鋼結(jié)構(gòu)建筑具有抗震能力強、建設周期短、設計形態(tài)豐富、空間布局靈活、服役壽命長及可循環(huán)再利用等諸多優(yōu)點。我國鋼產(chǎn)量自1997年以來已連續(xù)23年位列世界第一，但我國鋼結(jié)構(gòu)建筑占比卻只有6%左右，與主要發(fā)達國家相比仍有較大差距。2016年，國務院陸續(xù)出臺了《關(guān)于進一步加強城市規(guī)劃建設管理工作的若干意見》和《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導意見》等系列文件，提出了大力發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)建筑的建議，希望力爭用10年左右的時間，使裝配式建筑占新建建筑的比例達到30%。但鋼結(jié)構(gòu)建筑在推廣應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噴丸除銹、噴涂防腐底漆和中間漆、噴防火涂料三道工序來達到防腐蝕和防火

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

　　為解決上述問題，開發(fā)具有抗震、耐火、耐候等多重性能耦合的新一代功能復合型建筑結(jié)構(gòu)鋼成為當務之急。2017年，由鋼鐵研究總院和北京科技大學牽頭的科技部重點研發(fā)計劃《建筑結(jié)構(gòu)用抗震耐蝕耐火鋼》項目啟動，首鋼集團作為課題《460MPa級抗震耐蝕耐火鋼板與型鋼的穩(wěn)定化生產(chǎn)及應用研究》的牽頭單位，聯(lián)合南陽漢冶特鋼有限公司、馬鞍山鋼鐵股份有限公司等組成攻關(guān)團隊，開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。

　　當時，國內(nèi)已示范應用的耐火耐候鋼最高強度僅為390MPa級，460MPa級建筑用耐火耐候鋼的關(guān)鍵制造技術(shù)尚屬空白。研發(fā)團隊從成分設計、煉鋼工藝、軋制與熱處理等全工序著手開展技術(shù)攻關(guān)，重點進行了低成本合金成分優(yōu)化設計、夾雜物選擇控制及改性處理的冶煉技術(shù)、精準化軋制與冷卻等技術(shù)攻關(guān)，創(chuàng)新性地運用復合強化機制，綜合實現(xiàn)了460MPa級建筑用耐火耐候鋼在耐火耐候性、高強韌、低屈強比等方面的多重性能耦合，試制鋼板厚度達到150毫米，熱軋H型鋼厚度達到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)合設計規(guī)范形成高溫條件下配套板材強度與螺栓耐火性能的匹配方法。在沒有產(chǎn)品、標準及規(guī)范可供借鑒的情況下，研發(fā)團隊自主設計成分，在滿足多項自身性能的基礎上，解決了與460MPa級板材耐火性能匹配、耐候性能及自腐蝕匹配，成功形成配套，同時，還通過技術(shù)手段解決了高強螺栓在苛刻氫環(huán)境下的延遲斷裂問題，使其延遲斷裂強度提高30%以上，滿足項目技術(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、耐候性和高強韌性的多性能耦合，然而，實踐發(fā)現(xiàn)，常見的耐候元素對焊接工藝敏感，會使焊接工藝窗口變小，甚至會損傷沖擊韌性。研發(fā)團隊經(jīng)過多輪技術(shù)試驗攻關(guān)，通過更改成分、調(diào)整配比關(guān)系，成功實現(xiàn)配套焊材開發(fā)，滿足了工程應用中對焊接接頭的綜合性能要求，填補了460MPa級耐火耐候鋼配套焊材的產(chǎn)品空白。首鋼開發(fā)的345MPa、460MPa和550MPa級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用于首鋼京唐二期脫酸蒸氨廠房、減防火涂料示范應用于2022北京冬奧會滑雪大跳臺裁判塔、南通國際會展中心等大型鋼結(jié)構(gòu)項目?；谠擁椉夹g(shù)，首鋼牽頭編制的《耐火耐候結(jié)構(gòu)鋼》國家標準獲得專家組的一致審定通過，綜合技術(shù)水平達到國際先進水平，為我國耐火耐候結(jié)構(gòu)鋼及其應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、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)的開發(fā)與應用，契合了我國建筑結(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。