一级建筑师考试建筑结构辅导讲义：钢结构3

(三)钢材的种类、选择和规格

    1．钢材的种类

    《钢结构规范》推荐的承重结构用钢材有普通碳素结构钢(简称碳素钢)和普通低合金结构钢(简称低合金钢)两种。

    (1)碳素钢

    我国生产的专用于结构的碳素钢Q235(Q是屈服点的汉语拼音首位字母，数值表示钢材的屈服点，单位N／mm²)。钢结构用钢材主要是Q235，其含碳量和强度、塑性、加工性能等均适中。碳素钢牌号的全部表示是QX X X后附加质量等级和脱氧方法符号，如Q235一AF、Q235一C等。Q235钢共分为A、B、C、D四个质量等级(A级最差，D级最好)。A、B级钢按脱氧方法分为沸腾钢(符号F)、半镇静钢(符号b)或镇静钢(符号Z)，C级为镇静钢，D级为特殊镇静钢(符号TZ)；Z和TZ在牌号中省略不写。

    (2)低合金钢

    低合金钢是在冶炼碳素钢时加一种或几种适量合金元素，以提高钢材强度、冲击韧性等而又不太降低其塑性。低合金钢的牌号表示方法是：自左向右依次列出其平均含碳量的万分数，合金元素的名称(或符号)及含量的百分数，当合金元素平均含量小于1．5％时不注明其含量，达到或超过1．5％用整数注明其含量。钢结构常用的低合金钢有：16Mn(平均含碳量万分十六，合金元素锰，合金元素平均含量小于1．5％)，16Mnq(q――桥梁用钢)和15MnV(15锰钒)、15MnVq。

    在受力大的承重钢结构中采用低合金钢，可较Q235钢节约钢材15％―25％。

    2．钢材的选择

    选择钢材的目的是要在保证结构安全可靠的基础上，经济合理地使用钢材。通常要考虑：

    (1)选择钢材的依据

    1)结构或构件的重要性；

    2)荷载性质    (静力荷载或动力荷载)；

    3)连接方法    (焊接、铆钉或螺栓连接)：

    4)工作条件    (温度及腐蚀介质)。

    (2)建筑钢结构的选材要求

    1)承重结构用钢材宜采用Q235钢、Q345钢、Q390钢和Q420钢，其质量应符合现行标准的规定。

    2)下列情况的承重结构和构件不应采用Q235沸腾钢：

    a．焊接结构。直接承受动力荷载或振动荷载，且需要验算疲劳的结构；工作温度低于―20℃时的直接承受动力荷载或振动荷载、但可不验算疲劳的结构，以及承受静力荷载

的受弯及受拉的重要承重结构；工作温度等于或低于―30℃的所有承重结构。

    b．非焊接结构。工作温度等于或低于―20℃的直接承受动力荷载、且需要验算疲劳的结构。

    (3)承重结构采用的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度和硫、磷含量的合格保证，对焊接结构尚应具有碳含量的合格保证。

    焊接承重结构以及重要的非焊接承重结构采用的钢材还应具有冷弯试验的合格保证。

    对于需要验算疲劳的焊接结构的钢材，应具有常温冲击韧性的合格保证。当结构工作温度不高于0℃但高于―20℃时，Q235钢和Q345钢应具有0℃冲击韧性的合格保证；对Q390钢和Q420钢应具有―20~c冲击韧性的合格保证。当结构工作温度不高于―20℃时，对Q235钢和Q345钢应具有―20℃冲击韧性的合格保证；对Q390钢和Q420钢应具有―40℃冲击韧性的合格保证。

    对于需要验算疲劳的非焊接结构的钢材亦应具有常温冲击韧性的合格保证。当结构工作温度不高于―20℃时，对Q235钢和Q345钢应具有0℃冲击韧性的合格保证；对Q390钢和Q420钢应具有―20℃冲击韧性的合格保证。

    吊车起重量不小于50t的中级工作制吊车梁，对钢材冲击韧性的要求应与需要验算疲劳的构件相同。

    3．钢材的规格

    钢结构所用钢材主要有热轧成型的钢板和型钢以及冷弯成型的薄壁型钢。

    (1)钢板

    钢板分厚钢板、薄钢板和扁钢。其规格为：

    厚钢板：厚度4.5―60mm，宽度600～3000mm，长度4―12m；

    薄钢板：厚度0.35-4mm，宽度500-1500mm，长度0.5～4m；

    扁钢：厚度4-60mm，宽度12～200mm，长度3-9m。

    钢板通常用“一”后面加“宽度X厚度X长度”表示。如一600X 10X12000表示为600mm宽、lOmm厚、12m长的钢板。

    (2)型钢

    型钢可以直接用作构件，以减少加工制造工作量，在设计中应优先选用。常用的型钢有：角钢、槽钢、工字钢和钢管(图11-83)。

 角钢，有等肢的和不等肢的两种。等肢角钢以肢宽和厚度表示，如L100X10为肢宽l00mm，厚l0mm的等肢角钢。不等肢角钢则以两肢宽度和厚度表示，如L100X 80X 8为长肢宽l00mm、短肢宽80mm，厚度为8mm的角钢。角钢长度一般为8―19m。

    槽钢，用号数表示，号数即为其高度的厘米数。号数20以上还附以字母a或b或c以区别腹板厚度，如[32a即高度为320mm、腹板为较薄的槽钢。槽钢有普通槽钢和轻型槽钢两种。槽钢长度一般为5-19m。

    工字钢和槽钢一样用号数表示，20号以上也附以区别腹板厚度的字母。用工40c即高为400mm、腹板为较厚的工字钢。常用的工字钢有普通工字钢和轻型工字钢两种。工字钢长度一般为5-19m。

    钢管用Ф后面加“外径X厚度”表示，如：Ф102X 5即外径102mm，壁厚5mm的钢管。钢管有无缝钢管和焊接钢管两种。钢管长度一般为3―10m。

    (3)薄壁型钢

    薄壁型钢是用1.5―5mm厚的薄板经模压或弯曲成型。我国目前生产的薄壁型钢的截面形式如图11－84所示。

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