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鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計用鋼
作者：馬秋分 任光柱 馬金勇
[摘要]鋼結(jié)構(gòu)住宅是指用鋼結(jié)構(gòu)做承重結(jié)構(gòu),用環(huán)保,輕體、節(jié)能的材料做圍護結(jié)構(gòu)的住宅,被譽為21世紀的“綠色建筑”。而鋼結(jié)構(gòu)是以鋼材制作為主的結(jié)構(gòu),是主要的建筑結(jié)構(gòu)類型之一。因此鋼結(jié)構(gòu)的用鋼必須要滿足一定的使用要求和設(shè)計要求。
[關(guān)鍵詞]鋼結(jié)構(gòu) 鋼材 普通碳素鋼 結(jié)構(gòu)鋼
提起鋼結(jié)構(gòu)用鋼大家并不陌生,像Q235和Q345這樣的鋼材是最常用的,也是生活中接觸最多的。的確,從材性、材質(zhì)方面看,現(xiàn)在市場充分供應(yīng)的Q235及Q345號鋼的各類鋼材,可以保證建筑鋼結(jié)構(gòu)的基本需求。鋼結(jié)構(gòu)是以鋼材制作為主的結(jié)構(gòu),是主要的建筑結(jié)構(gòu)類型之一。它的基本特點是強度高、自重輕、剛度大、材料勻質(zhì)性和各向同性好。
因此,用什么類型的鋼材對鋼結(jié)構(gòu)的影響很大。下面就從鋼結(jié)構(gòu)用鋼的鋼種鋼號及版帶鋼中的鋼結(jié)構(gòu)用鋼這兩方面對鋼結(jié)構(gòu)的選用做一介紹。
一、鋼結(jié)構(gòu)用鋼的鋼種鋼號
1.普通碳素結(jié)構(gòu)鋼
普通碳素結(jié)構(gòu)鋼,按用途可以分為:一般用途普通的普通碳素和專用普通碳素鋼。
按含碳量及屈服強度高低分為5種牌號:Q195,Q215,Q235,Q255,Q275.QISH其中鋼結(jié)構(gòu)主要用Q235號鋼。Q215和Q255也可作結(jié)構(gòu)用,但是產(chǎn)量和用量相對較少。
使用該標準鋼號要注意一下幾點:
(1)該標準鋼號主要用作工程用和一般結(jié)構(gòu)用鋼。
(2)該標準鋼在在使用品種方面主要有鋼板,鋼帶和型鋼。
(3)該標準鋼號可用作焊接和栓接結(jié)構(gòu)用鋼。但焊接結(jié)構(gòu)不宜選用A級鋼,除非有含碳量<0.0022的保證,以保證良好的可焊性。
(4)該標準鋼號一般在熱軋狀態(tài)下交貨和使用。
2.焊接結(jié)構(gòu)耐候鋼
在鋼中加入少量合金元素,其耐候性較焊接結(jié)構(gòu)耐候鋼更好。其牌號為Q295GNH,Q295NHL,Q345GNHL。
低合金鋼,按用途可以分為:低合金結(jié)構(gòu)鋼:耐腐蝕用鋼:低溫鋼:鋼筋鋼:耐磨鋼:特殊用途的專用鋼。按屈服強度高低分為5種牌號,每牌號鋼中分別包含了若干鋼種,其中鋼結(jié)構(gòu)用為Q345, Q390, Q420三個牌號。
二、板帶鋼中的鋼結(jié)構(gòu)用鋼
結(jié)構(gòu)用的板帶鋼主要有:熱軋鋼板和鋼帶,冷軋鋼板和鋼帶,花紋鋼板以及高層建筑結(jié)構(gòu)用鋼板。
三、鋼材選用的標準
1.用于承重的冷彎薄壁型鋼、輕型熱軋型鋼和鋼板,應(yīng)采用先行國家標準《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/T700規(guī)定的Q235鋼和《低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼》GB/T1591規(guī)定的Q345鋼。
2.門式剛架、吊車梁、和焊接的檁條、墻梁等構(gòu)件宜采用Q235B或Q345A及以上等級的鋼。非焊接的檁條和墻梁等構(gòu)件可采用Q235A鋼。當有根據(jù)時,門式剛架、檁條和墻梁可采用其他牌號的鋼制作。
《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50017-2003中3.3.1規(guī)定,承重結(jié)構(gòu)的鋼材宜采用Q235鋼、Q345鋼、Q390鋼和Q420鋼,其質(zhì)量應(yīng)分別符合現(xiàn)行國家標準碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/T700和《低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼》GB/T1591的規(guī)定。當采用其他牌號的鋼材時,尚應(yīng)符合相應(yīng)有關(guān)標準的規(guī)定和要求。
這些都是鋼結(jié)構(gòu)的一些用鋼,當然還有其他的。以鋼材制作為主的結(jié)構(gòu),是主要的建筑結(jié)構(gòu)類型之一。鋼材的特點是強度高、自重輕、剛度大,故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特別適宜;材料勻質(zhì)性和各向同性好,屬理想彈性體,最符合一般工程力學的基本假定;材料塑性、韌性好,可有較大變形,能很好地承受動力荷載;建筑工期短;其化程度高,可進行機械化程度高的專業(yè)化生產(chǎn);加工精度高、效率高、密閉性好,故可用于建造氣罐、油罐和變壓器等。其缺點是耐火性和耐腐性較差。主要用于重型車間的承重骨架、受動力荷載作用的廠房結(jié)構(gòu)、板殼結(jié)構(gòu)、高聳電視塔和桅桿結(jié)構(gòu)、橋梁和庫等大跨結(jié)構(gòu)、高層和超高層建筑等。鋼結(jié)構(gòu)今后應(yīng)研究高強度鋼材,大大提高其屈服點強度;此外要軋制新品種的型鋼,例如H型鋼(又稱寬翼緣型鋼)和T形鋼以及壓型鋼板等以適應(yīng)大跨度結(jié)構(gòu)和超高層建筑的需要。由于鋼結(jié)構(gòu)的這些特點,它將會在建筑方面占有很重要的地位。
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[1]中華人民共和國建設(shè)部和中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范.
[2]低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼—GB1597-94.
[3]碳素結(jié)構(gòu)鋼—GB700-88.
[4]優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼技術(shù)條件—GB699-88.
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