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选用普通碳素钢Q235,低合金钢Q345、Q390、Q420

时间:2023-10-08 理论教育 版权反馈
【摘要】:钢结构规范推荐采用普通碳素钢Q235,低合金钢Q345、Q390及Q420,规范中未推荐的钢慎用。由于Q235-A钢的含碳量不作为交货条件,故不允许用于焊接结构。当结构工作温度等于或低于0℃但高于-20℃时,Q235钢和Q345钢应具有0℃冲击韧性的合格保证,Q390钢和Q420钢应具有-20℃冲击韧性的合格保证。

选用普通碳素钢Q235,低合金钢Q345、Q390、Q420

1.两种破坏现象

1)塑性破坏。塑性破坏(延性破坏)的特征是当应力超过屈服点fy,后材料有明显塑性变形,当应力继续增大,断面出现颈缩,有持续的变形时间。

2)脆性破坏。脆性破坏(非延性破坏)的特征是破坏前无征兆(变形很小),断口平直,破坏突然发生。

钢结构需用强度高且塑性性能好的材料制作,应当注意的是原来塑性表现极好的钢材也会因工作条件的改变而出现脆性破坏现象。

2.钢结构对钢材的要求

1)较高的强度。一是要求钢材的屈服强度fy较高,这样可减少截面尺寸,减轻自重,节约钢材;二是要求抗拉强度fu较高,可以增加安全储备。

2)足够的变形能力。一是要求塑性好,可降低脆性破坏的危险;二是要求韧性好,在动荷载作用下吸收较多的能量,降低脆性破坏的危险。

3)良好的加工性。包含良好的冷、热加工和可焊性,不会因加工给强度、塑性、韧性带来有害影响。

钢结构规范推荐采用普通碳素钢Q235,低合金钢Q345、Q390及Q420,规范中未推荐的钢慎用。

3.钢材选择的影响因素(www.zuozong.com)

建筑结构主要采用碳素结构钢、低合金高强度结构钢和优质碳素结构钢,这些钢的品种及质量等级很多。设计中合理选择用钢可使结构设计既安全可靠又经济合理,因此,选择钢材时应考虑下面一些因素。

1)结构的重要性。对于重要结构,例如重型工业建筑结构、大跨度结构、高层或超高层民用建筑结构或构筑物等,应考虑选用质量好的钢材。对于一般工业与民用建筑结构,可根据工作性质分别选用普通质量的钢材。根据结构的安全等级(一级、二级、三级),应考虑选用质量不同的钢材。

2)荷载情况。一般承受静力荷载的结构则可选用价格较低的Q235钢。直接承受动力荷载的结构和强地震区的结构,应选用综合性能更好的钢材。

3)连接方法。钢结构的连接方法有焊接和非焊接两种。在焊接过程中,会产生焊接变形、焊接应力以及其他焊接缺陷(如咬肉、气孔、裂纹、夹渣等),有导致结构产生裂缝或脆性断裂的危险。因此,焊接结构对材质的要求应严格一些。例如,在化学成分方面,焊接结构必须严格控制碳、硫、磷的极限含量;而非焊接结构对含碳量可降低要求。

4)温度和环境。钢材处于低温环境时容易冷脆,因此在低温条件下工作的结构,尤其是焊接结构,应选用具有良好抗低温脆断性能的镇静钢。此外,露天结构的钢材容易产生时效,在有害介质作用下,钢材容易腐蚀、疲劳和断裂,在使用时也应加以区别选择不同材质。

5)钢材厚度。薄钢材辊轧次数多,轧制的压缩比大,而厚度大的钢材压缩比小。由于厚度大的钢材不但强度较小,而且塑性、冲击韧性和焊接性能也较差。因此,厚度大的焊接结构应采用材质较好的钢材。

6)订货要求。一般来说,承重结构的钢材应保证抗拉强度、屈服点、伸长率和硫、磷的极限含量,焊接结构的钢材还应保证碳的极限含量。由于Q235-A钢的含碳量不作为交货条件,故不允许用于焊接结构。

焊接承重结构以及重要的非焊接承重结构的钢材应具有冷弯试验的合格保证。

对于需要验算疲劳的和主要受拉或受弯的焊接结构,钢材应具有常温冲击韧性的合格保证。当结构工作温度等于或低于0℃但高于-20℃时,Q235钢和Q345钢应具有0℃冲击韧性的合格保证,Q390钢和Q420钢应具有-20℃冲击韧性的合格保证。当结构工作温度等于或低于-20℃时,Q235钢和Q345钢应具有-20℃冲击韧性的合格保证,而Q390钢和Q420钢应具有-40℃冲击韧性的合格保证。

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