鋼結(jié)構(gòu)建筑具有抗震能力強(qiáng)、建設(shè)周期短、設(shè)計(jì)形態(tài)豐富、空間布局靈活、服役壽命長(zhǎng)及可循環(huán)再利用等諸多優(yōu)點(diǎn)。我國(guó)鋼產(chǎn)量自1997年以來(lái)已連續(xù)23年位列世界第一，但我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)建筑占比卻只有6%左右，與主要發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有較大差距。2016年，國(guó)務(wù)院陸續(xù)出臺(tái)了《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的若干意見(jiàn)》和《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見(jiàn)》等系列文件，提出了大力發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)建筑的建議，希望力爭(zhēng)用10年左右的時(shí)間，使裝配式建筑占新建建筑的比例達(dá)到30%。但鋼結(jié)構(gòu)建筑在推廣應(yīng)用中也面臨著其自身局限性，普通鋼結(jié)構(gòu)的抗腐蝕性和抗火能力差成為主要制約因素，因此，一般建筑鋼結(jié)構(gòu)在加工完成后需要通過(guò)噴丸除銹、噴涂防腐底漆和中間漆、噴防火涂料三道工序來(lái)達(dá)到防腐蝕和防火

　　性能要求，但噴涂過(guò)程不可避免地將帶來(lái)嚴(yán)重的粉塵和VOC污染，與綠色低碳的新發(fā)展理念相悖，同時(shí)，處理過(guò)程也會(huì)顯著增加鋼結(jié)構(gòu)加工企業(yè)的生產(chǎn)工序及環(huán)保成本，降低加工和建設(shè)效率。

　　為解決上述問(wèn)題，開(kāi)發(fā)具有抗震、耐火、耐候等多重性能耦合的新一代功能復(fù)合型建筑結(jié)構(gòu)鋼成為當(dāng)務(wù)之急。2017年，由鋼鐵研究總院和北京科技大學(xué)牽頭的科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃《建筑結(jié)構(gòu)用抗震耐蝕耐火鋼》項(xiàng)目啟動(dòng)，首鋼集團(tuán)作為課題《460MPa級(jí)抗震耐蝕耐火鋼板與型鋼的穩(wěn)定化生產(chǎn)及應(yīng)用研究》的牽頭單位，聯(lián)合南陽(yáng)漢冶特鋼有限公司、馬鞍山鋼鐵股份有限公司等組成攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，開(kāi)展高性能抗震耐火耐候鋼及配套連接技術(shù)的研發(fā)工作。

　　當(dāng)時(shí)，國(guó)內(nèi)已示范應(yīng)用的耐火耐候鋼最高強(qiáng)度僅為390MPa級(jí)，460MPa級(jí)建筑用耐火耐候鋼的關(guān)鍵制造技術(shù)尚屬空白。研發(fā)團(tuán)隊(duì)從成分設(shè)計(jì)、煉鋼工藝、軋制與熱處理等全工序著手開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)，重點(diǎn)進(jìn)行了低成本合金成分優(yōu)化設(shè)計(jì)、夾雜物選擇控制及改性處理的冶煉技術(shù)、精準(zhǔn)化軋制與冷卻等技術(shù)攻關(guān)，創(chuàng)新性地運(yùn)用復(fù)合強(qiáng)化機(jī)制，綜合實(shí)現(xiàn)了460MPa級(jí)建筑用耐火耐候鋼在耐火耐候性、高強(qiáng)韌、低屈強(qiáng)比等方面的多重性能耦合，試制鋼板厚度達(dá)到150毫米，熱軋H型鋼厚度達(dá)到100毫米。

　　在著火狀態(tài)下，與耐火耐候鋼連接的配套螺栓節(jié)點(diǎn)原有承載方式將發(fā)生失效和構(gòu)造轉(zhuǎn)變，因此需要結(jié)合設(shè)計(jì)規(guī)范形成高溫條件下配套板材強(qiáng)度與螺栓耐火性能的匹配方法。在沒(méi)有產(chǎn)品、標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范可供借鑒的情況下，研發(fā)團(tuán)隊(duì)自主設(shè)計(jì)成分，在滿足多項(xiàng)自身性能的基礎(chǔ)上，解決了與460MPa級(jí)板材耐火性能匹配、耐候性能及自腐蝕匹配，成功形成配套，同時(shí)，還通過(guò)技術(shù)手段解決了高強(qiáng)螺栓在苛刻氫環(huán)境下的延遲斷裂問(wèn)題，使其延遲斷裂強(qiáng)度提高30%以上，滿足項(xiàng)目技術(shù)要求。除此之外，鋼材連接的配套焊材也必須同步滿足抗震性、耐火性、耐候性和高強(qiáng)韌性的多性能耦合，然而，實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，常見(jiàn)的耐候元素對(duì)焊接工藝敏感，會(huì)使焊接工藝窗口變小，甚至?xí)p傷沖擊韌性。研發(fā)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)多輪技術(shù)試驗(yàn)攻關(guān)，通過(guò)更改成分、調(diào)整配比關(guān)系，成功實(shí)現(xiàn)配套焊材開(kāi)發(fā)，滿足了工程應(yīng)用中對(duì)焊接接頭的綜合性能要求，填補(bǔ)了460MPa級(jí)耐火耐候鋼配套焊材的產(chǎn)品空白。首鋼開(kāi)發(fā)的345MPa、460MPa和550MPa級(jí)系列高性能抗震耐火耐候鋼及配套連接技術(shù)，成功免防腐免防火示范應(yīng)用于首鋼京唐二期脫酸蒸氨廠房、減防火涂料示范應(yīng)用于2022北京冬奧會(huì)滑雪大跳臺(tái)裁判塔、南通國(guó)際會(huì)展中心等大型鋼結(jié)構(gòu)項(xiàng)目?；谠擁?xiàng)技術(shù)，首鋼牽頭編制的《耐火耐候結(jié)構(gòu)鋼》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)獲得專家組的一致審定通過(guò)，綜合技術(shù)水平達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，為我國(guó)耐火耐候結(jié)構(gòu)鋼及其應(yīng)用提供了有力的技術(shù)支撐。

　　耐火耐候鋼結(jié)構(gòu)的裸裝使用，減免了防腐和防火涂裝步驟，不但更加綠色環(huán)保，還可有效提高防火安全性及使用壽命，在鋼結(jié)構(gòu)住宅、立體車庫(kù)、公共建筑等領(lǐng)域具有巨大的推廣潛力。高性能抗震耐火耐候鋼及其配套連接技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，契合了我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)用鋼的重要發(fā)展方向，為高效綠色發(fā)展提供了首鋼方案。