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鋼結(jié)構(gòu)材料與結(jié)構(gòu)構(gòu)件

一、主鋼材的品種和牌號(hào)
鋼材的品種繁多，性能各異，在鋼結(jié)構(gòu)中采用的鋼材主要有二個(gè)種類，一是碳素結(jié)構(gòu)鋼（或稱普通碳素鋼），二是低合金結(jié)構(gòu)鋼。低合金鋼因含有錳、釩等合金元素而具有較高的強(qiáng)度。

二、連接材料

鋼結(jié)構(gòu)的連接是通過一定的方式將各個(gè)桿件連成整體。桿件間要保證正確的相互位置，以保證傳力和使用要求，連接部位應(yīng)有足夠的靜力強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度。因此，連接是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工中重要的環(huán)節(jié)，鋼結(jié)構(gòu)的連接應(yīng)符合安全可靠、節(jié)省鋼材、構(gòu)造簡單和施工方便的原則。

鋼結(jié)構(gòu)的連接方法分為鉚接、焊接、普通螺栓和高強(qiáng)度螺栓連接，依據(jù)連接方法的不同，連接材料分為以下幾種。

1、鉚釘

2、普通螺栓

3、高強(qiáng)度螺栓

4、焊接材料: 焊接材料主要有電焊條、焊絲及焊劑。

三、高層鋼結(jié)構(gòu)材料選用的基本要求

（一）鋼材選用的原則　　

鋼材選用的原則是：既能使結(jié)構(gòu)安全可靠和滿足使用要求，又要最大可能節(jié)約鋼材和降低造價(jià)。不同使用條件，應(yīng)當(dāng)有不同的質(zhì)量要求。在一般結(jié)構(gòu)中當(dāng)然不宜輕易地選用優(yōu)質(zhì)鋼材，而在主要的結(jié)構(gòu)中更不能盲目地選用質(zhì)量很差的鋼材。就鋼材的力學(xué)性能來說，屈服點(diǎn)、抗拉強(qiáng)度、伸長率、冷彎性能、沖擊韌性等各項(xiàng)指標(biāo)，是從各個(gè)不同的方面來衡量鋼材質(zhì)量的指標(biāo)，在設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)該根據(jù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，選用適宜的鋼材。鋼材選擇是否合適，不僅是一個(gè)經(jīng)濟(jì)問題，而且關(guān)系到結(jié)構(gòu)的安全和使用壽命。

選定鋼材時(shí)應(yīng)考慮下列結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

1、結(jié)構(gòu)的類型及重要性

由于使用條件、結(jié)構(gòu)所處部位等方面的不同，結(jié)構(gòu)可以分為重要、一般和次要三類。例如：民用大跨度屋架、重級(jí)工作制吊車梁等就是重要的；普通廠房的屋架和柱等屬于一般的；梯子、欄桿、平臺(tái)等則是次要的，應(yīng)根據(jù)不同情況，有區(qū)別地選用鋼材的牌號(hào)�！　�

2、荷載的性質(zhì)　　

按所承受荷載的性質(zhì)，結(jié)構(gòu)可分為承受靜力荷載和承受動(dòng)力荷載兩種。在承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中，又有經(jīng)常滿載和不經(jīng)常滿載的區(qū)別。因此，荷載性質(zhì)不同，就應(yīng)選用不同的牌號(hào)。例如對(duì)重級(jí)工作制吊車梁，就要選用沖擊韌性和疲勞性能好的鋼材，如Q345C或Q235C。而對(duì)于一般承受靜力荷載的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件，如普通焊接屋架及柱等（在常溫條件下），可選用Q235BF。

3、連接方法　　

連接方法不同，對(duì)鋼材質(zhì)量要求也不同。例如焊接的鋼材，由于在焊接過程中不可避免地會(huì)產(chǎn)生焊接應(yīng)力、焊接變形和焊接缺陷，在受力性質(zhì)改變和溫度變化的情況下，容易引起缺口敏感，導(dǎo)致構(gòu)件產(chǎn)生裂紋，甚至發(fā)生脆性斷裂，所以焊接鋼結(jié)構(gòu)對(duì)鋼材的化學(xué)成分、力學(xué)性能和可焊性都有較高的要求。如鋼材中的碳、硫、磷的含量要低，塑性和韌性指標(biāo)要高，可焊性要好等。但對(duì)非焊接結(jié)構(gòu)（如用高強(qiáng)度螺栓連接的結(jié)構(gòu)），這些要求就可放寬。

（二）高層鋼結(jié)構(gòu)材料選用的基本要求

1、高層鋼結(jié)構(gòu)所用鋼材的鋼種、鋼號(hào)、強(qiáng)度設(shè)計(jì)值、選用原則及所要求保證的機(jī)械性能、化學(xué)成分限值等以及連接所用的焊接材料、螺栓緊固件等材料的要求，除將鋼材的冷彎性能作為基本保證條件外，其它基本上與一般鋼結(jié)構(gòu)相同，對(duì)厚板鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)按《高層建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》的規(guī)定執(zhí)行。此外，Q235A級(jí)普通碳素結(jié)構(gòu)鋼只宜作次要的非焊接構(gòu)件。

2、抗震高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的鋼材性能，還應(yīng)滿足下述要求：

（1）鋼材屈強(qiáng)比不低于1.2，按8度和8度以上抗震設(shè)防的結(jié)構(gòu)不低于1.5；

（2）有明顯的屈服臺(tái)階，伸長率大于20%，且有保持延性的良好可焊性；

（3）甲、乙類高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的鋼材屈服點(diǎn)不宜超過其標(biāo)準(zhǔn)值的10%。

3、承重結(jié)構(gòu)處于外露和低溫環(huán)境時(shí)，其鋼材還應(yīng)考慮耐大氣腐蝕和避免低溫冷脆的要求。

4、采用焊接連接的梁-柱節(jié)點(diǎn)范圍內(nèi)，當(dāng)節(jié)點(diǎn)約束較強(qiáng)，板厚大于50mm，并承受沿板厚方向的拉力作用時(shí)，應(yīng)附加要求板厚方向的伸長率保證（大于20%～25%），以防止層狀撕裂。

5、同一高層結(jié)構(gòu)中，根據(jù)構(gòu)件所處的部位，受力情況的不同可分別選用不同的鋼號(hào)及強(qiáng)度級(jí)別的鋼材。

6、圍護(hù)結(jié)構(gòu)及組合板所用的壓型鋼板，宜采用Q235鋼。

7、高層鋼結(jié)構(gòu)中所采用的抗剪栓焊釘，其釘桿磁環(huán)等材料應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求，其施焊應(yīng)采用專用焊機(jī)焊具，以保證其抗剪承載力。

8、高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的組合樓板及組合構(gòu)件所用的混凝土標(biāo)號(hào)、鋼筋及其設(shè)計(jì)強(qiáng)度，以及輕骨料混凝土材料等，應(yīng)符合國家現(xiàn)行規(guī)范的要求。

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