一級建筑師考試建筑結構輔導講義：鋼結構3

(三)鋼材的種類、選擇和規(guī)格

    1．鋼材的種類

    《鋼結構規(guī)范》推薦的承重結構用鋼材有普通碳素結構鋼(簡稱碳素鋼)和普通低合金結構鋼(簡稱低合金鋼)兩種。

    (1)碳素鋼

    我國生產(chǎn)的專用于結構的碳素鋼Q235(Q是屈服點的漢語拼音首位字母，數(shù)值表示鋼材的屈服點，單位N／mm²)。鋼結構用鋼材主要是Q235，其含碳量和強度、塑性、加工性能等均適中。碳素鋼牌號的全部表示是QX X X后附加質量等級和脫氧方法符號，如Q235一AF、Q235一C等。Q235鋼共分為A、B、C、D四個質量等級(A級最差，D級最好)。A、B級鋼按脫氧方法分為沸騰鋼(符號F)、半鎮(zhèn)靜鋼(符號b)或鎮(zhèn)靜鋼(符號Z)，C級為鎮(zhèn)靜鋼，D級為特殊鎮(zhèn)靜鋼(符號TZ)；Z和TZ在牌號中省略不寫。

    (2)低合金鋼

    低合金鋼是在冶煉碳素鋼時加一種或幾種適量合金元素，以提高鋼材強度、沖擊韌性等而又不太降低其塑性。低合金鋼的牌號表示方法是：自左向右依次列出其平均含碳量的萬分數(shù)，合金元素的名稱(或符號)及含量的百分數(shù)，當合金元素平均含量小于1．5％時不注明其含量，達到或超過1．5％用整數(shù)注明其含量。鋼結構常用的低合金鋼有：16Mn(平均含碳量萬分十六，合金元素錳，合金元素平均含量小于1．5％)，16Mnq(q――橋梁用鋼)和15MnV(15錳釩)、15MnVq。

    在受力大的承重鋼結構中采用低合金鋼，可較Q235鋼節(jié)約鋼材15％―25％。

    2．鋼材的選擇

    選擇鋼材的目的是要在保證結構安全可靠的基礎上，經(jīng)濟合理地使用鋼材。通常要考慮：

    (1)選擇鋼材的依據(jù)

    1)結構或構件的重要性；

    2)荷載性質    (靜力荷載或動力荷載)；

    3)連接方法    (焊接、鉚釘或螺栓連接)：

    4)工作條件    (溫度及腐蝕介質)。

    (2)建筑鋼結構的選材要求

    1)承重結構用鋼材宜采用Q235鋼、Q345鋼、Q390鋼和Q420鋼，其質量應符合現(xiàn)行標準的規(guī)定。

    2)下列情況的承重結構和構件不應采用Q235沸騰鋼：

    a．焊接結構。直接承受動力荷載或振動荷載，且需要驗算疲勞的結構；工作溫度低于―20℃時的直接承受動力荷載或振動荷載、但可不驗算疲勞的結構，以及承受靜力荷載

的受彎及受拉的重要承重結構；工作溫度等于或低于―30℃的所有承重結構。

    b．非焊接結構。工作溫度等于或低于―20℃的直接承受動力荷載、且需要驗算疲勞的結構。

    (3)承重結構采用的鋼材應具有抗拉強度、伸長率、屈服強度和硫、磷含量的合格保證，對焊接結構尚應具有碳含量的合格保證。

    焊接承重結構以及重要的非焊接承重結構采用的鋼材還應具有冷彎試驗的合格保證。

    對于需要驗算疲勞的焊接結構的鋼材，應具有常溫沖擊韌性的合格保證。當結構工作溫度不高于0℃但高于―20℃時，Q235鋼和Q345鋼應具有0℃沖擊韌性的合格保證；對Q390鋼和Q420鋼應具有―20~c沖擊韌性的合格保證。當結構工作溫度不高于―20℃時，對Q235鋼和Q345鋼應具有―20℃沖擊韌性的合格保證；對Q390鋼和Q420鋼應具有―40℃沖擊韌性的合格保證。

    對于需要驗算疲勞的非焊接結構的鋼材亦應具有常溫沖擊韌性的合格保證。當結構工作溫度不高于―20℃時，對Q235鋼和Q345鋼應具有0℃沖擊韌性的合格保證；對Q390鋼和Q420鋼應具有―20℃沖擊韌性的合格保證。

    吊車起重量不小于50t的中級工作制吊車梁，對鋼材沖擊韌性的要求應與需要驗算疲勞的構件相同。

    3．鋼材的規(guī)格

    鋼結構所用鋼材主要有熱軋成型的鋼板和型鋼以及冷彎成型的薄壁型鋼。

    (1)鋼板

    鋼板分厚鋼板、薄鋼板和扁鋼。其規(guī)格為：

    厚鋼板：厚度4.5―60mm，寬度600～3000mm，長度4―12m；

    薄鋼板：厚度0.35-4mm，寬度500-1500mm，長度0.5～4m；

    扁鋼：厚度4-60mm，寬度12～200mm，長度3-9m。

    鋼板通常用“一”后面加“寬度X厚度X長度”表示。如一600X 10X12000表示為600mm寬、lOmm厚、12m長的鋼板。

    (2)型鋼

    型鋼可以直接用作構件，以減少加工制造工作量，在設計中應優(yōu)先選用。常用的型鋼有：角鋼、槽鋼、工字鋼和鋼管(圖11-83)。