充分吸收国内外先进的技术成果和工程实践经验，适度提高技术指标要求，引领行业技术进步；四是规范性原则，严格遵守GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定，保证标准编写质量。标准编制的主要依据包括：《中华人民共和国标准化法》《中华人民共和国建筑法》《建设工程质量管理条例》等法律法规，以及GB50017《钢结构设计标准》、GB/T700《碳素结构钢》、GB/T1591《低合金高强度结构钢》、GB/T11263《热轧H型钢和剖分T型钢》、GB/T706《热轧型钢》、GB/T9787《热轧不等边角钢尺寸、外形、重量及允许偏差》等基础标准和产品标准。二、标准编制过程2.1立项与起草阶段本标准由全国钢标准化技术委员会（SAC/TC183）提出并归口。在前期充分调研的基础上，编制组系统梳理了我国装配式钢结构建筑用热轧型钢的生产、应用及质量状况，分析了现行标准在实际应用中存在的问题和不足，提出了标准立项建议书。经国家标准化管理委员会批准立项后，编制组由冶金工业信息标准研究院、主要钢铁生产企业（包括马钢、莱钢、日照钢铁、津西钢铁等热轧型钢骨干企业）、建筑设计研究院（包括中国建筑设计研究院有限公司等）、高校（包括同济大学、北京科技大学等）及施工企业共同组成，涵盖生产、设计、施工、检测等全产业链相关方。2.2调研与验证阶段编制组在全国范围内开展了广泛的调研工作，调研对象包括热轧型钢主要生产企业、装配式钢结构建筑设计和施工单位、工程质量检测机构等。调研内容包括：装配式钢结构建筑对热轧型钢产品的技术需求、现行产品标准在执行过程中存在的问题、国内外相关标准的对比分析等。在充分调研的基础上，编制组对关键技术指标开展了试验验证工作，重点验证了以下内容：不同牌号钢材的力学性能统计分布和可靠性水平、尺寸偏差对装配连接质量的影响、表面缺陷对构件承载力的影响等。同时，编制组系统收集和分析了国内外相关技术标准，包括ISO、EN、ASTM等国际标准和国外先进标准中关于热轧型钢的技术要求，为标准技术指标的确定提供了科学依据。2.3审定与报批阶段标准草案完成后，编制组通过多种形式广泛征求行业意见。全国钢标准化技术委员会组织了多次专家审查会议，邀请来自钢铁生产、建筑设计、工程施工、质量监督等领域的专家对标准送审稿进行了逐条审查。编制组对各方反馈意见进行了逐条处理和分析，形成了标准报批稿。经国家标准化管理委员会审核批准，本标准于2024年4月25日发布，编号为GB/T43893-2024，自2024年11月1日起正式实施。三、标准主要技术内容3.1适用范围与规范性引用文件本标准规定了装配式钢结构建筑用热轧型钢的牌号表示方法、订货内容、尺寸、外形、重量及允许偏差、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志及质量证明书等要求。标准适用于装配式钢结构建筑用热轧H型钢、热轧角钢、热轧槽钢和热轧工字钢（以下简称型钢），其他用途的热轧型钢可参照执行。标准的规范性引用文件涵盖了GB/T700、GB/T1591、GB/T222《钢的成品化学成分允许偏差》、GB/T223（系列）、GB/T228.1《金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法》、GB/T229《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》、GB/T706、GB/T11263、GB/T2101《型钢验收、包装、标志及质量证明书的一般规定》等基础标准。这些引用文件为标准的实施提供了完整的配套技术支撑。3.2牌号与化学成分本标准规定的型钢牌号体系与GB/T1591《低合金高强度结构钢》和GB/T700《碳素结构钢》保持衔接，主要包括Q235系列、Q355系列以及更高强度等级的Q390、Q420系列。同时，针对装配式钢结构建筑的特殊需求，对化学成分提出了更严格的控制要求：在碳当量（CEV）控制方面，标准规定了更严格的碳当量限值，以改善钢材的焊接性能。装配式钢结构建筑中构件连接大量采用焊接方式，良好的焊接性能是保证节点连接质量和结构安全的关键因素。降低碳当量可有效降低焊接冷裂纹敏感性，改善焊接热影响区的韧性。在有害元素控制方面，对磷（P）、硫（S）等有害元素的含量提出了更严格的限制要求，以提高钢材的韧性、抗层状撕裂性能和各向同性性能。其中，对于有抗层状撕裂要求的钢材，对硫含量的控制要求更为严格。3.3力学性能要求在力学性能方面，本标准在GB/T1591等通用标准的基础上，结合装配式钢结构建筑对结构安全性的更高要求，对部分指标进行了加严或补充：屈服强度和抗拉强度方面，规定了明确的上下限要求，确保钢材具有足够的强度储备，同时避免强度过高导致的设计浪费和焊接困难。断后伸长率要求不低于通用标准的规定值，以保证钢材具有足够的塑性变形能力，在地震等极端荷载作用下能够通过塑性变形耗散能量，防止结构发生脆性破坏。冲击韧性方面，规定了比通用标准更严格的夏比冲击试验要求。根据构件使用环境和结构重要性，规定了0℃或-20℃下的冲击吸收能量要求，且冲击试验结果需满足三个试样平均值的规定限值，允许一个试样低于规定值但不得低于规定值的70%。这一要求充分考虑了装配式钢结构建筑在高寒地区应用的适应性。屈强比控制是标准的重要技术亮点。标准对主要结构用钢规定了屈强比上限值（不大于0.85），以保障结构具有足够的延性储备。较低的屈强比意味着钢材从屈服到强化具有更大的变形空间，有利于结构在地震作用下的塑性转动能力，防止节点区域过早发生脆性破坏。此外，标准还对厚度方向性能提出了要求。对于厚度不小于40mm的钢板或型钢翼缘，根据设计需求规定了Z向性能要求，以抵抗焊接时产生的层状撕裂。3.4尺寸、外形及允许偏差尺寸精度是装配式钢结构建筑对热轧型钢最为关注的技术指标之一。本标准在参考GB/T11263和GB/T706的基础上，对影响装配精度和连接质量的关键尺寸参数规定了更严格的允许偏差：截面高度、翼缘宽度、腹板厚度、翼缘厚度等关键截面尺寸的允许偏差较通用标准适当收严。对于栓接和焊接节点，较高的尺寸精度可以保证连接板与型钢翼缘的紧密贴合，减少现场修配工作量，提高安装效率。长度允许偏差方面，根据构件加工的定尺要求规定了严格的长度允许偏差。对于需要数控切割和钻孔的构件，精确的长度控制是实现自动化加工的前提条件。弯曲度和扭曲度方面，规定了较通用标准更严格的整体弯曲度（不超过总长度的0.15%）和翼缘扭曲度要求。热轧型钢的平直度直接影响构件加工精度和安装质量，过大的弯曲变形将导致构件拼装困难，产生附加应力。翼缘斜度（翼缘与腹板垂直度）允许偏差方面，为适应装配式建筑构件标准化生产和现场快速安装的需要，标准对翼缘斜度提出了更高的精度要求。翼缘斜度超差会导致高强螺栓连接时螺栓与螺栓孔壁接触不良，影响连接强度和可靠性。3.5表面质量在表面质量方面，标准针对装配式钢结构建筑对构件外观质量的较高要求，规定了明确的表面缺陷限制要求。标准规定型钢表面不得有裂纹、折叠、结疤、分层等有害缺陷，这些缺陷不仅影响钢材的外观质量，更严重的是可能成为结构疲劳裂纹的萌生源，危及结构安全。表面允许存在的局部缺陷，其深度不得超过所在部位尺寸允许偏差的一半，且应采取适当方法清除，清除后不得造成截面尺寸超出允许偏差。此外，标准强调了交货状态和表面处理要求，为后续的除锈、涂装工序提供基础条件，保证防腐涂层的附着力和耐久性。3.6试验方法与检验规则标准的试验方法引用现行有效的国家标准试验方法，确保检测结果的可比性和可复现性。检验规则方面，规定了检验项目、取样数量、取样部位、试验方法和判定复验规则。明确了型钢应按批检验，每批由同一牌号、同一炉号、同一规格、同一交货状态的型钢组成。规定了各检验项目的取样数量和取样部位，以及不合格批次的复验规则，保证了产品质量判定的科学性和公正性。四、参与编制的主要企事业单位介绍4.1冶金工业信息标准研究院冶金工业信息标准研究院（以下简称“信息标准院”）成立于1963年，是国内唯一的专门从事冶金行业信息服务和标准化研究的国家级科研机构，现为中国钢铁工业协会代管的事业单位。信息标准院是国际标准化组织（ISO）对口的技术归口单位之一，承担了全国钢标准化技术委员会（SAC/TC183）等多个标准化技术委员会秘书处工作，在我国钢铁行业标准化工作中发挥着核心组织作用。在GB/T43893-2024《装配式钢结构建筑用热轧型钢》标准的编制过程中，信息标准院作为标准编制的牵头组织单位，承担了以下主要工作：一是组织开展前期调研，系统梳理了装配式钢结构建筑用热轧型钢的产业现状和技术需求，为标准立项提供了充分的前期论证；二是负责标准文本的起草和修改完善，组织多次编制组工作会议，协调各参编单位的意见，确保标准技术内容的科学性和协调性；三是组织试验验证工作，协调相关生产企业提供试验样品，组织检测机构开展验证试验，为标准技术指标的确定提供了数据支撑；四是组织标准征求意见和审查工作，面向全行业广泛征求意见，组织专家审查会，确保标准质量。此外，信息标准院还负责标准发布后的宣贯培训工作，组织编写标准宣贯教材，开展标准解读培训活动。4.2其他主要参编单位本标准的主要参编单位还包括马鞍山钢铁股份有限公司、山东钢铁集团莱芜分公司、日照钢铁控股集团有限公司、河北津西钢铁集团股份有限公司等热轧型钢主要生产企业，以及中国建筑设计研究院有限公司、同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司等设计单位和相关施工企业。生产企业主要负责提供生产工艺数据、开展产品试制验证等工作，设计单位主要从建筑结构设计需求角度提出技术指标建议，施工企业则从构件加工和现场安装角度反馈实际使用需求。各参编单位充分发挥各自优势，为标准编制提供了多元化的技术支撑。五、结论与展望5.1标准的意义与价值GB/T43893-2024《装配式钢结构建筑用热轧型钢》是我国首个专门针对装配式钢结构建筑用热轧型钢的产品标准，其发布实施具有多方面的重要意义：在完善标准体系方面，该标准填补了我国装配式建筑用热轧型钢专用标准的空白，与GB/T51232《装配式钢结构建筑技术标准》、GB50017《钢结构设计标准》等标准共同构建了覆盖设计、材料、施工、验收全过程的装配式钢结构建筑标准体系，为行业规范化发展提供了系统的技术支撑。在提升工程质量方面，标准通过对尺寸精度、力学性能、表面质量等关键技术指标的加严控制，有效保障了装配式钢结构建筑的构件加工精度和现场安装质量，提高了结构的整体安全性和耐久性。特别是对屈强比和冲击韧性的严格要求，有助于改善结构的抗震性能和抗脆断能力。5.2未来标准化工作展望随着装配式钢结构建筑技术的不