一、結構鋼材的主要物理力學性能與鋼結構設計
屈服強度fy:結構設計中線彈性分析以及強度、穩定性計算的限值標準。
抗拉強度fu:受拉破壞的極限。強屈比是衡量強度儲備的重要標志。
伸長率δ5(δ10):鋼材單向拉伸的塑性性質表現。
冷彎角α:鋼材彎曲擠壓時的塑性性質表現,和對鋼材內部缺陷的揭示。
斷面收縮率ψ:鋼材復雜受力狀態下的塑性體現。
沖擊韌性AK:鋼材破壞所需動能的一種量度。
斷裂韌性K1C:鋼材裂紋失穩擴展的一種限值。
二、結構鋼材的鋼種、牌號、強度級別、質量等級:
鋼種:碳素鋼,低合金鋼;普通鋼,優質鋼,特種工藝鋼(如TMPS)。
牌號:由屈服強度字母Q、屈服強度數值、質量等級(A,B,C,D,E)、脫氧方法符號
(F,B,Z,TZ)組成。
強度級別:Q235, Q345, Q390, Q420…。
質量等級:標準規定交貨時,一般應保證合格的性能如下
A級— fu, fy,δ5 (δ10) ,α; S , P。
B級— fu, fy,δ5 (δ10) ,α; C,S , P, AK(+200C)。
C級— fu, fy,δ5 (δ10) ,α; C,S , P, AK( 00C)。
D級— fu, fy,δ5 (δ10) ,α; C,S , P, AK(-200C)。
E級— fu, fy,δ5 (δ10) ,α; C,S , P, AK(-400C)。
其它性能指標要求,須由設計提出,并與供貨方協約確定。但是,要求的級別、等級越高, 附加條件越多、越苛刻,則價格越貴。
三、結構鋼材性質選用須要考慮的主要因素:結構重要性;結構類型;連接方法;節點構造;受力狀態;環境狀況。
四、選用結構鋼材性質的基本原則:足夠可靠,滿足需要(防止因材質差而脆斷破壞)工藝性能良好和價格低廉。
五、鋼結構的鋼材選用
(1)質量等級的選擇
一般非焊接的鋼結構可選用A級鋼;
焊接鋼結構,靜載作用時應選用B級鋼;
焊接鋼結構,動載作用時,應根據結構所處環境溫度,選用C,D,E級的或特級鋼,務必使鋼材的脆性轉換溫度低于結構所處環境溫度。
對于有層狀撕裂受力的結構部位的較厚鋼板,應有抗層狀撕裂的要求。
對節點構造及受力狀況復雜、工作環境條件惡劣的重型焊接鋼結構,應提高對鋼材質量標準的要求。
重要鋼結構鋼材的質量等級選擇宜提高。
(2)強度等級的選用
普通鋼結構鋼材的強度等級常常選為Q235或 Q345;
重型、超重型鋼結構鋼材的強度等級可選為Q345,Q390,Q420或更高強度等級的特種鋼材;
冷彎薄壁輕型鋼結構,非焊接時可用A級,焊接時應用B級鋼;一般可選用強度等級為Q235或Q345鋼;
超輕型鋼結構及用于屋面、墻面的壓型板的彩色涂層鋼板可選用強度等級與Q235或 Q345相當的鋼材;當鎖縫連接時應有良好的冷彎性能,必要時可補做多層卷筒壓扁無損傷合格試驗;當為壓扣連接時宜選較高強度級別和韌性好的鋼材。