第01讲-同济大学房屋钢结构概念设计
同济大学钢结构课程设计
单层单跨门式刚架设计计算一、设计资料（1）设计参数单层房屋为单跨门式刚架，刚架跨度30m ，长度90m ，柱距6m ，檐口标高8m ，屋面坡度1：10。
屋面材料采用压型钢板，墙面材料采用彩钢板，天沟为彩板天沟。
基础混凝土标号为C30，214.3/c f N mm =，钢材材质为Q345，22y 310k /,180/c f N mm f N mm ==。
（2）设计荷载屋面恒荷载为0.52/kN m ，活荷载为0.52/kN m ；雪荷载为 0.22/kN m ，基本风压为0.552/kN m ，地面粗糙度为B 类，风荷载体型系数如图1所示。
图1 计算模型机风荷载体型系数二、荷载组合1、 1.20 恒载 + 1.40 活载2、 1.00 恒载 + 1.40 风载3、1.00 恒载+ 1.40 x 0.90 活载+ 1.40 x 0.90 风载4、1.35 恒载三、内力计算1、计算模型（如图2）图2 节点及单元编号图2、荷载工况荷载工况如图3恒载活载左风右风图3 荷载工况图3、各工况内力恒载、活载、作风和右风作用下的钢架内力如图4—图7。
轴力图（KN）剪力图（KN）弯距图(kN.m)图4 恒载作用下钢架内力图轴力图(kN)剪力图(kN)弯距图(kN.m)图5 活载作用下钢架内力图轴力N图(kN)剪力图(kN)弯距图(kN.m)图6 左风作用下钢架内力图轴力图(kN)剪力图(kN)弯距图(kN.m)图7 右风作用下钢架内力图4、组合内力选取荷载组合1（1.20 恒载+ 1.40 活载）对构件内力值进行验算。
该组合下的构件内力值见表1。
表1 工况1下组合内力表5、构件尺寸和截面特性表2 构件尺寸和截面特性表中：面积和惯性矩的上下行分别指小头和大头的值四、构件截面验算1、宽厚比验算 翼缘板自由外伸宽厚比()2008/29.612.410-=<=，满足规程限值要求。
腹板高厚比80021097.52068-⨯=<=（），满足规程限值要求。
同济大学钢结构教程
嘉兴电厂干煤棚 大连北良国储粮库 净跨60m
会展场馆 体育建筑 机场 剧院 高层建筑 塔桅结构 厂房 仓储 住宅 桥梁 储罐 其他构筑物
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卢浦大桥
杨浦大桥
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其他构筑物
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上海新国际博览中心
广州会展中心 湖南国际会展中心
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上海八万人体育场
2008奥运会国家体育场
上海虹口足球场
绪 论
钢结构？ 哪里用？ 如何用？
主要内容
一、钢结构的特点 二、我国钢结构的应用 三、钢结构主要结构形式 四、钢结构可能的破坏形式 五、钢结构设计要求
一、钢结构的特点 1、强度高，重量轻 钢材 比重：7850Kg/m3, 抗拉设计强度（200～ ）N/mm2 重量/强度＝40 混凝土 比重：2500Kg/m3, 抗拉设计强度（1～ ）N/mm2 重量/强度＝2500 木材 比重：500Kg/m3, 顺纹抗拉强度（10～ ）N/mm2 重量/强度＝50
0
中国1990-2007年钢产量增长情况
65 35 71 00 80 93 89 54 92 61 95 36 10 12 4 10 89 1 11 45 9 12 39 5 12 84 9 15 16 3 18 22 5 22 01 0 27 28 0 34 94 0
41 87 8
48 92 4
同济大学《钢筋结构基本原理》课程教学大纲
《民事诉讼法》课程教学大纲大纲执笔人：王红艳大纲审核人：戴谋富课程编号：03010038英文名称：The civil litigation Law学分： 4总学时：64。
其中，讲授60学时，实验 0学时，上机0 学时，实训4学时。
适用专业: 法学专业本科学生先修课程：法理学，民法。
一、课程性质与教学目的本课程是法学专业的专业课程，属专业基础课，必修。
开设本课程的目的在于让学生系统掌握了解民诉法的基本理论，基本知识和基本技能；提高程序法意识，增强法制观念，树立公正的法律意识；熟悉各种民事诉讼规，正确理解各种民事诉讼程序规定，提高运用民事诉讼法进行诉讼，处理各种民事纠纷的能力。
二、基本要求通过本课程的教学，使学生在掌握民事诉讼法学的基本原理的基础上，较为完整、准确地理解本学科的基本概念、基础知识，熟练地掌握现行民事诉讼法律和法规的规定，了解各类程序的规定和运行，能运用民事诉讼法学的基本原理、民事诉讼法律和法规的规定，在民事诉讼实践中解决具体的问题。
三、重点与难点重点：基本原则和制度，当事人，证据规则以及通常程序，特殊程序和执行程序的诉讼原理，各程序的具体法律法规及司法解释的规定。
难点：民事诉讼法学的基本理论问题，诉讼基本原理的理解，当事人的确定，证据规则的运用，通常程序与特殊程序的运用，执行程序的运行。
四、教学方法课堂讲授、案例教学（本课程将安排4学时案例教学与讨论）。
五、课程知识单元、知识点及学时分配见表1。
表1 课程的知识单元、知识点及学时分配六、实验、上机与实训教学条件及容无实验、上机。
该课程的实训教学由后续课程“模拟法庭课程”来完成。
七、作业要求要求学生自购国家司法资格考试民事诉讼法练习册。
八、考核方式与要求1.知识考核占总成绩的80%，主要采用期末书面闭卷考试的方式评定。
2.能力考核占总成绩的20%，主要根据作业、质疑、课堂讨论、课堂答问以及考勤等情况进行评定。
九、教材与主要参考书1.推荐教材：[1]江伟．民事诉讼法（第四版）[M]．中国人民大学，20082.主要参考书：[1] 立新，汤维建．民事诉讼法教学参考书[M]．：中国人民大学，2002[2] 汤维建．民事诉讼法案例分析[M]．：中国人民大学，2002[3] 民事诉讼法及其配套规定[M]．：中国法制，2000[4] 梁书文．民事诉讼法适用意见新释[M]．：中国法制，2001[5] 王敬藩．民事诉讼法教学案例[M]．：中国政法大学[6] 国光．最高人民法院〈关于民事诉讼证据的若干规定〉的理解与适用[M]．：中国法制，2002。
同济大学钢结构基本原理课件 赵宪忠
1
钢结构初步概念
定义 & 范围
钢结构初步概念
定义 & 范围 钢结构 也包括工程结构中的子结构或局部关键构件采用钢结构
钢结构: 以结构钢作为主要承重体系构件的 工程结构称为钢结构 [强度、刚度、耗能]
钢结构 PK 混凝土结构
钢结构，钢筋混凝土结构，钢管混凝土结构，钢-混凝土组合结构…
钢书架 钢窗框 钢制家具 ……
结构构件面积↓, 基础结构造价↓ 结构延性韧性：适合柔性变形，减轻地震作用，增大耗能能力
大跨度结构
钢材受拉强度大、强重比大的优点可以实现轻质大跨结构Biblioteka 8钢结构发展现状和前景
State-of-the-art & prospective market
钢产量
2007 y > overall output of the world before 1966 2008 y > 2nd-8th output
开合结构：上海网球场
开合结构：南通体育场
Oh, he is coming…
开合结构：南通体育场
风能结构
5
其他：地下工程支护结构
其他：机械、车辆、船舶… …
钢结构的主要结构形式
以建筑与桥梁为例
桁架结构（杆系）
Bar or truss members
主要结构形式
桁架结构（杆系）
框架结构（杆系）
可接受的:
安全性的可接受度 经济性的可接受度 0 Rd-Sd
设计一个可接受的安全的结构 设计一个在给定条件下最合理的结构
结构设计概念与原理
结构设计与建造
学习方法与学习要求
学习方法
结构的破坏模式 解决对策 理想模型的受力机理
同济大学高层建筑第7章7.1钢结构-1.
高层建筑结构设计
高层钢结构建筑设计
第七章 其他建筑形式结构设计
高层钢结构建筑设计
1、结构体系 2、适用高度及高宽比限值 3、结构布置 4、结构内力计算
5、内力调整
6、钢框架构件设计及验算
第七章 其他建筑形式结构设计
1 . 结构体系
多高层钢结构体系分
第七章 其他建筑形式结构设计
第七章 其他建筑形式结构设计
3、筒中筒体系 在框筒结构内部，利用建筑中心部位电梯竖井的可封闭性，将其 周围的一般框架改成密柱内框筒，或采用混凝土芯筒，可构成筒 中筒结构。
第七章 其他建筑形式结构设计
4）. 巨型结构体系
巨型斜杆 巨型柱
巨型框架结构
巨型支撑结构
第七章 其他建筑形式结构设计
2、适用高度及高宽比限值
第七章 其他建筑形式结构设计
第七章 其他建筑形式结构设计
3、结构布置
钢结构高层建筑结构的结构总体布置原则和抗震概念设计与混 凝土高层建筑相同。 结构布置的其它要求 1、支撑框架在两个方向的布置均宜基本对称，支撑框架之间楼盖 的长宽比不宜大于3。 2.支撑斜杆及剪力墙板应沿竖向连续布置，以使结构的刚度、承 载力连续均匀。 3.超过12层的钢结构房屋应设置地下室时，框架-支撑结构中竖向 连续布置的支撑应延伸至基础；钢框架柱应至少延伸至地下一层， 其竖向荷载应直接传至基础。 4、钢结构的楼盖宜采用压型钢板现浇钢筋混凝土组合楼板或非组 合楼板，楼板应与钢梁可靠连接。 不超过12层的钢结构，尚可采用装配整体式钢筋混凝土楼板， 也可采用装配式楼板或其他轻型楼盖；但应将楼板预埋件与钢梁 焊接，或采取其他保证楼盖整体性的措施。 对于超过12层的钢结构房屋，必要时可设置水平支撑。
同济大学钢结构教程导学
钢材在一定次数N的反复荷载作用下发生疲劳破坏，则破 坏应力即为相应于荷载次数N的疲劳强度。
疲劳寿命
相应的上述的反复次数N则被称为疲劳寿命。
疲劳极限
循环无穷次而不破坏的应力上限称为疲劳极限。
4 钢材疲劳现象
疲劳计算（常幅）
与N的关系
C N
1
C、β按实验确定，与结构或连接的形式有关。
2 影响钢材性能的主要因素 (1) 化学成分
占钢材99%的铁Fe除外，还有 C、Si、Mn、 V、 S(O)、P(N) 等
(2) 生产过程
冶炼、浇铸、轧制
(3) 时效
时效使钢材强度提高，塑性、冲击韧性降低。 冶炼过程控制钢材的化学成分。 (4) 冷作硬化 平炉钢 在冷加工过程中引起钢材硬化称冷作硬化。会提高强度、降低韧 性、塑性。 顶吹氧气转炉炼钢法 碱性侧吹转炉炼钢法
同济大学《钢结构基本原理》课程教学大纲
《钢结构基本原理》课程教学大纲课程编号：031126 学分：2.5 总学时：43大纲执笔人：罗烈大纲审核人：陈以一一、课程性质与目的《钢结构基本原理》是土木工程、港口航道与海岸工程专业的专业基础课程，属必修课。
钢结构是现代土木工程的基本结构形式之一。
设置本课程的目的，是使学生全面掌握钢结构材料、构件和连接的基础知识，理解钢结构分析的基本原理，为进一步学习各类钢结构与金属结构的设计、制作和建造提供基础。
本课程开设双语教学班。
二、课程基本要求1．了解钢结构的特点、历史、现状及发展前景；2．掌握钢结构材料的基本性能；3．了解钢结构的典型破坏模式、破坏原因和力学分析的基本方法；4．掌握钢结构基本构件及连接的性能、受力分析与设计计算；5．了解钢结构体系的组成原理和典型结构形式的设计要点。
三、课程基本内容1．绪论钢结构的特点及应用；钢结构发展的历史、现状和趋势；钢结构的构件组成和主要结构形式。
2．钢结构材料钢材在单向均匀受拉时的工作性能；钢材在单轴反复应力作用下的工作性能；钢材在复杂应力作用下的工作性能；钢材抗冲击性能及冷弯性能；影响钢材性能的一般因素；钢材的脆性破坏和延性破坏、疲劳破坏和损伤累积破坏；钢结构防护；钢结构用钢材的分类。
3．钢结构的主要破坏形式整体失稳破坏；板件局部失稳与屈曲后强度；强度破坏与塑性重分布；疲劳；脆性断裂及其机理。
4．钢结构的连接连接的主要类型；对接焊缝构造和计算；角焊缝构造和计算；普通螺栓连接构造和计算；高强螺栓连接构造和计算。
5．受拉构件及索受拉构件的强度，净截面概念；截面效率；拉弯构件的截面强度及强度计算准则；轴力和弯矩的相关关系；索的基本力学性质。
6. 轴心受压构件轴心受压构件的强度；轴心受压构件整体稳定的平衡方程及其理论解，长细比概念；影响整体稳定承载力的因素，整体稳定的工程计算方法；实腹式构件与格构式构件；轴心受压构件的局部稳定；防止局部失稳的设计原则和利用屈曲后强度的设计原则；宽厚比概念。
同济大学《建筑钢结构设计》教学大纲
《建筑钢结构设计》课程教学大纲（课程类别：F2）（学时：26，学分：1.5，课号：031152）一、课程性质与目的《建筑钢结构设计》是土木工程专业建筑工程课群组学生的限选课，属专业特色课。
学生通过本课程的学习，了解建筑钢结构的各种形式，全面掌握建筑钢结构工程设计的基本原理。
本课程有双语教学班。
二、课程基本要求1．熟悉平台钢结构、屋盖钢结构、框架钢结构、单层厂房钢结构等各种钢结构的形式与特点，了解钢结构施工与防腐的基本方法；2．掌握上述各种钢结构建筑的设计原理与方法。
三、课程教学基本内容(一)绪论1．钢结构应用范围2．钢结构发展3．钢结构设计基本要求4．钢结构设计原则(二)平台钢结构设计1．平台钢结构布置2．平台铺板设计3．平台梁设计4．平台柱和柱间支撑设计5．柱头、柱脚设计(三)屋盖钢结构设计1．屋盖结构布置2．屋盖支撑体系3．檩条设计4．普通钢屋架设计5．轻型钢屋架设计6．钢管钢屋架设计7．空腹梁和框架梁屋架8．空间桁架屋盖体系(四)框架钢结构设计1．框架钢结构体系2．框架钢支撑布置3．单层实腹钢框架设计4．格构钢框架设计5．多层多跨框架设计6．框架刚接柱脚设计7．压弯实腹、格构构件设计8．多层框架柱的计算长度(五) 单层厂房钢结构1．单层厂房钢结构体系、传力路线及柱网布置2．吊车梁设计3．制动结构、支撑梁柱连接(六)钢结构施工与防腐蚀1．钢结构的制作与防腐蚀2．钢结构的安装与验收四、实验（实践或上机）内容无五、前修课程要求结构力学，钢结构基本原理六、建议教材与参考书建议教材：《建筑钢结构设计》王肇民同济大学出版社200l 参考教材：无七、课内学时分配建议八、课外要求：复习课程内容九、本教学大纲执笔人：马人乐十、本教学大纲审核人：罗烈。
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【思考】阵风系数和风振系数有何不同？计算墙板和墙梁 时，应采用阵风系数还是风振系数？
同济大学建筑工程系 2012《建筑钢结构设计》
4.1 风荷载
【注意点2】对风敏感性结构
四面开敞及双面开敞的屋面 外挑雨棚等 要考虑体型系数变号的情况
同济大学建筑工程系
2012《建筑钢结构设计》
4.1 风荷载
同济大学建筑工程系
2012《建筑钢结构设计》
4.1 风荷载
同济大学建筑工程系
2012《建筑钢结构设计》
4.1 风荷载
同济大学建筑工程系
2012《建筑钢结构设计》
4.2 雪荷载
【注意点】积雪的不均匀分布
双坡屋面
同济大学建筑工程系
四坡屋面
2012《建筑钢结构设计》
4.2 雪荷载
【例03】不均匀积雪对某门式刚架结构的影响
1.2 发展现状
高层建筑
金贸大厦 框筒结构； 地上88层；地下3层； 结构顶高420m； 环球金融中心 框筒结构； 地上101层； 地下3层； 结构顶高492m；
同济大学建筑工程系 2012《建筑钢结构设计》
1.2 发展现状
高层建筑
上海中心 框筒结构； 劲性混凝土柱； 地上118层； 地下5层； 结构顶高580m；
提供冷弯试验合格证书
D级 规定 - 20 ℃冲击功Ak ≥ 34J
提供冷弯试验合格证书
TZ
(特殊镇静钢)
E级 规定 - 40 ℃冲击功Ak ≥ 27J
提供冷弯试验合格证书
同济大学建筑工程系
2012《建筑钢结构设计》
3.1 结构用钢
钢材 代号 屈服强度数值 (MPa) 质量等级
( 五级 )
B级
规定 20 ℃ 冲击功Ak ≥ 34J 提供冷弯试验合格证书
双坡单脊；门式刚架结构；柱脚铰接；柱顶刚接； 不均匀积雪的影响？
同济大学建筑工程系
2012《建筑钢结构设计》
4.2 雪荷载
【例04】某两连跨网壳的积雪
某双跨拱形网壳； 两跨间积雪分布系数如何取值？
同济大学建筑工程系
2012《建筑钢结构设计》
4.2 雪荷载
同济大学建筑工程系
2012《建筑钢结构设计》
剧院
同济大学建筑工程系
2012《建筑钢结构设计》
1.2 发展现状
火车站
上海南站
草帽形空间结构；圆形平面；直径270m；
同济大学建筑工程系 2012《建筑钢结构设计》
1.2 发展现状
火车站
新武汉火车站
同济大学建筑工程系
2012《建筑钢结构设计》
1.2 发展现状
工业厂房
中国船舶馆
同济大学建筑工程系
2012《建筑钢结构设计》
1.2 发展现状
电视塔
广州电视塔 结构高450m；
总高度610m；
同济大学建筑工程系
2012《建筑钢结构设计》
1.2 发展现状
电视塔
广州电视塔结构体系
同济大学建筑工程系
2012《建筑钢结构设计》
1.3 发展趋势
同济大学建筑工程系
2012《建筑钢结构设计》
第2节
特点和适用范围
1.2 发展现状
机场航站楼
重庆江北机场
同济大学建筑工程系
2012《建筑钢结构设计》
1.2 发展现状
机场航站楼
成都双流机场
曲线型空间钢管桁架
同济大学建筑工程系 2012《建筑钢结构设计》
1.2 发展现状
会展中心
上海国际会议中心 单层网壳结构； 大球直径48m； 小球直径37m； 杆件为矩形管； 铸钢节点；
3.1 结构用钢
结构的重要性 荷载特征
钢材选用应
结构形式 应力状态 连接方法 钢材厚度 工作环境
考虑的因素
同济大学建筑工程系
2012《建筑钢结构设计》
3.2 强度选择
1）变形控制选低强度等级
如跨度大荷载轻的简支梁；
2）强度控制选高强度等级
如楼面梁，有铺板时，强度可充分发挥；
3）长细比控制或应力水平较低选低强度等级
B
规定 20 ℃冲击功Ak ≥ 27J 提供冷弯试验合格证书
Z (镇静钢)
C
规定 0 ℃ 冲击功Ak ≥ 27J 提供冷弯试验合格证书
Z
(镇静钢)
D
规定 -20 ℃冲击功Ak ≥ 27J 提供冷弯试验合格证书 同济大学建筑工程系
TZ
(特殊镇静钢)
2012《建筑钢结构设计》
3.1 结构用钢
钢材 代号 屈服强度数值 (MPa) 质量等级
第01章 概念设计
郭小农
2012年
同济大学建筑工程系
提纲
1.建筑钢结构的发展现状和发展趋势 2.钢结构的特点和适用范围
3.建筑钢结构的材料选用
4.建筑钢结构的荷载
5.建筑钢结构的设计方法
6.建筑钢结构的结构体系
7.建筑钢结构的节点设计
同济大学建筑工程系 2012《建筑钢结构设计》
第1节
发展现状和发展趋势
1.1 发展历史
20世纪50~70年代：应用较少
受钢产量限制，仅用于重型厂房和大跨公建
20世纪80年代以来：飞速发展，广泛应用
1996年以后，钢产量世界第一 如：网架结构的飞速发展 如：轻型门式刚架结构的飞速发展
同济大学建筑工程系
2012《建筑钢结构设计》
1.2 发展现状
应用范围扩张
同济大学建筑工程系
2012《建筑钢结构设计》
1.2 发展现状
会展中心
广州国际会展中心
张弦立体桁架结构，跨度127m
同济大学建筑工程系 2012《建筑钢结构设计》
1.2 发展现状
会展中心
同济大学建筑工程系
2012《建筑钢结构设计》
1.2 发展现状
会展中心
世博轴阳光谷 单层网壳结构；
倒喇叭形；
高度约42m；
2.2 适用范围
A）恒载占比越大，采用钢结构越合理。
B）强震地区（地震作用小，延性好）
C）劳动力价格高（工业化生产，现场劳动力少）
D）软土地基（基础耗资小）
E）大跨、超高结构（结构效应函数值大）
同济大学建筑工程系
2012《建筑钢结构设计》
第3节
材料选用
3.1 结构用钢
碳素结构钢：Q235 低合金高强度结构钢：Q345、Q390、Q420 高层建筑结构用钢：GJ Z向钢：Z15、Z25 耐候钢：NH
2.1 特点
4. 塑性变形能力好
同济大学建筑工程系
2012《建筑钢结构设计》
2.1 特点
7. 耐火性较差
同济大学建筑工程系
2012《建筑钢结构设计》
2.1 特点
7. 耐火性较差
同济大学建筑工程系
2012《建筑钢结构设计》
2.1 特点
7. 耐火性较差
同济大学建筑工程系
2012《建筑钢结构设计》
脱氧 方法
Q345 GJ
0~16mm: 345 16~35mm:345 35~50mm:335 50~100mm:325
C级
规定 0 ℃冲击功Ak ≥ 34J 提供冷弯试验合格证书
Z (镇静钢)
D级
规定 - 20 ℃冲击功Ak ≥ 34J 提供冷弯试验合格证书
TZ
(特殊镇静钢)
E级
规定 - 40 ℃冲击功Ak ≥ 34J 提供冷弯试验合格证书
同济大学建筑工程系 2012《建筑钢结构设计》
1.2 发展现状
机场航站楼
浦东国际机场
同济大学建筑工程系
2012《建筑钢结构设计》
1.2 发展现状
机场航站楼
浦东国际机场张弦梁吊装
同济大学建筑工程系
2012《建筑钢结构设计》
1.2 发展现状
机场航站楼
重庆江北机场
桁架结构；最大跨度90m
同济大学建筑工程系 2012《建筑钢结构设计》
如网架的腹杆；
4）施工条件差选较低强度等级
同济大学建筑工程系 2012《建筑钢结构设计》
3.3 冲击韧性选择
表1-1 选择钢材冲击韧性指标的影响因素及选择因子
影响因素
结构重要 性µ 1
三类
荷载状况 µ 2
静力 一般动力 疲劳动力
连接状况µ 3 全螺栓、无焊接 大部分工厂焊、 工地螺栓 大部分现场、 高空焊
使用温度µ 4 不低于0℃ 不低于-20℃ 不低于-40℃
选择因 子数值
1 2 3
类别
二类 一类
µ 1×µ ×µ ×µ =µ 2 3 4 表1-2 选择因子之积µ与材料冲击韧性指标的关系表来自选择因子之 积µ 材料等级
2 A
3～16 B
18～24 C
24～54 D
>54 E
同济大学建筑工程系
2012《建筑钢结构设计》
同济大学建筑工程系
2012《建筑钢结构设计》
4.4 温度作用
同济大学建筑工程系
2012《建筑钢结构设计》
3.1 结构用钢
钢材 代号 屈服强度数值 (MPa) 质量等级 ( 四级 ) 脱氧 方法 F (沸腾钢) b (半镇静钢)
A
无冲击韧性规定 冷弯试验需方要求时提供
0~16mm:235 Q235 16~40mm:225 （屈服 40~60mm:215 强度的 含义） 60~100mm:195
( 五级 )
A级 无冲击韧性规定
冷弯试验需方要求时提供
脱氧 方法
Z (镇静钢)
Q345
（屈服 强度的 含义）
0~16mm: 345 16~35mm:325 35~50mm:295 50~100mm:275