第2章钢结构基础

1、第2章钢结构基础1 第二章第二章 钢结构的材料钢结构的材料 p目的目的:如何选择钢材如何选择钢材 钢材的性能钢材的性能 脆断脆断 第2章钢结构基础2 第一节第一节 钢结构对所用材料的要求钢结构对所用材料的要求 一、钢材的破坏形式一、钢材的破坏形式 p塑性破坏塑性破坏(plasticity failure) (plasticity failure) 钢材在产生钢材在产生很大的变形很大的变形以后发生的断裂破坏以后发生的断裂破坏 也称为也称为延性破坏延性破坏 p脆性破坏脆性破坏(brittle failure)(brittle failure) 钢材在钢材在变形很小变形很小的情况下突然发生断裂破坏的

2、情况下突然发生断裂破坏 也称也称非延性破坏非延性破坏 第2章钢结构基础3 第2章钢结构基础4 二、钢结构对所用材料的要求二、钢结构对所用材料的要求 物美价廉物美价廉 p强度强度fy、fu高。强度高可减轻结构自重高。强度高可减轻结构自重 p塑性、韧性、耐久性好。可防止脆性破坏，抗塑性、韧性、耐久性好。可防止脆性破坏，抗 动力荷载好，耐疲劳动力荷载好，耐疲劳 p良好的加工性能，冷、热加工和可焊性好良好的加工性能，冷、热加工和可焊性好 p耐腐性好耐腐性好 p价格便宜价格便宜 p有时还要求钢材具有适应低温、高温等环境的有时还要求钢材具有适应低温、高温等环境的 能力能力 第2章钢结构基础5 p钢结构设计

3、规范（钢结构设计规范（GB50017-2003)GB50017-2003)推荐推荐 使用：使用： 碳素结构钢中的碳素结构钢中的Q235Q235钢钢 低合金结构钢中的低合金结构钢中的Q345Q345钢、钢、Q390Q390钢、钢、 Q420Q420钢钢 p随着研究的深入，必将有一些满足要求的随着研究的深入，必将有一些满足要求的 其它种类钢材可供使用。若选用钢结构设其它种类钢材可供使用。若选用钢结构设 计规范还未推荐的钢材时，需有可靠的依计规范还未推荐的钢材时，需有可靠的依 据，以确保钢结构的质量。据，以确保钢结构的质量。 p专用钢结构用材见相关规范专用钢结构用材见相关规范。 第2章钢结构基础6

4、第二节钢材的主要机械性能第二节钢材的主要机械性能 p钢材的机械性能（力学性能）通常是指钢材的机械性能（力学性能）通常是指 钢厂生产供应的钢材钢厂生产供应的钢材 在标准条件下在标准条件下 拉伸、冷弯和冲击等拉伸、冷弯和冲击等 单独作用下显示出的各种机械性能。单独作用下显示出的各种机械性能。 p它们由相应实验得到，试验采用的试件的制作和试它们由相应实验得到，试验采用的试件的制作和试 验方法都必须按照各相关国家标准规定进行。验方法都必须按照各相关国家标准规定进行。 第2章钢结构基础7 一、单向拉伸时的性能一、单向拉伸时的性能 标准试件在室温（标准试件在室温（10100 0C C35350 0C) C

5、) 、以满足静力、以满足静力 加载的加载速度一次加载所得钢材的应力加载的加载速度一次加载所得钢材的应力 应变曲线。应变曲线。 第2章钢结构基础8 第2章钢结构基础9 第2章钢结构基础10 第2章钢结构基础11 第2章钢结构基础12 第2章钢结构基础13 第2章钢结构基础14 第2章钢结构基础15 第2章钢结构基础16 第2章钢结构基础17 第2章钢结构基础18 第2章钢结构基础19 第2章钢结构基础20 第2章钢结构基础21 第三节第三节 影响钢材性能的主要因素影响钢材性能的主要因素 一、化学成分的影响一、化学成分的影响 碳碳(C )(C )、锰（、锰（MnMn）、钒（）、钒（V V）是有利元

6、素，但）是有利元素，但 也要注意对含量的限制。也要注意对含量的限制。 硫（硫（S S）、磷（）、磷（P P）、氧（）、氧（O O）、氮（）、氮（N N）会）会 降低钢材的塑性、韧性、可焊性和疲劳性能。应降低钢材的塑性、韧性、可焊性和疲劳性能。应 严格限制含量。严格限制含量。 第2章钢结构基础22 第2章钢结构基础23 第2章钢结构基础24 第2章钢结构基础25 第2章钢结构基础26 弱脱氧剂（锰铁），弱脱氧剂（锰铁），CO 强脱氧剂（硅、锰）强脱氧剂（硅、锰） 第2章钢结构基础27 第2章钢结构基础28 第2章钢结构基础29 第2章钢结构基础30 第2章钢结构基础31 第2章钢结构基础32 第

7、2章钢结构基础33 第2章钢结构基础34 第2章钢结构基础35 第2章钢结构基础36 第2章钢结构基础37 第2章钢结构基础38 第2章钢结构基础39 第2章钢结构基础40 第2章钢结构基础41 第2章钢结构基础42 第2章钢结构基础43 第2章钢结构基础44 第2章钢结构基础45 第2章钢结构基础46 第2章钢结构基础47 第2章钢结构基础48 第2章钢结构基础49 第2章钢结构基础50 第2章钢结构基础51 第2章钢结构基础52 第2章钢结构基础53 第2章钢结构基础54 第2章钢结构基础55 第2章钢结构基础56 第2章钢结构基础57 第2章钢结构基础58 第2章钢结构基础59 第2章钢

8、结构基础60 第2章钢结构基础61 第2章钢结构基础62 第2章钢结构基础63 第2章钢结构基础64 第2章钢结构基础65 第六节第六节 国外钢材品种和钢号简介国外钢材品种和钢号简介 各国的钢号基本上是以强度等级来划分，表示方式为：各国的钢号基本上是以强度等级来划分，表示方式为： 字首符号钢材的强度值钢材质量等级字首符号钢材的强度值钢材质量等级 字首符号：美国采用字首符号：美国采用A(Alloy)A(Alloy)；日本采用；日本采用SSSS（一般结（一般结 构用轧制钢材，第一个构用轧制钢材，第一个S S为为SteelSteel的第一个字母）、的第一个字母）、SMSM （焊接结构用轧制钢材）、（

9、焊接结构用轧制钢材）、SMASMA（焊接结构用耐候性轧（焊接结构用耐候性轧 制钢材）等；德国采用制钢材）等；德国采用St St（德文钢（德文钢StahlStahl）；意大利采用）；意大利采用 FeFe；法国采用；法国采用A A、E E等；独联体各国采用等；独联体各国采用C C（俄文钢的第（俄文钢的第 一个字母）；英国无字首符号。一个字母）；英国无字首符号。 钢材的强度值钢材的强度值: :单位一般为单位一般为N/mm N/mm 2 2 ，但美国为，但美国为Ksi(Ksi(千千 磅英寸磅英寸2 2 ) )。强度值有的采用。强度值有的采用f fu u，有的采用，有的采用f fy y 。ISOISO国

10、际国际 标准、欧共体各国、日本等采用标准、欧共体各国、日本等采用f fu u，美国、独联体各国，美国、独联体各国 等采用等采用f fy y。 钢材质量等级钢材质量等级: :分为分为A A、B B、C C、D D、E E等。等。 第2章钢结构基础66 各国钢材品种与我国钢材品种对应表各国钢材品种与我国钢材品种对应表 中国中国 美美 国国日日 本本英英 国国法法 国国德德 国国俄罗斯俄罗斯 235A36 SS400 SM400 SMA400 40 E24St37C235 Q345 A572-50 SM490YA SM490YB SM520 50D E36St44C345 Q390 A572-60

11、SM570 50FA50St50C390 Q420 A572-65 A60A60 St60St60C440C440 各国钢材标准不同，很难明确地找出与我国钢材品各国钢材标准不同，很难明确地找出与我国钢材品 种之间的相应关系，正确做法是检查它们提供的质保种之间的相应关系，正确做法是检查它们提供的质保 书书( (化学成分和机械性能化学成分和机械性能) )，以确定该钢种与我国哪个钢，以确定该钢种与我国哪个钢 种是可代替的。以强度为依据的各国钢材与我国钢材种是可代替的。以强度为依据的各国钢材与我国钢材 相应关系列于下表相应关系列于下表 。 第2章钢结构基础67 第2章钢结构基础68 (3) (3) 塑

12、性阶段也称屈服阶段，塑性阶段也称屈服阶段， = fy后钢材暂时不后钢材暂时不 能承受更大的荷载，且伴随产生很大的变形，因能承受更大的荷载，且伴随产生很大的变形，因 此钢结构设计取此钢结构设计取fy作为强度极限承载力的标志。作为强度极限承载力的标志。 (4) 4) 强化阶段强化阶段 试件能承受的最大拉应力试件能承受的最大拉应力 fu为钢材的抗拉强为钢材的抗拉强 度。取度。取fy作为强度极限承载力的标志，作为强度极限承载力的标志， fu就成为材料的就成为材料的 强度储备。强度储备。 (5)(5)颈缩破坏阶段颈缩破坏阶段 (6) (6) 可把钢材视为理想弹塑性体。可把钢材视为理想弹塑性体。 (7)

13、(7) 伸长率伸长率 =(l1-l0)/ l0*100% ,反映钢材的塑性变形能力。反映钢材的塑性变形能力。 第2章钢结构基础69 三、冲击韧性三、冲击韧性 冲击韧性值用击断试样所需冲击韧性值用击断试样所需 的冲击功的冲击功A AKV KV表示 表示, ,单位为单位为J J。 冲击韧性与温度有关，当冲击韧性与温度有关，当 温度低于某一负温值时，冲击韧性值将急剧降低。因此在温度低于某一负温值时，冲击韧性值将急剧降低。因此在 寒冷地区建造的直接承受动力荷载的钢结构，除应有常温寒冷地区建造的直接承受动力荷载的钢结构，除应有常温 冲击韧性的保证外，尚应依钢材的类别，使其具有冲击韧性的保证外，尚应依钢材

14、的类别，使其具有-20-20 C C 或或-40-40 C C的冲击韧性保证，应的冲击韧性保证，应A AKV KV 27J 27J（焦耳）。（焦耳）。 第2章钢结构基础70 四、钢材受压和受剪时的性能四、钢材受压和受剪时的性能 钢材在单向受压（短试件）时，受力性能钢材在单向受压（短试件）时，受力性能 基本上与单向受拉相同。受剪的情况也相基本上与单向受拉相同。受剪的情况也相 似，但屈服点似，但屈服点y及抗剪强度及抗剪强度u均低于均低于fy和和fu； 剪变模量剪变模量G G也低于弹性模量也低于弹性模量E E。 第三节第三节 影响钢材性能的主要因素影响钢材性能的主要因素 一、化学成分的影响一、化学成

15、分的影响 碳碳(C )(C )、锰（、锰（MnMn）、钒（）、钒（V V）是有利元素，但）是有利元素，但 也要注意对含量的限制。也要注意对含量的限制。 硫（硫（S S）、磷（）、磷（P P）氧（）氧（O O）、氮（）、氮（N N）会降）会降 低钢材的塑性、韧性、可焊性和疲劳性能。应严低钢材的塑性、韧性、可焊性和疲劳性能。应严 格限制含量。格限制含量。 第2章钢结构基础71 二、钢材生产过程的影响二、钢材生产过程的影响 1. 1. 冶炼炉种的影响冶炼炉种的影响 已无必要强调炉种的影响。已无必要强调炉种的影响。 2. 2. 钢的脱氧钢的脱氧 钢液中残留的氧，将使钢材晶粒粗细不匀并钢液中残留的氧，将

16、使钢材晶粒粗细不匀并 发生热脆。因此浇注钢锭时要在炉中或盛钢桶中加入脱发生热脆。因此浇注钢锭时要在炉中或盛钢桶中加入脱 氧剂以消除氧。因脱氧程度或方法不同，把钢分为沸腾氧剂以消除氧。因脱氧程度或方法不同，把钢分为沸腾 钢钢(F)、半镇静钢半镇静钢(b)、镇静钢、镇静钢(Z)和特殊镇静钢和特殊镇静钢(TZ)。 3. 3.钢材的轧制钢材的轧制 将钢锭加热至将钢锭加热至1200120013001300o o C C ，通过轧钢机将其，通过轧钢机将其 轧成所需形状和尺寸的钢材，称为热轧钢材。轧钢机的轧成所需形状和尺寸的钢材，称为热轧钢材。轧钢机的 压力作用可使钢锭中的小气泡和裂纹弥合，并使组织密压力作

17、用可使钢锭中的小气泡和裂纹弥合，并使组织密 实。钢材的压缩比（钢坯与轧成钢材厚度之比）愈大时，实。钢材的压缩比（钢坯与轧成钢材厚度之比）愈大时， 其强度和冲击韧性也愈高。其强度和冲击韧性也愈高。 现在，国内的大型钢铁集团均已采用了连现在，国内的大型钢铁集团均已采用了连 铸连轧技术，对于连铸连轧钢材，均为镇铸连轧技术，对于连铸连轧钢材，均为镇 静钢材。静钢材。 第2章钢结构基础72 三、温度的影响三、温度的影响 正温度范围内正温度范围内（t0oC）: t300oC时，钢材的强度和时，钢材的强度和E开开 始显著下降，而始显著下降，而显著增大。当显著增大。当t400oC时，钢材时，钢材 的强度和的强

18、度和E E都急剧降低，都急剧降低，t600oC时其承载能力几时其承载能力几 乎丧失。乎丧失。 负温度范围内负温度范围内 （t0oC）：）：随着温度降低，塑性随着温度降低，塑性 和韧性降低，材料变脆，称为低温冷脆。钢材冲和韧性降低，材料变脆，称为低温冷脆。钢材冲 击韧性与温度的关系曲线反弯点所对应的温度击韧性与温度的关系曲线反弯点所对应的温度t0 称为脆性转变温度。设计选用钢材时应使其脆性称为脆性转变温度。设计选用钢材时应使其脆性 转变温度区的下限温度转变温度区的下限温度t1低于结构所处的工作环低于结构所处的工作环 境温度，即可保证钢结构低温工作的安全。境温度，即可保证钢结构低温工作的安全。 第

19、2章钢结构基础73 四、冷加工硬化和时效硬化四、冷加工硬化和时效硬化 1. 1.应变硬化应变硬化 钢材在常温下加工称为冷加工。冷轧、钢材在常温下加工称为冷加工。冷轧、 冷弯、冲孔、机械剪切等冷加工使钢材产生很大的冷弯、冲孔、机械剪切等冷加工使钢材产生很大的 塑性变形，从而使塑性变形，从而使f fy y提高，但同时降低了钢材的塑提高，但同时降低了钢材的塑 性和韧性，这种现象称为冷加工硬化。性和韧性，这种现象称为冷加工硬化。 第2章钢结构基础74 2. 2.时效硬化时效硬化 钢材经过一定时间后强度提高但塑性钢材经过一定时间后强度提高但塑性 降低，这种现象称为时效硬化。不同种类钢材降低，这种现象称为

20、时效硬化。不同种类钢材 的时效硬化过程可从几小时到数十年。的时效硬化过程可从几小时到数十年。 3. 3.人工时效人工时效 使钢材产生使钢材产生10%10%的塑性变形，再加热的塑性变形，再加热 到到200200300 300 o oC C，然后冷却到室温进行试验。这，然后冷却到室温进行试验。这 样可使时效在几小时内完成。样可使时效在几小时内完成。 4. 4.设计要求设计要求 钢结构设计一般不利用冷加工硬化造钢结构设计一般不利用冷加工硬化造 成的强度提高，而且对直接承受动力荷载的钢成的强度提高，而且对直接承受动力荷载的钢 结构还应设法消除冷加工硬化的影响，如将局结构还应设法消除冷加工硬化的影响，如

21、将局 部硬化部分用刨边或扩钻予以消除。部硬化部分用刨边或扩钻予以消除。 第2章钢结构基础75 五、复杂应力状态的影响五、复杂应力状态的影响 在复杂应力如平面或立体在复杂应力如平面或立体 应力作用下，钢材的屈服并应力作用下，钢材的屈服并 不只取决于某一方向的应力，不只取决于某一方向的应力， 而是由反映各方向应力综合而是由反映各方向应力综合 影响的影响的 屈服条件来确屈服条件来确定。 同号应力场使材料脆性加大。同号应力场使材料脆性加大。 )(3)( 222222 zxyzxyxzzyyxzyxeq 第2章钢结构基础76 六、应力集中的影响六、应力集中的影响 钢构件在缺陷或截面变化处附近钢构件在缺陷

22、或截面变化处附近 将产生局部高峰应力，其余部位将产生局部高峰应力，其余部位 应力较低，称为应力集中。在应应力较低，称为应力集中。在应 力高峰区域存在着同号的双向或力高峰区域存在着同号的双向或 三向应力。这种同号的双向或三三向应力。这种同号的双向或三 向应力场有使钢材变脆的趋势。向应力场有使钢材变脆的趋势。 应力集中系数越大，变脆的倾向应力集中系数越大，变脆的倾向 亦愈严重。亦愈严重。 在负温下或动力荷载作用下，应在负温下或动力荷载作用下，应 力集中往往是引起脆性断裂的根力集中往往是引起脆性断裂的根 源，设计中应设法避免或减小应源，设计中应设法避免或减小应 力集中，并选用质量优良的钢材。力集中，

23、并选用质量优良的钢材。 第2章钢结构基础77 第四节第四节 钢材的疲劳钢材的疲劳 一、钢材疲劳的基本概念一、钢材疲劳的基本概念 钢材在反复荷载作用下，在应力低于钢材抗拉强度甚钢材在反复荷载作用下，在应力低于钢材抗拉强度甚 至低于屈服点时突然断裂，至低于屈服点时突然断裂，称为钢材的疲劳或疲劳破坏称为钢材的疲劳或疲劳破坏。 钢结构中总存在有微观裂纹或类似的缺陷，导致应力钢结构中总存在有微观裂纹或类似的缺陷，导致应力 集中。在多次反复荷载作用下，微观裂纹不断开展，应集中。在多次反复荷载作用下，微观裂纹不断开展，应 力集中现象越来越严重。当荷载反复循环达一定次数力集中现象越来越严重。当荷载反复循环达一

24、定次数n （疲劳寿命）时，裂纹扩展使得净截面承载力不足以承（疲劳寿命）时，裂纹扩展使得净截面承载力不足以承 受外力作用时，构件突然断裂，发生疲劳破坏。受外力作用时，构件突然断裂，发生疲劳破坏。 疲劳疲劳 破坏一般经历破坏一般经历裂纹形成、裂纹缓慢扩展和最后迅速断裂裂纹形成、裂纹缓慢扩展和最后迅速断裂 三个阶段。三个阶段。 第2章钢结构基础78 二、疲劳计算二、疲劳计算 反复荷载作用产生的应力重复一周叫做一个循环。反复荷载作用产生的应力重复一周叫做一个循环。 = = max max- -minmin称为应力幅，表示应力变化的幅度。 称为应力幅，表示应力变化的幅度。 试验表明，焊接结构发生疲劳破坏

25、并不是名义最试验表明，焊接结构发生疲劳破坏并不是名义最 大应力大应力 max max作用的结果，而是焊缝部位足够大小 作用的结果，而是焊缝部位足够大小 的应力幅反复作用的结果。非焊接结构的的疲劳的应力幅反复作用的结果。非焊接结构的的疲劳 寿命不仅与应力幅有关，还与寿命不仅与应力幅有关，还与 其他因素有关。其他因素有关。 规范把疲劳计算公式中的应力幅调整为折算应力规范把疲劳计算公式中的应力幅调整为折算应力 幅，以反映其实际工作情况。幅，以反映其实际工作情况。 疲劳计算的公式是以试验为依据的，分为常幅和疲劳计算的公式是以试验为依据的，分为常幅和 变幅疲劳两种情况进行计算。变幅疲劳两种情况进行计算。

26、 第2章钢结构基础79 1. 1. 常幅疲劳计算常幅疲劳计算 C、参数，根据表参数，根据表2222中的构件和连接中的构件和连接 类别按表类别按表2-32-3采用。采用。 对焊接部位对焊接部位 = = max max- -minmin；对非焊接 ；对非焊接 部位部位 = = max max-0.7 -0.7min min。 。 由上式可见，容许应力幅与钢材的强度由上式可见，容许应力幅与钢材的强度 无关，这表明不同钢材具有相同的抗疲劳无关，这表明不同钢材具有相同的抗疲劳 性能。性能。 1 )/(nC 第2章钢结构基础80 2. 2. 变幅疲劳计算变幅疲劳计算 可近似地按照线性疲劳累积损伤原则，将随

27、机变化可近似地按照线性疲劳累积损伤原则，将随机变化 的应力幅折算为等效应力幅的应力幅折算为等效应力幅e e，按下式进行疲劳计，按下式进行疲劳计 算：算： 吊车梁：根据实测结果，推算出设计基准期吊车梁：根据实测结果，推算出设计基准期5050年内年内 各种吊车梁的应力循环总次数各种吊车梁的应力循环总次数n(等效于满荷载时等效于满荷载时n= 2 2 10106 6次 次) ) ，相应的 ，相应的欠载效应的等效系数欠载效应的等效系数 f值如表值如表2323 所示，重级工作制吊车梁的疲劳验算公式为所示，重级工作制吊车梁的疲劳验算公式为 /1 i ii e n n 6 102 f 第2章钢结构基础81 当

28、当n105时，应进行疲劳计算。时，应进行疲劳计算。 疲劳计算采用的是容许应力幅法，计算公式是以疲劳计算采用的是容许应力幅法，计算公式是以 实验为依据的，实验中已包含了动力的影响，故实验为依据的，实验中已包含了动力的影响，故 荷载应采用标准值且不乘动力系数，应力幅按弹荷载应采用标准值且不乘动力系数，应力幅按弹 性工作计算。性工作计算。 在完全压应力（不出现拉应力）循环中，由于压在完全压应力（不出现拉应力）循环中，由于压 应力不会使裂纹继续扩展，故规范规定此种情况应力不会使裂纹继续扩展，故规范规定此种情况 可不进行疲劳计算。可不进行疲劳计算。 三、疲劳计算应注意问题三、疲劳计算应注意问题 第2章钢

29、结构基础82 第五节第五节 钢材的钢种、钢号及选择钢材的钢种、钢号及选择 1. 1. 碳素结构钢碳素结构钢 钢号由代表屈服点的字母钢号由代表屈服点的字母Q、屈服强、屈服强 度数值（度数值（t16mm时的时的fy，单位是，单位是N/mmN/mm2 2）、）、质量等级符质量等级符 号（分为号（分为A A、B B、C C、D D四级，质量依次提高）、脱氧方法四级，质量依次提高）、脱氧方法 符号（沸腾钢、半镇静钢、镇静钢和特殊镇静钢的代号符号（沸腾钢、半镇静钢、镇静钢和特殊镇静钢的代号 分别为分别为F F、b b、Z Z和和TZTZ，其中，其中Z Z和和TZTZ在钢号中省略不写）等在钢号中省略不写）等

30、 四个部分按顺序组成。例如四个部分按顺序组成。例如Q235-BF, Q235-BF, 表示屈服强度为表示屈服强度为 235 235 N/mmN/mm2 2的的B B级沸腾钢。钢材的质量等级中，级沸腾钢。钢材的质量等级中，A A、B B级钢级钢 按脱氧方法可为沸腾钢、半镇静钢或镇静钢，按脱氧方法可为沸腾钢、半镇静钢或镇静钢，C C级为镇级为镇 静钢，静钢，D D级为特殊镇静钢。级为特殊镇静钢。 一、钢种 钢材的种类，钢结构常用的是 碳素结构钢和低合金结构钢。 第2章钢结构基础83 2. 2. 低合金结构钢低合金结构钢 低合金结构钢是在冶炼碳素结构钢时加入一种低合金结构钢是在冶炼碳素结构钢时加入一

31、种 或几种适量的合金元素而成的钢。其钢材牌号或几种适量的合金元素而成的钢。其钢材牌号 的表示方法与碳素结构钢相似，但质量等级分的表示方法与碳素结构钢相似，但质量等级分 为为A A、B B、C C、D D、E E五级，且无脱氧方法符号。例五级，且无脱氧方法符号。例 如如Q345-BQ345-B，Q390-DQ390-D，Q420-EQ420-E。 3. 专用结构钢专用结构钢 (1)(1)特殊用途的钢结构常采用专用结构钢。专特殊用途的钢结构常采用专用结构钢。专 用结构钢的钢号用在相应钢号后再加上专业用途用结构钢的钢号用在相应钢号后再加上专业用途 代号（压力容器、桥梁、船舶和锅炉用钢材的专代号（压力

32、容器、桥梁、船舶和锅炉用钢材的专 业用途代号分别为业用途代号分别为R R、q q、C C和和g g）来表示。）来表示。 第2章钢结构基础84 (2)(2)耐候钢耐候钢 在钢材冶炼时加入少量的合金元素如在钢材冶炼时加入少量的合金元素如CuCu、CrCr、 NiNi、MoMo、NbNb、TiTi、ZrZr、V V等，提高钢材的耐腐蚀性能。等，提高钢材的耐腐蚀性能。 也称为耐大气腐蚀钢。例如也称为耐大气腐蚀钢。例如15MnCuCrQT15MnCuCrQT钢表示含钢表示含 碳量为碳量为0.15%0.15%，合金元素为锰、铜、铬的淬火加回火热，合金元素为锰、铜、铬的淬火加回火热 处理耐候钢。处理耐候钢。

33、 （3 3）连接用钢）连接用钢 钢结构连接中的铆钉、高强度螺栓、焊钢结构连接中的铆钉、高强度螺栓、焊 条用钢丝等，也采用满足各自连接件要求的专门用钢。条用钢丝等，也采用满足各自连接件要求的专门用钢。 三、钢材的选择三、钢材的选择 钢材的选择既要确定所用钢材的钢号，又要提出应钢材的选择既要确定所用钢材的钢号，又要提出应 有的机械性能和化学成分保证项目，是钢结构设计的首有的机械性能和化学成分保证项目，是钢结构设计的首 要环节。选材的基本原则是既保证安全可靠，又经济合要环节。选材的基本原则是既保证安全可靠，又经济合 理。钢材的质量等级愈高，其价格也愈高。因此应根据理。钢材的质量等级愈高，其价格也愈高

34、。因此应根据 结构的不同特点，来选择适宜的钢材。结构的不同特点，来选择适宜的钢材。 第2章钢结构基础85 四、常用钢材的规格四、常用钢材的规格 钢结构所用钢材主要是热轧成型的钢板、型钢钢结构所用钢材主要是热轧成型的钢板、型钢 （图（图2-9)和冷加工（冷弯、冷压和冷轧）成型的和冷加工（冷弯、冷压和冷轧）成型的 薄壁型钢（图薄壁型钢（图2-10)。 1. 1. 热轧钢板热轧钢板 钢板的标注符号是钢板的标注符号是“（截面代号）（截面代号） 宽度宽度厚度厚度长度长度”，单位为，单位为mm，亦可用，亦可用“ 宽度宽度厚度厚度”或或“厚度厚度”来表示。如来表示。如 360360121236003600，

35、亦可表示如，亦可表示如3603601212或或1212。 2. 2. 热轧型钢热轧型钢 （1 1）角钢）角钢 分为等边和不等边角钢两种。角钢标注分为等边和不等边角钢两种。角钢标注 符号是符号是“边宽边宽厚度（等边角钢）或厚度（等边角钢）或长边宽长边宽 短边宽短边宽厚度（不等边角钢），单位为厚度（不等边角钢），单位为mm”mm”。 如如1001008 8和和10010080808 8。 第2章钢结构基础86 第2章钢结构基础87 （2 2）槽钢）槽钢 有热轧普通槽钢和轻型槽钢两种。槽钢规格用有热轧普通槽钢和轻型槽钢两种。槽钢规格用 槽钢符号（普通槽钢和轻型槽钢的符号分别为槽钢符号（普通槽钢和轻型

36、槽钢的符号分别为 和和QQ） 和截面高度（单位为和截面高度（单位为cmcm）表示，当腹板厚度不同时，还）表示，当腹板厚度不同时，还 要标注出腹板厚度类别符号要标注出腹板厚度类别符号a a、b b、c c，例如，例如1010、20a20a、 Q20aQ20a。与普通槽钢截面高度相同的轻型槽钢的翼缘和。与普通槽钢截面高度相同的轻型槽钢的翼缘和 腹板均较薄，截面面积小但回转半径大。腹板均较薄，截面面积小但回转半径大。 （3 3）工字钢）工字钢 有普通工字钢和轻型工字钢两种。标注方法有普通工字钢和轻型工字钢两种。标注方法 与槽钢相同，但槽钢符号与槽钢相同，但槽钢符号“” ” 应改为应改为 “I”,I”

37、,例如例如I18I18、 I50aI50a、QI50QI50。 （4 4）H H型钢型钢 H H型钢比工字钢的翼缘宽度大并为等厚度，型钢比工字钢的翼缘宽度大并为等厚度， 截面抵抗矩较大且质量较小，便于与其它构件连接。热截面抵抗矩较大且质量较小，便于与其它构件连接。热 轧轧H H型钢分为宽、中、窄翼缘型钢分为宽、中、窄翼缘H H型钢，它们的代号分别型钢，它们的代号分别 为为HWHW、HMHM和和HNHN。标注方法与槽钢相同，但代号。标注方法与槽钢相同，但代号“” ” 应改变为应改变为”H” H” ，例如，例如HW260aHW260a、HM360HM360、HN300bHN300b。 第2章钢结构

38、基础88 钢管钢管 钢结构中常用热轧无缝钢管和焊接钢管。用钢结构中常用热轧无缝钢管和焊接钢管。用“ 外径壁厚外径壁厚”表示，单位为表示，单位为mmmm，例如，例如3603606 6。 3. 3.薄壁型钢薄壁型钢 薄壁型钢通常是用薄壁型钢通常是用1.51.56mm6mm厚的薄钢板冷加工而成，厚的薄钢板冷加工而成， 其截面形式和尺寸可按工程要求合理设计。与相同截其截面形式和尺寸可按工程要求合理设计。与相同截 面积的热轧型钢相比，其截面抵抗矩大，钢材用量可面积的热轧型钢相比，其截面抵抗矩大，钢材用量可 显著减少。但因板壁较薄，对锈蚀影响较为敏感。显著减少。但因板壁较薄，对锈蚀影响较为敏感。 五、其它钢材的使用五、其它钢材的使用 当上述钢材不能满足要求时，还可选用优质碳当上述钢材不能满足要求时，还可选用优质碳 素结构钢或其它低合金钢。当在有腐蚀介质中素结构钢或其它低合金钢。当在有腐蚀介质中 使用钢结构时，可采用耐侯钢。具体可参考使用钢结