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钢结构用钢标准现状及工作建议

2025-07-24 15:22:09

来源:冶金工业规划研究院

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随着我国经济社会发展和城市化进程推进,钢结构在建筑、桥梁等众多领域广泛应用。钢结构用钢作为核心材料,其质量和性能直接关系到结构的安全性、耐久性和经济性,对行业高质量发展具有基础性支撑作用。目前,我国钢结构行业处于快速发展与转型升级关键期,钢结构用钢标准建设对于规范市场秩序、引导钢铁企业生产、保障工程质量和推动行业技术进步意义重大。进一步加强钢结构用钢的标准化工作,确保钢材满足不同应用场景需求,提高材料利用效率,降低工程成本,并促进高性能、高附加值钢材研发推广,推动钢铁行业技术创新和产品升级,增强我国钢结构行业国际竞争力,对于促进行业协同发展、实现建筑与钢铁工业化的深度融合及可持续发展具有战略意义。



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一、钢结构用钢发展情况

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目前,国内钢结构用钢主要以碳素结构钢、低合金高强钢、不锈钢、耐候钢及耐火钢为主。其中,碳素结构钢作为基础材料的占比最高,一般多适用于普通厂房和低层建筑。低合金高强钢因其在满足结构强度要求的基础上能够有效降低建筑物自重,减少建设成本,提升工程经济效益,也逐渐成为当前高层建筑的主要材料。根据相关统计,2024年,Q390及以上强度级别钢材使用比例在钢结构建筑中提升至21.6%,年增2.2%。在低碳绿色发展趋势下,高强、耐蚀、耐火、抗震等性能已成为钢结构用钢的重要发展方向。其中耐候钢具有面涂装防腐的特性,在解决了涂层钢板维护问题的同时,寿命周期最大也能够提升至50年,目前已应用于高原、跨江以及跨海等特大桥工程中。而不锈钢因其优秀的耐腐蚀、耐氧化性及良好的力学性能被广泛应用于建筑、化学和海洋工程等领域,是复杂环境下耐腐蚀和耐高温材料的首选。

未来,凭借高强度、轻质化以及快速施工等显著优势,钢结构将在风电塔架、海上光伏、装配式钢结构住宅、超高层纯钢建筑等场景下多元化发展,钢结构用钢也将围绕高强度轻量化、耐腐蚀、免涂装等产品特性积极适应市场需求。



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二、钢结构用钢标准现状

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随着我国工业制造水平的提升及钢结构行业上下游领域的全面发展,标准化需求逐步提升,钢结构行业和钢结构用钢的标准化工作持续推进。当前,国内钢结构及钢材标准已基本覆盖材料、设计、施工、验收全流程,形成了相对完善的标准体系。我国钢结构用钢标准主要有GB/T 700《碳素结构钢》、GB/T 1591《低合金结构钢》、GB/T 714《桥梁用结构钢》、GB/T 19879《建筑结构用钢板》、GB/T 706《热轧型钢》、GB/T 11263《热轧H型钢和剖分T型钢》、GB/T 6728《结构用冷弯空心型钢》、G/T 33814《焊接H型钢》等。为了使钢结构工程应用与国际接轨,提升钢材质量性能,钢结构用钢国家标准进行了多次修订,不断优化钢材牌号、质量等级、性能指标和交货状态,满足钢结构行业高质量发展的需要。此外,随着国家标准化改革的推进和钢结构行业的发展,相关社会团体聚焦市场需求,围绕专用细分领域、特殊要求钢材制定了更高水平的团体标准,如T/SSEA 0085《建筑结构用耐火钢》、T/SSEA 0332《风力发电塔用结构钢板》、T/SSEA 0058《桥梁隧道结构用热轧工字钢》、T/SSEA 0296《建筑结构用方形和矩形焊接钢管》等。

国外发达国家的钢结构发展时间较长,已形成较完整的研发、生产、销售、应用全产业链体系,钢结构用钢的标准更为完善。目前,国外钢结构用钢标准制定的机构主要包括国际标准化组织ISO、美国材料与试验协会ASTM、美国钢结构学会AISC、欧洲标准委员会CEN等。由ISO/TC17/SC3主导的ISO 630、ISO 24314、ISO 4997等通用结构钢系列标准涵盖热轧产品、高强度钢、耐候钢、抗震钢等类型。美国钢结构用钢的标准主要由ASTM制定,在标准配套应用方面注重“设计-材料-施工”全流程整合,例如,美国材料与试验协会和美国钢结构学会联合发布的ANSI/AISC 360-10《钢结构建筑设计规范》,该规范推荐的结构用钢主要引自ASTM发布的材料标准,涉及热轧型材、结构钢管、热浸锌导管、钢板、棒材、薄钢板等类别。欧洲钢结构用钢的标准体系由欧洲标准化委员会(CEN)归口管理,覆盖材料性能、设计规范、生产工艺及市场准入认证等全流程,以EN10025系列标准为主,涵盖了多种用途的结构钢材,例如,EN10025-2标准适用于热轧非合金结构钢,其强度等级包括S235、S275、S355等级,适用于建筑结构、桥梁、机械制造等领域。而EN10025-3标准则适用于热轧焊接结构钢,其应用范围包括了海洋工程、船舶制造等领域。此外,EN10025标准还涵盖了热轧细粒焊接结构钢、热轧耐候钢等不同类型的结构钢材。国外钢结构用钢标准以区域化和国际化并存为特点,通过设计规范、认证体系和工艺要求形成闭环体系。


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三、钢结构用钢标准存在问题

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根据我国钢结构行业、钢铁行业发展现状,对比欧美发达国家的标准化工作经验,我国钢结构用钢标准在以下方面存在较大的提升空间。

一是标准适用性不足,存在一定的供需脱节。如热轧型钢常用型号规格少、级差大(如H型钢截面单一),难以满足民用建筑空间灵活性需求,导致设计被迫采用板材焊接,增加成本与碳排放,目前我国热轧型钢占钢结构用钢的15%~19%,与发达国家40%~50%的占比存在较大差距。

二是高性能钢材推广滞后,材料应用结构失衡。目前,我国钢结构用钢Q235、Q355等传统钢材占比超过70%,而高强钢(Q460以上)、耐火钢、耐候钢等高附加值品种应用率较低,钢结构用钢铁材料标准在工程规范中的应用不足,对高端钢材产品的推广应用支撑不够。

三是部分特殊钢结构用钢材标准存在缺失。钢结构设计和建造设计规格种类繁多,钢结构用钢标准对特殊规格、特殊工艺等小品种产品的覆盖不够,标准的精细化程度不足,如热轧薄壁H型钢、冷弯斜卷边Z型钢等高附加值材料缺乏统一标准,导致市场供应不稳定,生产无标可依,钢结构设计时被迫采用其他替代方案。

四是标准化工作的上下游协同较弱。根据我国传统的标准化工作模式,钢铁企业按照产品标准生产的钢材与建筑设计、施工验收标准分属不同领域,缺乏统一指导,导致产品性能与钢结构设计、验收规范的协同不足,甚至出现不匹配的情况,部分高强钢或特种钢材在钢结构工程设计中难以应用普及。


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四、钢结构用钢标准工作建议

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在国家标准化工作改革和钢铁行业迈向高质量发展的背景下,要更好地发挥标准化的作用,优化钢结构用钢标准的供给,支撑和引领钢铁行业和钢结构行业的发展。

一是强化高性能钢结构用钢标准供给。以标准为切入点,加速高强钢、耐候钢、耐火钢、不锈钢等特种钢材标准的制定,构建钢结构用钢标准体系,填补钢结构用钢标准空白,以标准带动钢结构用钢的应用和推广。

二是支撑促进钢结构用钢强度等级提升。针对我国普通强度等级钢材(Q235、Q355)应用占比过高的结构失衡问题,建议进一步完善高强度结构钢在钢结构应用中的标准配套,通过标准宣贯实施,突破一批工程实际应用,推动钢结构用钢的强度等级提升。

三是提升标准的先进性、针对性、适用性。聚焦新材料、新场景、新技术,结合团体标准特点及优势,鼓励龙头企业联合制定高附加值品种结构钢等新型团体标准,填补国家标准空白、满足专用细分、特殊产品等小品种钢材的标准需求,支撑高端创新产品的产业化应用。

四是推进热轧型钢结构标准化、产品装配化施工技术研究与示范。通过统计、对比、协调目前钢结构设计中常用的非轧制钢构件截面、现有型钢产品标准截面规格、钢厂型钢轧制生产能力,提炼建立规模适中的型钢构件标准库,主要包括梁、柱、斜撑等,并提供不同构件间相互连接的节点标准图集。

五是强化钢铁与建筑行业的产业协同。加强钢铁标准与钢结构建筑规范的紧密衔接,联合上下游行业共同开展标准制定,推动产业链标准规范的统一,以设计需求推动钢结构用钢的设计开发及生产,使产品适应市场需求,减少资源浪费。加强工程规范对高性能钢材标准的直接引用,构建“材料-设计-施工”全链条标准协同体系。