1.1 建筑鋼材的類別及鋼材的選用

　　1.1.1 建筑鋼材的類別

　　(1) 碳素結構鋼

　　碳素結構鋼的牌號（簡稱鋼號）有 Q195 、Q235A 、 B 、 C 及 D , Q275 。其中的 Q 是屈服強度中屈字漢語拼音的字首，后接的阿拉伯字表示以 N/mm2為單位屈服強度的大小， A 、 B 、 C 或 D等表示按質量劃分的級別，D級質量**好。**后還有一個表示脫氧方法的符號如 F ,Z或 b 。從 Q195 到 Q275 ，是按強度由低到高排列的；鋼材強度主要由其中碳元素含量的多少來決定，但與其他一些元素的含量也有關系。所以，鋼號的由低到高在較大程度上代表了含碳量的由低到高。

　　國內鋼結構建筑中的次要構件使用**多的鋼材是Q235（南方多用Q235B,北方多用Q235C），市場上的熱軋鋼材（如角鋼、槽鋼、工字鋼、熱軋方管、熱軋圓管）多為Q235材質，Q345材質也有，但相對少一些。次要構件如支撐、檁托板等；

　　（2) 低合金高強度結構鋼

　　低合金高強度結構鋼是在鋼的冶煉過程中添加少量幾種合金元素使鋼的強度明顯提高，故稱低合金高強度結構鋼。Q345 、 Q390 和 Q420 是鋼結構設計規范規定采用的鋼種。其符號的含義和碳素結構鋼牌號的含義相同。這三種鋼都包括 A 、 B 、 C 、 D 、 E 五種質量等級，和碳素結構鋼一樣，不同質量等級是按對沖擊韌性（夏比 V 型缺口試驗）的要求區分的。 A 級無沖擊功要求； B 級要求提供20 ℃沖擊功 AKv ≥ 34J（縱向） ; C 級要求提供0℃沖擊功 AKV ≥ 34J（縱向） ; D 級要求提供一20 ℃沖擊功 AKv≥34J（縱向） ; E 級要求提供一40 ℃沖擊功 AKv ≥27J（縱向）。不同質量等級對碳、硫、磷、鋁等含量的要求也有區別。低合金高強度結構鋼的 A 、 B 級屬于鎮靜鋼， C 、D 、 E 級屬于特殊鎮靜鋼。

　　國內鋼結構建筑的主要受力構件多采用Q345材質（南方多用Q345B，北方多用Q345C或Q345D)。主要構件如框架（剛架）結構的梁柱、吊車梁、大跨桁架等；

　　（3） 高強鋼絲和鋼索材料

　　懸索結構和斜張拉結構的鋼索、桅桿結構的鋼絲繩等通常都采用由高強鋼絲組成的平行鋼絲束、鋼絞線和鋼絲繩。高強鋼絲是由優質碳素鋼經過多次冷拔而成，分為光面鋼絲和鍍鋅鋼絲兩種類型。

　　鋼絲強度的主要指標是抗拉強度，其值在 1570-1700 N/mm2范圍內，而屈服強度通常不作要求。高強鋼絲的伸長率較小，**低為 4 % ，但高強鋼絲（和鋼索）卻有一個不同于一般結構鋼材的特點—— 松弛，即在保持長度不變的情況下所承拉力隨時間延長而略有降低。

　　平行鋼絲束由 7 根、 19 根、 37 根或 61 根鋼絲組成。鋼絲束內各鋼絲受力均勻，彈性模量接近一般受力鋼材。用來組成鋼絲束的鋼絲除圓形截面外，還有梯形和異形截面的鋼絲。

上圖為平行鋼絲束的截面

　　鋼絞線亦稱單股鋼絲繩，由多根鋼絲捻成。鋼絲繩多由 7 股鋼絞線捻成，以一股鋼絞線為核心，外層的 6 股鋼絞線沿同一方向纏繞。

上圖為鋼絲繩

　　1.1.2鋼材的選擇

　　選擇鋼材的目的是要做到結構安全可靠，同時用材經濟合理。為此，在選擇鋼材時應考慮下列各因素：

　　（1） 結構或構件的重要性；

　　（2）荷載性質（靜載或動載） ;

　　（3）連接方法（焊接、鉚接或螺栓連接） ;

　　（4）工作條件（溫度及腐蝕介質）。

　　對于重要結構、直接承受動載的結構、處于低溫條件下的結構及焊接結構，應選用質量較高的鋼材。

　　Q235A 鋼的保證項目中，碳含量、冷彎試驗合格和沖擊韌性值并未作為必要的保證條件，所以只宜用于不直接承受動力作用的結構中。當用于焊接結構時，其質量證明書中應注明碳含量不超過0.2%。

　　當選用 Q235A 、 B 級鋼時，還需要選定鋼材的脫氧方法。

　　連接所用鋼材，如焊條、自動或半自動焊的焊絲及螺栓的鋼材應與主體金屬的強度相適應。

　　1.1.3型鋼的規格

　　鋼結構構件一般宜直接選用型鋼，這樣可減少制造工作量，降低造價。型鋼尺寸不夠合適或構件很大時則用鋼板制作。型鋼有熱軋及冷成型兩種。

　　（1）熱軋鋼板

　　熱軋鋼板按厚度分類：（a）薄板，厚度不大于3mm(電工鋼板除外)（b）中板，厚度在4-20mm（c）厚板，厚度在20-60mm（d）特厚板,厚度大于60mm。

　　在圖紙中鋼板用“-厚 x 寬 x 長（單位為毫米）”前面附加鋼板橫斷面的方法表示，如：-12 x 800 x 2100等。一般鋼板采用標準尺寸的平板交貨，如2m *6m等多中規格；

上圖為厚板和中板的交貨狀態

上圖為鋼卷的交貨狀態

　　(2) 熱軋型鋼

　　角鋼——有等邊和不等邊兩種。等邊角鋼，以邊寬和厚度表示，如 L100 x 10為肢寬 100 mm 、厚10mm 的等邊角鋼。不等邊角鋼，則以兩邊寬度和厚度表示，如 L100 x 80 x 10 等。

上圖為角鋼

　　槽鋼——我國槽鋼有兩種尺寸系列，即熱軋普通槽鋼與熱軋輕型槽鋼。前者的表示法如［ 30a ，指槽鋼外廓高度為 750px 且腹板厚度為**薄的一種；后者的表示法例如［ 25Q ，表示外廓高度為625px , Q 是漢語拼音“輕”的拼音字首。同樣號數時，輕型者由于腹板薄及翼緣寬而薄，因而截面積小但回轉半徑大，能節約鋼材減少自重。不過輕型系列的實際產品較少。

上圖為槽鋼

　　工字鋼——與槽鋼相同，也分成上述的兩個尺寸系列：普通型和輕型。與槽鋼一樣，工字鋼外輪廓高度的厘米數即為型號，普通型者當型號較大時腹板厚度分 a 、 b 及c三種。輕型的由于壁厚已薄故不再按厚度劃分。兩種工字鋼表示法如： I32c , I32Q 等。

　　H 型鋼和剖分 T 型鋼——熱軋 H 型鋼分為三類：寬翼緣 H 型鋼（ HW ）、中翼緣 H 型鋼（HM ）和窄翼緣 H 型鋼（ HN ）。 H 型鋼型號的表示方法是先用符號 HW 、 HM 和 HN 表示 H 型鋼的類別，后面加“高度（毫米） x 寬度（毫米） ” , 例如HW300x300 ，即為截面高度為 300mm ，翼緣寬度為 300mm 的寬翼緣 H 型鋼。剖分 T 型鋼也分為三類，即：寬翼緣剖分 T 型鋼（ TW ）、中翼緣剖分 T 型鋼 ( TM ）和窄翼緣剖分 T 型鋼( TN ）。剖分 T 型鋼系由對應的 H 型鋼沿腹板中部對等剖分而成。其表示方法與 H 型鋼類同。

上圖為H型鋼和T型鋼

　　(3) 冷彎薄壁型鋼

　　是用 0.42-6mm 厚的薄鋼板經冷彎或模壓而成型的（如圖示）。壓型鋼板是近年來開始使用的薄壁型材，所用鋼板厚度為 0.4-2mm ，用做輕型屋面等構件。

上圖為壓型鋼板，用于組合混凝土樓板

上圖為彩鋼板，用于屋面板和墻面板