钢结构材料基本知识

钢结构材料基本知识 

1  钢结构常用钢材图片

2  钢结构用钢材的种类及钢号标识 

    金属材料包括黑色金属和有色金属两大类。黑色金属是指以铁元素为主要成分的金属及其合金，如钢和生铁。有色金属是指黑色金属以外的金属，如铝、铜、铅、锌等金属及其合金。 

    工业与民用建筑中钢结构应用的金属材料主要有建筑钢材和铝合金两种。建筑钢材是指用于工程建设的各种钢材，包括钢结构用的各种型钢(圆钢、角钢、槽钢和工字钢)、钢板、钢筋混凝土用的各种钢筋、钢丝和钢铰线。除此之外，还包括用作门窗和建筑五金材料等钢材。 

    建筑钢材的优点是：强度高、品质均匀，具有一定的弹性和塑性变形能力，能承受冲击振动荷载；钢材还具有很好的加工性能，可以铸造、锻压、焊接、铆接和切割，装配施工方便。因此，建筑钢材广泛用于大跨度结构、多层及高层建筑、受动力荷载结构和重型工业厂房结构。建筑钢材的缺点是：容易生锈，维护费用大，耐火性差。 

如按化学成分分类，钢材可分为：

碳素钢和合金钢两类，

碳素钢指含碳量为 0.02%～2.06%；

按含碳量又可分为：

低碳钢(含碳量＜0.25%)、

中碳钢(含碳量 0.25%～0.6%)、

高碳钢(含碳量＞0.6%)；

合金钢可以分为：

低合金钢(合金元素总量＜5%)、

中合金钢(合金元素总量为 5%～l0%)、

高合金钢(合金元素总量＞l0%)。

    钢结构上常用的是低碳钢、中碳钢以及低合金钢，即碳素结构钢和低合金高强度结构钢，后者因含有锰、钒等合金元素而具有较高的强度。此外处在腐蚀介质中的结构，则采用高耐候性结构钢，这种钢因含铜、磷、铬、镍等合金元素而具有较高的抗锈能力。 

a）碳素结构钢 

碳素结构钢执行标准为 GB/T 700《碳素结构钢》。碳素结构钢的牌号(简称钢号)有Q195、Q215、Q235 及 Q275。其中 Q215 包含有 Q215A、Q215B；Q235 包含有 Q235A、Q235B、Q235C、Q235D；Q275 包含有 Q275A、Q275B、Q275C、Q275C。碳素结构钢的钢号由代表屈服点的字母 Q，屈服点数值(单位为 N/mm)，质量等级符号(如 A、B、C、D)、脱氧方法

符号(如 F、B)这四个部分组成。在浇铸过程中由于脱氧程度的不同钢材有镇静钢与沸腾钢之分。以符号 Z、F 来表示。此外还有用铝补充脱氧的特殊镇静钢，用 TZ 表示。按国家标准规定，符号 Z、TZ 在表示牌号时予以省略。以 Q235 钢来说，A、B 两级钢的脱氧方法可以是 Z、F，C 级钢的只能为 Z，D 级钢的只能为 TZ，其钢号的表示法和代表的意义如下：  

Q235—A——   屈服强度为 235N/mm2，A 级，镇静钢。 

Q235—AF——  屈服强度为 235N/mm2，A 级，沸腾钢。 

Q235—B——   屈服强度为 235N/mm2，B 级，镇静钢。 

Q235—C——   屈服强度为 235N/mm2，C 级，镇静钢。 

Q235—D——   屈服强度为 235N/mm2，D 级，特殊镇静钢。 

从 Q195 到 Q275，是按强度由低到高排列的。Q195、Q215 的强度比较低，而 Q275的含碳量比较高，所以钢结构常用碳素结构钢中的 Q235 钢。 

b）低合金高强度结构钢 

低合金高强度结构钢是在钢的冶炼过程中添加少量的几种合金元素(含碳量均不大于 0.02%，合金元素总量不大于 0.05%)，使钢的强度明显提高，故称低合金高强度结构钢。国家标准 GB/T 1591 《低合金高强度结构钢》规定，低合金高强度结构钢分为 Q355（Q345）、Q390、Q420、Q460、Q500、Q550、Q620、Q690 这五种，其符号的含义和碳素结构钢牌号的含义相同。其中 Q355、Q390、Q420 是钢结构设计规范中规定采用的钢种。这三种钢都包含有 A、B、C、D、E 五个质量等级，和碳素钢一样，不同的质量等级是按对冲击韧性(夏比 V 形缺口试验)的要求来区分的。在石油化工钢结构中主要选用的低合金高强度结构钢为 Q355B。

c）优质碳素结构钢 

优质碳素结构钢不以热处理或热处理(正火、淬火、回火)状态交货，用作压力加工用钢和切削加工用钢。由于价格较高，钢结构中使用较少，仅用经热处理的优质碳素结构钢冷拔高强度钢丝或制作高强螺栓、自攻螺钉等。

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