鋼結構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(cháng)及可循環(huán)再利用等諸多優(yōu)點(diǎn)。我國鋼產(chǎn)量自1997年以來(lái)已連續23年位列世界第一，但我國鋼結構建筑占比卻只有6%左右，與主要發(fā)達國家相比仍有較大差距。2016年，國務(wù)院陸續出臺了《關(guān)于進(jìn)一步加強城市規劃建設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意見(jiàn)》等系列文件，提出了大力發(fā)展鋼結構建筑的建議，希望力爭用10年左右的時(shí)間，使裝配式建筑占新建建筑的比例達到30%。但鋼結構建筑在推廣應用中也面臨著(zhù)其自身局限性，普通鋼結構的抗腐蝕性和抗火能力差成為主要制約因素，因此，一般建筑鋼結構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(zhù)增加鋼結構加工企業(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(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合型建筑結構鋼成為當務(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)計劃《建筑結構用抗震耐蝕耐火鋼》項目啟動(dòng)，首鋼集團作為課題《460MPa級抗震耐蝕耐火鋼板與型鋼的穩定化生產(chǎn)及應用研究》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)團隊，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。

　　當時(shí)，國內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(zhù)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(shí)現了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(zhù)火狀態(tài)下，與耐火耐候鋼連接的配套螺栓節點(diǎn)原有承載方式將發(fā)生失效和構造轉變，因此需要結合設計規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(méi)有產(chǎn)品、標準及規范可供借鑒的情況下，研發(fā)團隊自主設計成分，在滿(mǎn)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(shí)，還通過(guò)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(wèn)題，使其延遲斷裂強度提高30%以上，滿(mǎn)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(mǎn)足抗震性、耐火性、耐候性和高強韌性的多性能耦合，然而，實(shí)踐發(fā)現，常見(jiàn)的耐候元素對焊接工藝敏感，會(huì )使焊接工藝窗口變小，甚至會(huì )損傷沖擊韌性。研發(fā)團隊經(jīng)過(guò)多輪技術(shù)試驗攻關(guān)，通過(guò)更改成分、調整配比關(guān)系，成功實(shí)現配套焊材開(kāi)發(fā)，滿(mǎn)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(kāi)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(chǎng)房、減防火涂料示范應用于2022北京冬奧會(huì )滑雪大跳臺裁判塔、南通國際會(huì )展中心等大型鋼結構項目?；谠擁椉夹g(shù)，首鋼牽頭編制的《耐火耐候結構鋼》國家標準獲得專(zhuān)家組的一致審定通過(guò)，綜合技術(shù)水平達到國際先進(jìn)水平，為我國耐火耐候結構鋼及其應用提供了有力的技術(shù)支撐。

　　耐火耐候鋼結構的裸裝使用，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，在鋼結構住宅、立體車(chē)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(kāi)發(fā)與應用，契合了我國建筑結構用鋼的重要發(fā)展方向，為高效綠色發(fā)展提供了首鋼方案。