鋼結構技術論文
中國建筑金屬結構協會
建筑鋼結構分會主辦
摘要：在鋼結構施工中，材料的選擇使用是一項極為關鍵重要的工作。但是，我們發現，在鋼板厚度允許偏差上，由于國家標準的不統一、不具體、不明確、不銜接，使得在監理及施工單位的理解執行中，由于不同的選擇誤差很大，可以選擇的選項多，因此，無法做出唯一性選擇，也就無法判定那個選擇是正確的。
鋼板的厚度尺寸是影響承載力的主要因素，如果板厚尺寸偏差不明確，不是造成安全隱患，就是造成不必要的浪費。因此，明確和理順各標準之間的關系，確定標準的具體執行指標，對于提高材料利用率，確保結構安全具有重要意義。
關鍵詞：鋼板厚度 允許偏差
1、造成鋼板厚度偏差尺寸無法具體界定的原因分析
在鋼結構質量驗收、設計、原材產品等國家標準中，《鋼結構工程施工質量驗收規范》GB50205—2001，《鋼結構設計規范》GB50017—2003，以及《熱軋鋼板和帶鋼的尺寸、外形、重量及允許偏差》GB/T709—2006等三個國家標準是執行判定鋼板厚度允許偏差的主要國家標準。
1．1上述三個標準的有關內容
（1）《鋼結構工程施工質量驗收規范》GB50205—2001的相關要求
在規范中第6頁第4部分原材料及成品進場中4.2關于鋼材的規定如下：
Ⅰ 主控項目4.2.1規定，“鋼材、鑄鋼件的品種、規格、性能等應符合國家產品標準和設計要求”。
在這里關于規格要求一是符合國家產品標準，二是符合設計要求。
Ⅱ 一般項目4.2.3規定，“鋼板厚度及允許偏差應符合其產品標準的要求”。
在這里關于鋼板厚度及允許偏差要求符合產品標準的要求。
（2）《鋼結構設計規范》GB50017—2003的相關要求
在規范中第14頁3.3關于材料選用規定如下：
在規范中“3.3.1 為保證承重結構的承載能力和防止在一定條件下出現脆性破壞，應根據結構的重要性、荷載特性、結構形式、應力狀態、連接方法、鋼材厚度和工作環境等因素綜合考慮，選用合適的鋼材牌號和材性。”
“承重結構的鋼材宜采用Q235鋼、Q345鋼、Q390鋼和Q420鋼，其質量應分別符合現行國家標準《碳素結構鋼》GB/T700和《低合金高強度結構鋼》GB/T1591的規定。當采用其它牌號的鋼材時，尚應符合相應有關標準的規定和要求。”
其中，鋼結構設計規范涉及的國家標準《碳素結構鋼》GB/T700第4款中和《低合金高強度結構鋼》GB/T1591第5款中關于尺寸、外形、重量及允許偏差規定分別為：
“鋼板、帶鋼、型鋼和鋼棒的尺寸、外形、重量及允許偏差應分別符合相應標準的規定。”和“尺寸、外形、重量及允許偏差應分別符合相應標準的規定。”
在設計規范中，關于尺寸、外形、重量及允許偏差同樣要求分別應符合相應標準的規定。其最終指向仍為產品標準《熱軋鋼板和帶鋼的尺寸、外形、重量及允許偏差》GB/T709—2006
（3）《熱軋鋼板和帶鋼的尺寸、外形、重量及允許偏差》GB/T709—2006的相關要求
關于板厚允偏差的有關規定如下：
在規范中4.2 按厚度偏差種類分為
N類偏差：正偏差和負偏差相等；
A類偏差：按公稱厚度規定負偏差；
B類偏差：固定負偏差為0.3mm；
C類偏差：固定負偏差為零，按公稱厚度規定正偏差。
在規范中5.2 鋼板和帶鋼推薦的公稱尺寸
在規范 5.2.1單扎鋼板的公稱厚度在3-30 mm范圍內的鋼板按0.5 mm倍數的任何尺寸；厚度在30-400 mm范圍內的鋼板按1 mm倍數的任何尺寸。
在規范中5.2.3帶鋼（包括連軋鋼板）的公稱厚度在0.8-25.4mm范圍內，按0.1mm倍數的任何尺寸。
在規范中5.2.6 根據需方要求，經供需雙方協議，可以供應推薦公稱尺寸
以外的其它尺寸的鋼板和鋼帶。
從上述條文可以看出，在產品標準中，其公稱尺寸分別為0.1mm、0.5 mm和1 mm的倍數等三個級別，而設計規范的公稱尺寸只是按1 mm倍數計算標注的。
在規范中 6.1厚度允許偏差
在規范中6.1.1單扎鋼板厚度允許偏差應符合表1（N類）的規定。
規范6.1.3帶鋼（包括連軋鋼板）的厚度偏差應符合表5的規定。
1．2標準之間的差距
從上述三個國家規范標準中不難看出，《鋼結構工程施工質量驗收規范》GB50205—2001和《鋼結構設計規范》GB50017—2003關于厚度尺寸的標準最終均指向為《熱軋鋼板和帶鋼的尺寸、外形、重量及允許偏差》GB/T709—2006這個標準。但《熱軋鋼板和帶鋼的尺寸、外形、重量及允許偏差》GB/T709—2006作為鋼材產品標準，其厚度允許偏差并非單一指向一個特定情況，而其它標準要求采用該標準時，由于要求不具體、不明確，使得執行起來偏差很大。
（1）首先，鋼材標準按種類和精度分為不同的六種情況，而驗收和設計規范并未具體指明執行哪種情況。
（2）設計規范中的公稱尺寸是以毫米為單位標注的，而鋼材標準的公稱尺寸包括0.1和0.5毫米倍數。公稱尺寸相差巨大，材料使用、驗收及資料填寫，無法確認應采用那個尺寸。
（3）從鋼材標準表1中可以看出，板寬不同，則厚度允許的偏差不同，但在組成構件的零件中，由于采用不同板寬的原材下料，生產出的零件厚度偏差就不同，因此，同樣的公稱厚度板材，采用不同板寬生產的零件將產生近一倍的厚度偏差誤差。
（4）由于設計規范并未明確其設計計算允許的厚度偏差是按什么確定的，偏差多少為合理或安全值，因此，在引用鋼材標準時也無法準確套用那種種類或精度。
（5）由于單扎和連軋、中厚板和厚板的公稱尺寸分別是以0.1，0.5，1.0毫米為單位的，如何采用就沒有了唯一性，使得引用標準者茫然。
1．3標準不確定造成的誤區及后果
由于執行標準的具體內容不確定，從而使得采用具體材料不一致，導致不是浪費就是安全隱患，具體舉例如下：
（1）相對于某一個構件中的一個設計8毫米厚的零件A，如果同樣按照公稱尺寸為厚度8毫米的標準，分別采購單扎鋼板寬度4000毫米（表1）和帶鋼（包括連軋鋼板）寬度1200毫米（表5）的兩塊鋼板原材下料制造零件。從表中可以看出，由于單扎版N類厚度允許偏差為±0.9，而連扎版厚度允許偏差為±0.32，二者相差0.58，前者為后者的2.8倍多。差距部分占板厚的7.25?。也就是說，偏差值相同，但材料相差7.25?，這已經相當于企業的生產利潤。
（2）按設計要求，某一構件中的零件B，其板厚公稱尺寸為25毫米。如果設計按照表1（N類）允許偏差的標準計算零件B是安全的，我們可以查出，在采購4000板寬的情況下，其實測厚度為25±1.2均屬安全，也就是說厚度只要不低于23.8毫米就符合設計要求。那么我們再看能滿足這一要求的帶鋼（包括連軋鋼板）是什么規格。由于帶鋼和連軋鋼板是以0.1毫米為公稱單位出廠的，從表5可以看出，采購一批厚度23.4±0.40最低仍不小于23.8毫米的鋼板就可滿足設計要求。不難看出，采購23.4毫米的鋼板比25毫米的鋼板從經濟上好很多，但1.6毫米的偏差是否影響結構安全就不得而知。如果不影響安全相對于這么大的材料節約，是否可以采用也沒有確切說明。
（3）同樣是單扎鋼板，同樣是厚度公稱尺寸8mm，如果采用1500mm以下的鋼板其厚度偏差最大為±0.55mm，而采用4000mm-4800mm板寬的鋼板，則厚度允許偏差可達±0.90mm，相差0.45mm，接近絕對允許偏差差了一倍。超出的偏差值也占原材本身的5.635%，如果以科學的、負責任的態度衡量，這么大的誤差會造成巨大的浪費。
（4）在實際工程應用中，部分企業及供貨商正是利用了這一缺陷，張冠李戴，拿著25毫米的材質單，供應著23.4毫米的鋼板。
2、對于上述問題的解決方案
鋼板的厚度尺寸是影響承載力的主要因素，關乎材料的浪費節約及結構的安全，對于上述存在的問題，解決的具體方案如下：
2．1鋼材厚度允許偏差應列入各標準規范的主控項目和強制性條文。
2．2設計規范應明確，以鋼材產品關于尺寸偏差的規范《熱軋鋼板和帶鋼的尺寸、外形、重量及允許偏差》GB/T709為依據，在設計公稱尺寸條件下：
（1）按照N類允許偏差的表1中1500-2500mm板寬計算允許偏差值，并規定偏差最大尺寸按照板寬1500-2500mm規定的偏差值執行。（避免板寬不同產生的厚度偏差）
（2）以設計公稱尺寸為依據，明確可采用板厚允許偏差的最大值（絕對值或百分比均可）。
（3）明確允許使用連軋鋼板或帶鋼時，采用的鋼板只要實際厚度不低于允許偏差最大值即可。（避免了公稱尺寸的不同而產生的誤差）
2．3驗收規范應以材料及上述設計規范規定為依據，以理論尺寸為準繩，重點驗收實際尺寸是否滿足厚度偏差最大值的要求。（確保鋼板實際厚度滿足）
2．4驗收規范亦應明確材料尺寸驗收應以《熱軋鋼板和帶鋼的尺寸、外形、重量及允許偏差》GB/T709為依據。（應有具體的國家產品標準文號）
2．5資料管理規程應設置設計公稱尺寸，設計允許偏差，材料公稱厚度和材料實際測量厚度等內容。（既保證實際厚度尺寸滿足，又可以使用不同公稱尺寸的鋼板以免浪費）
2．6對使用單扎或連軋及帶鋼的不同軋制鋼板做出明確要求。
2．7在規范未明確之前，考慮到設計應以最大允許偏差計算安全貯備，則可以允許用連軋或帶鋼的同類鋼板代替單扎鋼板，只要實際厚度負偏差不大于單扎鋼板最大值即可。（以節約用鋼）
3、 結 語
規范是指導施工的強制性、法規性、綱領性、可操作性的指導文件，明確和統一規范的標準，確保國家規范標準之間的有效銜接，合理采用最佳的板材，是效益和安全的必然要求。我們將持續關注類似問題，以確保規范的權威性，可行性，合理性和可操作性。
作者簡介：陳會榮 中國新興鋼結構公司
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