钢结构常用钢材

• 工程结构的荷载类型、焊接情况及环境温度等条 件对钢材性能有不同的要求，选用钢材时必须满 足。一般情况下，沸腾钢在下述情况下是限制使 用的：（1）在直接承受动荷载的焊接结构。（2） 非焊接结构而计算温度低于或等于—20℃ 时。 （3）受静荷载及间接动荷载作用，而计算温度等 于或低于—30℃ 时的焊接结构。 钢结构中，主要应用的是碳素钢Q235，即用Q235 轧成的各种型材、板材和管材。Q235钢的强度、 韧性和塑性以及可加工性能好，且冶炼方便、成 本较低。由于Q235—D含有足够的形成细粒结构 的元素，同时对硫、磷元素控制较严格，其冲击 韧性好，抵抗振动、冲击荷载能力强，尤其在一 定的负温条件下，较其他牌号更为合理。A级钢 一般仅适用于承受静荷载作用的结构。
• 牌号及其表示方法 国标《低合金高强度结构钢》（GB1591— 94）规定，低合金高强度结构钢以屈服点 等级为主，划分成五个牌号，其表示方法 如下： 屈服点等级—质量等级 屈服点等级：Q295、Q345、Q390、Q420、 Q460 质量等级：E、D、C、B、A
• 性能与应用 由于合金元素的强化作用，使低合金结构钢不但 具有较高的强度，且具有较好的塑性、韧性和可 焊性。Q345钢的综合性能较好，是钢结构的常用 牌号，Q390也是推荐使用的牌号。与碳素结构钢 Q235相比，低合金高强度结构钢Q345的强度和承 载力更高，并具有良好的承受动荷载和耐疲劳性 能，但价格稍高。用低合金高强度结构钢代替碳 素结构钢Q235可节省钢材15%~25%，并减轻结 构的自重。低合金高强度结构钢广泛应用于钢结 构和混凝土结构中，特别是大型结构、重型结构、 大跨度结构、高层建筑、桥梁工程、承受动力荷 载合冲击荷载的结构。
• 4、冷轧带肋钢筋 冷轧带肋钢筋使用低碳钢热轧圆盘条经冷轧或冷 拔减径后，在其表面冷轧成三面有肋的钢筋。国 标《冷轧带肋钢筋》（GB13788—92）规定，冷 轧带肋钢筋代号用LL表示，并按抗拉强度等计划 分为三级：LL550、LL650、LL800，其直径一般 为5、6、7、8、10mm， 冷轧带肋钢筋克服了冷拉、冷拔钢筋握裹力低的 缺点，同时具有和冷拉、冷拔相近的强度，因此 在中、小型预应力混凝土结构构件和普通混凝土 结构构件中得到了越来越广泛的应用
• Q215钢强度低、塑性大、受力产生变形大， 经冷加工后可代替Q235钢使用。 Q275钢虽然强度高，但塑性较差，有时轧 成带肋钢筋用于混凝土中。 低合金高强度结构钢 低合金高强度结构钢是一种在碳素结构钢 的基础上添加总量小于5%合金元素的钢材， 具有强度高、塑性和低温冲击韧性好、耐 腐蚀等特点。
• 二、混凝土结构用钢 目前混凝土结构用钢主要有：热轧钢筋、冷拉热轧钢筋、 冷拔低碳钢丝、冷轧带肋钢筋、热处理钢筋和预应力混凝 土用钢丝及钢绞线。 1、热轧钢筋 混凝土结构用热轧钢筋应有较高的强度，具有一定的塑性、 韧性、冷弯和可焊性。热轧钢筋主要有用Q235轧制的光 圆钢筋和用合金钢轧制的带肋钢筋两类。 热轧钢筋的标准 国标《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》（GB13013—91）和 《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》（GB1499—91）规定， 按强度（屈服强度和抗拉强度）将钢筋分为四级。热轧直 条圆钢筋为Ⅰ级，强度等级代号为R235；热轧带肋钢筋 的级别为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级，其强度等级代号为RL335、 RL400、RL540；
• 其他型钢
钢结构常用钢材
– 工字钢、槽钢、圆钢、角钢等
钢结构常用钢材
• 钢板
– 中厚板：钢板厚度大于等于5.0mm， 但抗腐蚀性好的的镀铝锌钢板应用越 来越广泛。
牌号：Q195—255 产品规格： 6—40x1500—2600x6000—12000mm
– 彩钢板
钢板
钢结构常用钢材
• 钢管 用于网架结构 三角形网架 星形网架
160 140 120 100 80 60 40 20 0 强度 断面面积 总投资 工期 混凝土结构 钢结构
（一）建筑用钢材的应用及发 展
结构： 轻钢结构 空间结构
（4）钢结构常用钢材
• 型钢 • 钢管 • 钢板
• H型钢
钢结构常用钢材
建筑金属材料的应用及发展
• （一）建筑用钢材的应用及发展 钢结构用钢材 砼用钢筋 • （二）建筑用铝及铝合金材料的应用及发展 铝材的工程应用 铝合金材料的工程应用 铝塑板的工程应用
（一）建筑用钢材的应用及发展
• 1、钢结构用钢材类型及发展
（1）钢结构的发展空间 （2）钢结构的优点
HM 250×175 HM 300×200 HM 350×250 HM 400×300 HM 450×300 HM 500×300 HM 600×300 HN系列 HN 250×125、HN 300×150、HN 350×175、HN 400×150 HN 400×200、HN 450×150、HN 450×200、HN 500×150 HN 500×200、HN 600×200、HN 700×300
• 五）热处理钢筋 热处理是指将钢材按一定规则加热、保温和冷却， 以改变其组织，从而获得需要性能的一种工艺过 程。热处理钢筋是钢厂将热轧的带肋钢筋（中碳 低合金钢）经淬火和高温回火调质处理而成的。 其特点是塑性降低不大，但强度提高很多，综合 性能比较理想。表9-12为国标（GB4463—84）规 定的力学指标。 热处理钢筋主要用于预应力混凝土轨枕，代替碳 素钢丝。由于其具有制作方便，质量稳定、锚固 性好、节省钢材等优点，以开始用于预应力混凝 土工程中。
钢结构常用钢材
类型：分为热轧成型及焊接成型两种
• • • • • • • • 宽翼缘(HW系列) 中翼缘(HM系列) 窄翼缘(HN系列) 桩专用型(HP系列) 翼缘宽，侧向刚度大。 结构强度高。 翼缘两表面相互平行，构造方便。 便于机械加工、结构连接和安装
特点：
H型钢
H型钢常用规格
HW系列 HW 200×200 HW 250×250 HW 300×300 HW 350×350 HW 400×400 HM系列
• 4、选用 钢材的选用一方面要根据钢材的质量、性 能及相应的标准；另一方面要根据工程使 用条件对钢材性能的要求。 国标将碳素结构钢分为五个牌号，每个牌 号又分为不同的质量等级。一般来讲，牌 号数值越大，含碳量越高，其强度、硬度 越高，但塑性、韧性越低。硫、磷含量低 的D、C级钢的质量优于B、A级钢。特殊镇 静钢、镇静钢质量优于半镇静钢，更优于 沸腾钢，当然质量好的钢成本也高
• 工程结构的荷载类型、焊接情况及环境温度等条 件对钢材性能有不同的要求，选用钢材时必须满 足。一般情况下，沸腾钢在下述情况下是限制使 用的：（1）在直接承受动荷载的焊接结构。（2） 非焊接结构而计算温度低于或等于—20℃ 时。 （3）受静荷载及间接动荷载作用，而计算温度等 于或低于—30℃ 时的焊接结构。 钢结构中，主要应用的是碳素钢Q235，即用Q235 轧成的各种型材、板材和管材。Q235钢的强度、 韧性和塑性以及可加工性能好，且冶炼方便、成 本较低。由于Q235—D含有足够的形成细粒结构 的元素，同时对硫、磷元素控制较严格，其冲击 韧性好，抵抗振动、冲击荷载能力强，尤其在一 定的负温条件下，较其他牌号更为合理。A级钢 一般仅适用于承受静荷载作用的结构。
三角形网架
星形网架
建筑钢材的标准及选用
• 一、钢结构用钢 目前国内钢结构用钢的品种主要是普通碳素结构钢和低合 金高强度结构钢。 碳素结构钢（非合金钢） 1、牌号及其表示方法 国标《碳素结构钢》（GB700—88）中规定，牌号由代表 屈服点的字母、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法等 四部分按顺序组成。其中以“Q”代表屈服点；屈服点数 值共分195、215、235、255和275MPa五种；质量等级以 硫、磷等杂质含量由多到少，分别为A、B、C、D符号表 示；脱氧方法以F表示沸腾钢、b表示半镇静钢、Z、TZ 表示镇静钢和特殊镇静钢，Z和TZ在钢的牌号中予以省略。 例如：Q235—A· F表示屈服点为235MPa的A级沸腾钢
冷弯型钢常用规格
矩形管 120 x 80、140 x 80、150 x 80、 150 x 100、160 x 80、160 x 100、 180 x 100、200 x 100、200 x120、 220 x 140、200 x 150、250 x150、 350 x 150 方形管 100 x 100、120 x 120、 140 x 140、150 x 150、 160 x 160、180 x 180、 200 x 200、220 x 220、 250 x 250
钢结构常用钢材
• 冷弯C型钢、Z型钢
– 壁薄自重轻，截面性能优良，强度高，与 传统槽钢相比，同等强度可节约材30%。 – C型钢广泛用于钢结构建筑的檩条、墙梁。 Z型钢特别适用于大坡度屋面的檩条。 – C型钢高度为80、100、120、140、160五 种规格，长一般不超过12米。
C型钢、Z型钢
• 预应力混凝土用钢丝及钢绞线 它们是钢厂用优质碳素结构钢经冷加工、再回火、 冷轧或绞捻等加工而成的专用产品，也称为优质 碳素钢丝及钢绞线。 国标（GB5223—85）规定，预应力混凝土用钢丝 分为：矫直回火钢丝、轿直回火刻痕钢丝和冷拉 钢丝三种。钢丝直径有3、4、5mm三种规格，抗 拉强度为1470~1670MPa，屈服点 为1100~1410Mpa。 钢绞线是由七根钢丝经绞捻热处理制成的，国标 （GB5224—85）规定，钢绞线直径为9~15mm， 破坏荷载达220KN，屈服荷载可达185KN。 钢丝和钢绞线均具有强度高、塑性好，使用时不 需要接头等优点，尤其适用于需要曲线配筋的预 应力混凝土结构、大跨度或重荷载的屋架等。 钢材的冷加工、时效及焊接
HP系列 HP 200×200 HP 250×250 HP 300×300 HP 350×350 HP 400×400
钢结构常用钢材
• 冷弯型钢
– 建筑业应用结构用冷弯方形管、矩形管 – 立柱采用方矩形管，以增大焊缝的长度，提 高抗震性。 – 冷弯方矩形管作立柱、H型钢作房梁其良好 的抗震性能和经济优势 – 国外冷弯方矩形管和热轧H型钢在建筑业中 的用量约为1：1的关系。