钢结构工程的主要材料装配,整体式混凝土结构用钢主要为碳素结构钢和低合金高强度结构钢两种。
1.碳素结构钢
按国家标准《碳素结构钢》(GB/T700—2006)生产的钢材共有Q195、Q215、Q235、Q255和Q275等,板材厚度不大于16mm的相应牌号钢材的屈服点分别为195 N/mm2、215 N/mm2、235 N/mm2、255 N/mm2和275 N/mm2。
其中Q235含碳量在0.22%以下,属于低碳钢,钢材的强度适中,塑性、韧性均较好。该牌号钢材又根据化学成分和冲击韧性的不同划分为A、B、C、D共4个质量等级,按字母顺序由A到D,表示质量等级由低到高。
除A级外,其他三个级别的含碳量均在0.20%以下,焊接性能也很好。因此,规范将Q235牌号的钢材选为承重结构用钢。碳素结构钢的化学成分和脱氧方法见表1。
表1 Q235钢的化学成分和脱氧方法
2.低合金高强度结构
钢按国家标准《低合金高强度结构钢》(GB/T1591—2018)生产的钢材共有Q345、Q390、Q420、Q460、Q500、Q550、Q620和Q690等8种牌号,板材厚度不大于16mm的相应牌号钢材的屈服点分别为345 N/mm2、390 N/mm2、420N/mm2、460 N/mm2、500 N/mm2、550 N/mm2、620 N/mm2和690N/mm2。
这些钢材的含碳量均不大于0.20%,强度的提高主要依靠添加少量几种合金元素,合金元素的总量低于5%,故称为低合金高强度钢。
其中Q345、Q390和Q420均按化学成分和冲击韧性各划分为A、B、C、D、E共5个质量等级,字母顺序越靠后的钢材质量越高。这三种牌号的钢材均有较高的强度和较好的塑性、韧性、焊接性能,被规范选为承重结构用钢。
3.型钢
(1)型钢的分类。
1)按材质分类。型钢常用的材质如图1所示。
图1 型钢常用的材质
2)按生产方法分类。生产型钢常用的方法如图2所示。
图2 生产型钢常用的方法
3)按截面形状分类。型钢按截面形状分类如图3所示。
图3 型钢按截面形状分类
(2)型钢的材料要求。装配整体式结构中,对型钢的材料要求应根据具体实际情况选用,钢材的各项性能指标均应符合现行国家标准《钢结构设计标准》(GB50017—2017)的规定。