王元清，周 晖，胡宗文，石永久，陈 宏

(清华大学a.土木工程系 土木工程安全与耐久教育部重点实验室；b.建筑设计研究院，北京100084)

近年来，厚板钢材在高层建筑和大跨度结构中得到了广泛的应用[1]。例如，国家体育场“鸟巢”采用了厚110mm 的 Q460E－Z35厚板[2]；央视新台址大楼钢结构工程中大量选用Q390、Q420钢材，厚度范围在80～130mm[3]。由于对厚板钢材的力学性能和焊接性能等缺乏足够的认识，钢结构厚板工程在焊接施工和使用过程中，出现了各种裂纹事故。如天津国贸中心工程的箱形柱在车间焊接完工后即出现了严重的层状撕裂现象，造成3 000多t厚板钢材的浪费；重庆某高层钢结构酒店工程和上海某枢纽大厦工程也出现了类似的裂纹事故[4]。钢板的冶炼、轧制工艺使厚板的Z向性能与轧制平面内的性能存在着较大差异，轧制后钢材内部的非金属夹杂物被压成薄片状而使厚板出现分层现象，使厚板的Z向受拉性能劣化[4]。随着构件板厚的增大，构件中缺陷处的应力应变状态由平面应力向平面应变转变，发生脆性断裂的倾向增加[5]。低温下焊接施工或低温下服役均容易引发钢结构的脆性断裂[6－7]，尤其是厚板焊接工程。

中国学者[8]曾对常温下A3和16Mn厚板钢材的材性参数进行过分析研究，补充了《钢结构设计规范》(GBJ17－88)中厚板的强度设计值。然而，有关厚板钢材的低温力学性能的试验数据较为缺乏，厚度方向性能的研究则更少。中国冬季覆盖的范围很广且部分地区长期处于低温下，开展厚板钢材低温下的力学性能试验研究，对于防止钢结构厚板工程的低温冷脆具有重要的意义。……