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鋼結構工程設計需要考慮的鋼材問題

瀏覽：351 發布日期：2017-11-27

　　鋼結構設計要保證承重結構的承載能力和防止在一定條件下出現脆性破壞，應根據結構的重要性、荷載特征、結構形式、應力狀態、連接方法、鋼材厚度和工作環境等因素綜合考慮，選用合適的鋼材牌號和材性。
　　
　　承重結構的鋼材宜采用Q235鋼、Q345鋼、Q390鋼和Q420鋼，其質量應分別符合現行國家標準規定。當采用其他牌號的鋼材時，尚應符合相應有關標準的規定和要求。對Q235鋼宜選用鎮靜鋼或半鎮靜鋼。
　　
　　承重結構的鋼材應具有抗拉強度、伸長率、屈服強度和硫、磷含量的合格保證，對焊接結構尚應具有碳含量的合格保證。
　　
　　焊接承重結構以及重要的非焊接承重結構的鋼材還應具有冷彎試驗的合格保證。

　　對于需要驗算疲勞的焊接結構的鋼材，應具有常溫沖擊韌性的合格保證。當結構工作溫度等于或低于0℃但高于-20℃時，Q235鋼和Q345鋼應具有0℃C沖擊韌性的合格保證；對Q390鋼和Q420鋼應具有-20℃沖擊韌性的合格保證。當結構工作溫度等于或低于-20℃時，對Q235鋼和Q345鋼應具有-20℃沖擊韌性的合格保證；對Q390鋼和Q420鋼應具有-40℃沖擊韌性的合格保證。
　　
　　對于需要驗算疲勞的非焊接結構的鋼材亦應具有常溫沖擊韌性的合格保證，當結構工作溫度等于或低于-20℃時，對Q235鋼和Q345鋼應具有0℃沖擊韌性的合格保證；對Q390鋼和Q420鋼應具有-20℃沖擊韌性的合格保證。
　　
　　當焊接承重結構為防止鋼材的層狀撕裂而采用Z向鋼時，其材質應符合現行國家標準《厚度方向性能鋼板》GB/T 5313的規定。
　　
　　鋼材的強度設計值（材料強度的標準值除以抗力分項系數），應根據鋼材厚度或直徑按表2-77采用。鋼鑄件的強度設計值應按表2-78采用。連接的強度設計值應按表2-79至表2-81采用。

鋼材的強度設計值（N/mm²）表2-77

鋼材		抗拉、抗壓和抗彎f	抗剪 f_v	端面承壓（刨平頂緊） f_ce
牌號	厚度或直徑（mm）	抗拉、抗壓和抗彎f	抗剪 f_v	端面承壓（刨平頂緊） f_ce
Q235鋼	≤16	215	125	325
	＞16~40	205	120
	＞40~60	200	115
	＞60~100	190	110
Q345鋼	≤16	310	180	400
	＞16~35	295	170
	＞35~50	265	155
	＞50~100	250	145
Q390鋼	≤16	350	205	415
	＞16~35	335	190
	＞35~50	315	180
	＞50~100	295	170
Q420鋼	≤16	380	220	440
	＞16~35	360	210
	＞35~50	340	195
	＞50~100	325	185

注：表中厚度系指計算點的鋼材厚度，對軸心受力構件系指截面中較厚板件的厚度。

鋼鑄件的強度設計值（N/mm²）表2-78

鋼號	抗拉、抗壓和抗彎 f	抗剪 f_v	端面承壓（刨平頂緊） f_ce
ZG200-400	155	90	260
ZG230-450	180	105	290
ZG270-500	210	120	325
ZG310-570	240	140	370

焊縫的強度設計值（N/mm²）表2-79

焊接方法和焊條型號	構件鋼材		對接焊縫				角焊縫
	牌號	厚度或直徑（mm）	抗壓 f_c^w	焊縫質量為下列等級時，抗拉f_t^w		抗剪	抗拉、抗壓和抗剪
	牌號	厚度或直徑（mm）	抗壓 f_c^w	一級、二級	三級	f_v^w	f_f^w
自動焊、半自動焊和E43型焊條的手工焊	Q235鋼	≤16	215	215	185	125	160
		＞16~40	205	205	175	120
		＞40~60	200	200	170	115
		＞60~100	190	190	160	110
自動焊、半自動焊和E50型焊條的手工焊	Q345鋼	≤16	310	310	265	180	200
		＞16~35	295	295	250	170
		＞35~50	265	265	225	155
		＞50~100	250	250	210	145
自動焊、半自動焊和E55型焊條的手工焊	Q390鋼	≤16	350	350	300	205	220
		＞16~35	335	335	285	190
		＞35~50	315	315	270	180
		＞50~100	295	295	250	180
自動焊、半自動焊和E55型焊條的手工焊	Q420鋼	≤16	380	380	320	220	220
		＞16~35	360	360	305	210
		＞35~50	340	340	290	195
		＞50~100	325	325	275	185

注：1．自動焊和半自動焊所采用的焊絲和焊劑，應保證其熔敷金屬的力學性能不低于現行國家標準《碳素鋼埋弧焊用焊劑》GB/T 5293和《低合金鋼埋弧焊用焊劑》GB/T 12470中相關的規定；

2．焊縫質量等級應符合現行國家標準《鋼結構工程施工質量驗收規范》GB 50205的規定。其中厚度小于8mm鋼材的對接焊縫，不宜用超聲波探傷確定焊縫質量等級；

3．對接焊縫抗彎受壓區強度設計值取f_c^w，抗彎受拉區強度設計值取f_t^w。

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