鋼結(jié)構(gòu)的材料課件

《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》

《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》

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第二章

鋼結(jié)構(gòu)的材料

2.1鋼結(jié)構(gòu)對材料的要求鋼的種類繁多，性能差別很大，適用于鋼結(jié)構(gòu)的僅是小部分。鋼結(jié)構(gòu)的鋼必須符合下列要求：(1)較高的抗拉強度和屈服點是衡量結(jié)構(gòu)承載能力的指標，高則可減輕結(jié)構(gòu)自重。是衡量鋼材經(jīng)過較大變形后的抗拉能力，反映鋼材內(nèi)部組織的優(yōu)劣，高可以增加結(jié)構(gòu)的安全保障。(2)足夠的變形能力較高的塑性和韌性，塑性和韌性好，減輕結(jié)構(gòu)脆性破壞的傾向，通過較大的塑性變形調(diào)整局部應(yīng)力，具有較好的抵抗重復(fù)荷載作用的能力。

第二章

鋼結(jié)構(gòu)的材料

2.1鋼結(jié)構(gòu)對材料的要求22.1鋼結(jié)構(gòu)對材料的要求(3)良好的工藝性能(包括冷加工、熱加工和可焊性能)易于加工成各種形式的結(jié)構(gòu)，不致因加工而對結(jié)構(gòu)的強度、塑性、韌性等造成較大的不利影響。根據(jù)具體工作條件，有時還要求具有適應(yīng)低溫、高溫和腐蝕性環(huán)境的能力。設(shè)計規(guī)范規(guī)定：承重結(jié)構(gòu)的鋼材應(yīng)具有抗拉強度、伸長率、屈服點和碳、硫、磷含量的合格保證；焊接結(jié)構(gòu)尚應(yīng)具有冷彎試驗的合格保證；某些承受動力荷載的結(jié)構(gòu)以及重要的受拉或受彎的焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)具有常溫或負溫沖擊韌性的合格保證。2.1鋼結(jié)構(gòu)對材料的要求32.2鋼材的破壞形式鋼材有兩種性質(zhì)完全不同的破壞形式：塑性破壞和脆性破壞。塑性破壞：由于變形過大，超過了材料或構(gòu)件可能的應(yīng)變能力，在構(gòu)件的應(yīng)力達到了鋼材的抗拉強度后才發(fā)生。破壞前構(gòu)件產(chǎn)生較大的塑性變形。由于較大的塑性變形發(fā)生，且變形持續(xù)的時間較長，很容易及時發(fā)現(xiàn)而采取措施予以補救，不致引起嚴重后果。塑性變形后出現(xiàn)內(nèi)力重分布，使結(jié)構(gòu)中原先受力不等的部分應(yīng)力趨于均勻，因而提高結(jié)構(gòu)的承載能力。2.2鋼材的破壞形式42.2鋼材的破壞形式脆性破壞：塑性變形很小，甚至沒有塑性變形，計算應(yīng)力可能小于鋼材的屈服點，斷裂從應(yīng)力集中處開始。冶金和機械加工過程中產(chǎn)生的缺陷，特別是缺口和裂紋，常是斷裂的發(fā)源地。破壞前沒有任何預(yù)兆，破壞是突然發(fā)生的。由于脆性破壞前沒有明顯的預(yù)兆，無法及時覺察和采取補救措施，且個別構(gòu)件的斷裂常引起整個結(jié)構(gòu)塌毀，后果嚴重，損失較大。在設(shè)計、施工和使用鋼結(jié)構(gòu)時，要特別注意防止出現(xiàn)脆性破壞。

2.2鋼材的破壞形式52.3鋼材的主要性能2.3.1單向均勻拉伸時鋼材的性能

1.條件：標準試件（GB228—63），常溫（20℃）下緩慢加載，一次完成。含碳量為0.1%－0.3%。標準試件：lo/d=5、10；lo-標距；d--直徑d2.3鋼材的主要性能2.3.1單向均勻拉伸時鋼材的性能62.階段劃分A.有屈服點鋼材σ--ε曲線可以分為五個階段：OA段材料處于純彈性，即:AB段有一定的塑性變形,但整個OB段卸載時，ε=0；E=206×103N/mm2(1)彈性階段(OB段)OBCDAE2.階段劃分A.有屈服點鋼材σ--ε曲線可以分為五個階段：O7（2）彈塑性階段（BC)

該段很短,表現(xiàn)出鋼材的非彈性性質(zhì);

σB—屈服上限;σC—屈服下限(屈服點)（3）塑性階段（CD)

該段σ基本保持不變（水平),ε急劇增大,稱為屈服臺階OBCDAE（2）彈塑性階段（BC)（3）塑性階段（CD)OBCDAE8（4）強化階段(DE段)極限抗拉強度fu（5）頸縮階段(EF段)隨荷載的增加σ緩慢增大,但ε增加較快OBCDAE（4）強化階段(DE段)極限抗拉強度fu（5）頸縮階段(EF9B.對無明顯屈服點的鋼材

該種鋼材在拉伸過程中沒有屈服階段，塑性變形小，破壞突然。

設(shè)計時取相當于殘余變形為0.2%

時所對應(yīng)的應(yīng)力作為屈服點—‘條件屈服點’fy=f0.20.2%fuεpB.對無明顯屈服點的鋼材該種鋼材在拉伸過程中沒有屈103.應(yīng)力應(yīng)變曲線的簡化1)fy與fb相差很??；2)超過fy到屈服臺階終止的變形約為2.5%--3%，足以滿足考慮結(jié)構(gòu)的塑性變形發(fā)展的要求。

（1）鋼材可以簡化為理想彈塑性體ε2.5%--3%fy

ε00.15%ε3.應(yīng)力應(yīng)變曲線的簡化1)fy與fb相差很??；（1）鋼材可以11

（2）鋼材在靜載作用下：強度計算以fy為依據(jù);fu為結(jié)構(gòu)的安全儲備。（3）斷裂時變形約為彈性變形的200倍，在破壞前產(chǎn)生明顯可見的塑性變形，可及時補救，故幾乎不可能發(fā)生。O0.15%22%fufyfu-fy（2）鋼材在靜載作用下：（3）斷裂時變形約為彈性變形的2124.單向拉伸時鋼材的機械性能指標

（1）屈服點fy--應(yīng)力應(yīng)變曲線開始產(chǎn)生塑性流動時對應(yīng)的應(yīng)力，它是衡量鋼材的承載能力和確定鋼材強度設(shè)計值的重要指標。（2）抗拉強度fu--應(yīng)力應(yīng)變曲線最高點對應(yīng)的應(yīng)力，它是鋼材最大的抗拉強度。4.單向拉伸時鋼材的機械性能指標（1）屈服點fy--應(yīng)力132.塑性性能伸長率:試件被拉斷時的絕對變形值與試件原標距之比的百分數(shù)，稱為伸長率。當試件標距長度與試件直徑d(圓形試件)之比為10時，以表示；當該比值為5時，以表示。伸長率代表材料在單向拉伸時的塑性應(yīng)變的能力。2.塑性性能伸長率:試件被拉斷時的絕對變形值與試件原標距之比143.鋼材物理性能指標

單向受壓時:采用短試件lo/d=3,受力性能基本上和單向受拉時相同。受剪時:

和單向受拉也相似，但屈服點及抗剪強度均較受拉時為低；剪變模量G也低于彈性模量E。3.鋼材物理性能指標152.3.2冷彎性能冷彎性能是鑒定鋼材在彎曲狀態(tài)下的塑性應(yīng)變能力和鋼材質(zhì)量的綜合指標。冷彎性能由冷彎試驗來確定。試驗時按照規(guī)定的彎心直徑在試驗機上用沖頭加壓，使試件彎成l80°，如試件外表面不出現(xiàn)裂紋和分層，即為合格。冷彎試驗不僅能直接檢驗鋼材的彎曲變形能力或塑性性能，還能暴露鋼材內(nèi)部的冶金缺陷。2.3.2冷彎性能冷彎性能是鑒定鋼材在彎曲狀態(tài)下的塑性應(yīng)162.3.3沖擊韌性

韌性是鋼材抵抗沖擊荷載的能力，采用材料在斷裂時所吸收的總能量(包括彈性和非彈性能)來量度。通常是鋼材強度提高，韌性降低，則表示鋼材趨于脆性。2.3.3沖擊韌性17采用夏比V形缺口試件在夏比試驗機上進行，所得結(jié)構(gòu)以所消耗的功Cv表示，單位為J。采用夏比V形缺口試件在夏比試驗機上進行，所得結(jié)構(gòu)以所消耗的功182.4各種因素對鋼材主要性能的影響2.4.1化學(xué)成分鋼由各種化學(xué)成分組成，化學(xué)成分及其含量對鋼的性能特別是力學(xué)性能有重要的影響。鐵(Fe)—鋼材的基本元素，純鐵質(zhì)軟，在碳索結(jié)構(gòu)鋼中約占99％，碳和其他元素僅占1％，但對鋼材的力學(xué)性能卻有著決定性的影響。在碳素鋼中，碳是僅次于純鐵的主要元素，直接影響鋼材的強度、塑性、韌性和可焊性等。碳含量增加，鋼的強度提高，而塑性、韌性和疲勞強度下降，同時惡化鋼的可焊性和抗腐蝕性。因此，對含碳量要加以限制，一般不應(yīng)超過0.22％，在焊接結(jié)構(gòu)中還應(yīng)低于0.20％。2.4各種因素對鋼材主要性能的影響2.4.1化學(xué)成分192.4.1化學(xué)成分硫和磷(特別是硫)—有害成分降低鋼材的塑性、韌性、可焊性和疲勞強度。高溫時，硫使鋼變脆—熱脆；低溫時，磷使鋼變脆—冷脆。一般硫的含量應(yīng)不超過0.045％，磷的含量不超過0.045％。但是，磷可提高鋼材的強度和抗銹性。高磷鋼，磷含量可達0.12％，這時應(yīng)減少鋼材中的含碳量，以保持一定的塑性和韌性。氧和氮—有害雜質(zhì)氧使鋼熱脆；氮使鋼冷脆。由于氧、氮容易在熔煉過程中逐出，一般不會超過極限含量，故通常不要求做含量分析。

2.4.1化學(xué)成分硫和磷(特別是硫)—有害成分降低鋼202.4.1化學(xué)成分硅和錳—有益元素?zé)掍摰拿撗鮿?。使鋼材的強度提高，含量適宜時，對塑性和韌性無顯著的不良影響。與S形成MnS，熔點1600℃，可以消除一部分S的有害作用。釩和鈦—合金元素提高鋼的強度和抗腐蝕性能，又不顯著降低鋼的塑性。

銅—在碳素結(jié)構(gòu)鋼中屬于雜質(zhì)成分，

可以顯著提高鋼的抗腐蝕性能和鋼的強度，但對可焊性有不利影響。2.4.1化學(xué)成分硅和錳—有益元素?zé)掍摰拿撗鮿?12.4.2冶金缺陷常見的冶金缺陷—偏析、非金屬夾雜、氣孔、裂紋及分層等。偏析鋼中化學(xué)成分不一致和不均勻性，特別是硫、磷偏析嚴重惡化鋼材的性能。非金屬夾雜鋼中含有硫化物與氧化物等雜質(zhì)。氣孔澆注鋼錠時，由氧化鐵與碳作用所生成的一氧化碳氣體不能充分逸出而形成的。分層澆注時的非金屬夾雜物在軋制后能造成鋼材的分層，會嚴重降低鋼材的冷彎性能。冶金缺陷對鋼材性能的影響，不僅在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件受力工作時表現(xiàn)出來，有時在加工制作過程中也可表現(xiàn)出來。2.4.2冶金缺陷常見的冶金缺陷—偏析、非金屬夾雜、氣孔、222.4.3鋼材硬化冷作硬化(或應(yīng)變硬化)冷拉、冷彎、沖孔、機械剪切等冷加工使鋼材產(chǎn)生很大塑性變形，從而提高鋼的屈服點，同時降低鋼的塑性和韌性。時效硬化（俗稱老化）高溫時熔化于鐵中的氮和碳，隨著時間的增長逐漸從純鐵中析出，形成自由碳化物和氮化物，對純鐵體的塑性變形起遏制作用，從而使鋼材的強度提高，塑性、韌性下降。應(yīng)變時效硬化

鋼材產(chǎn)生塑性變形時，碳、氮化合物更易析出。即冷作硬化的同時可以加速時效硬化，因此也稱“人工時效”。一般鋼結(jié)構(gòu)中，不利用硬化提高的強度，有些重要結(jié)構(gòu)要求對鋼材進行人工時效后檢驗其沖擊韌性，以保證足夠的抗脆性破壞能力。2.4.3鋼材硬化冷作硬化(或應(yīng)變硬化)冷拉、冷彎、232.4.4

溫度影響鋼材性能隨溫度變化溫度升高，鋼材強度降低，應(yīng)變增大；溫度降低，鋼材強度略有增加，塑性和韌性卻會降低而變脆。200℃以內(nèi)鋼材性能無很大變化，430℃—540℃間強度急劇下降，600℃時強度很低不能承擔荷載。藍脆現(xiàn)象250℃左右，鋼材的強度略有提高，同時塑性和韌性均下降，材料有轉(zhuǎn)脆的傾向，鋼材表面氧化膜呈現(xiàn)藍色。鋼材應(yīng)避免在藍脆溫度范圍內(nèi)進行熱加工。徐變現(xiàn)象當溫度在260℃—320℃時，在應(yīng)力持續(xù)不變的情況下，鋼材以很緩慢的速度繼續(xù)變形。2.4.4

溫度影響鋼材性能隨溫度變化溫度升高，鋼材強度242.4.4

溫度影響低溫冷脆當溫度從常溫開始下降，特別是在負溫度范圍內(nèi)時，鋼材強度雖有提高，但其塑性和韌性降低，材料逐漸變脆。2.4.4

溫度影響低溫冷脆當溫度從常溫開始下降，特別是252.4.5應(yīng)力集中構(gòu)件實際上存在著孔洞、截面突變以及鋼材內(nèi)部缺陷等。構(gòu)件中的應(yīng)力分布不再均勻，某些區(qū)域產(chǎn)生局部高峰應(yīng)力，另外一些區(qū)域應(yīng)力降低，形成所謂應(yīng)力集中現(xiàn)象。2.4.5應(yīng)力集中構(gòu)件實際上存在著孔洞、截面突變以及鋼262.4.5應(yīng)力集中靜載、常溫可不考慮應(yīng)力集中的影響。動載、負溫應(yīng)力集中的影響十分突出，引起脆性破壞，故在設(shè)計中應(yīng)采取措施避免或減小應(yīng)力集中，并選用質(zhì)量優(yōu)良的鋼材。2.4.5應(yīng)力集中靜載、常溫可不考慮應(yīng)力集中的影響。272.4.6

反復(fù)荷載作用反復(fù)荷載作用下，結(jié)構(gòu)的抗力及性能都會發(fā)生重要變化，甚至發(fā)生疲勞破壞。疲勞在直接連續(xù)反復(fù)的動力荷載作用下，根據(jù)試驗，鋼材的強度將降低，即低于一次靜力荷載作用下的拉伸試驗的極限強度。疲勞破壞表現(xiàn)為突然發(fā)生的脆性斷裂。2.4.6

反復(fù)荷載作用反復(fù)荷載作用下，結(jié)構(gòu)的抗力及性能都28以上介紹了各種因素對建筑鋼材基本性能的影響，研究和分析這些影響的最終目的是了解建筑鋼材在什么條件下可能發(fā)生脆性破壞，從而采取措施予以防止。一般需要在設(shè)計、制造及使用中注意：(1)

合理的設(shè)計

構(gòu)造力求合理，均勻、連續(xù)地傳遞應(yīng)力，避免構(gòu)件截面劇烈變化。低溫，動力荷載作用時應(yīng)選擇合適的鋼材，使所用鋼材脆性轉(zhuǎn)變溫度低于結(jié)構(gòu)的工作溫度。(2)

正確的制造

嚴格遵守設(shè)計的技術(shù)要求，如盡量避免使材料出現(xiàn)應(yīng)變硬化，正確地選擇焊接工藝，保證焊接質(zhì)量。(3)

正確的使用

如不在主要結(jié)構(gòu)上任意焊接附加的零件，不任意懸掛重物。以上介紹了各種因素對建筑鋼材基本性能的影響，研究和分析這些影292.6

鋼材的疲勞鋼材的疲勞斷裂微觀裂紋在連續(xù)重復(fù)荷載作用下不斷擴展直至斷裂的脆性破壞。（截面平均應(yīng)力小于屈服點）鋼材的疲勞強度取決于應(yīng)力集中(或缺口效應(yīng))和應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。規(guī)定循環(huán)次數(shù)N≥5×104，應(yīng)進行疲勞計算。疲勞破壞的機理疲勞破壞是積累損傷的結(jié)果。缺陷→微觀裂紋→宏觀裂紋2.6

鋼材的疲勞鋼材的疲勞斷裂微觀裂紋在連續(xù)重復(fù)荷載30應(yīng)力幅應(yīng)力譜中最大應(yīng)力與最小應(yīng)力之差，即，為每次應(yīng)力循環(huán)中的最大拉應(yīng)力(取正值)，為每次應(yīng)力循環(huán)中的最小拉應(yīng)力(取正值)或壓應(yīng)力(取負值)。引起疲勞破壞的交變荷載有兩種類型：一種為常幅交變荷載，引起的應(yīng)力稱為常幅循環(huán)應(yīng)力；一種為變幅交變荷載，引起的內(nèi)力稱為變幅循環(huán)應(yīng)力。由這兩種荷載引起的疲勞分別稱為常幅疲勞和變幅疲勞。

應(yīng)力幅應(yīng)力譜中最大應(yīng)力與最小應(yīng)力之差，即312.6.1

常幅疲勞計算式中：Δσ--計算部位的應(yīng)力幅；

對于焊接部位:Δσ=σmax-σmin；

對于其他部位：Δσ=σmax-0.7σmin。

σmax、σmin--計算部位每次應(yīng)力循環(huán)中的最大拉應(yīng)力和最小拉應(yīng)力或壓應(yīng)力（取負值）。2.6.1

常幅疲勞計算式中：Δσ--計算部位的應(yīng)力幅；322.6.2

變幅疲勞計算—欠載效應(yīng)系數(shù)。重級工作制硬鉤吊車1.0；重級工作制軟鉤吊車0.8；中級工作制吊車0.5。--循環(huán)次數(shù)N=2X106的容許應(yīng)力幅。式中：對于吊車梁，按下式計算其疲勞強度：2.6.2

變幅疲勞計算—欠載效應(yīng)系數(shù)。重級工作制硬鉤吊車33進行疲勞強度計算時，注意：

(1)容許應(yīng)力幅法，荷載采用標準值，不考慮荷載分項系數(shù)和動力系數(shù)，應(yīng)力按彈性工作計算。(2)應(yīng)力幅概念，不論應(yīng)力循環(huán)是拉應(yīng)力還是壓應(yīng)力，只要應(yīng)力幅超過容許值就產(chǎn)生疲勞裂紋。但在完全壓應(yīng)力(不出現(xiàn)拉應(yīng)力)循環(huán)中，裂紋不會繼續(xù)發(fā)展，故此種情況可不予驗算。(3)根據(jù)試驗，不同鋼種的不同靜力強度對焊接部位的疲勞強度無顯著影響，故可認為疲勞容許應(yīng)力幅與鋼種無關(guān)。進行疲勞強度計算時，注意：342.7

鋼的種類和鋼材規(guī)格2.7.1鋼的種類

用途分類：結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼和特殊鋼(如不銹鋼等)。結(jié)構(gòu)鋼：建筑用鋼、機械用鋼。冶煉方法：轉(zhuǎn)爐鋼、平爐鋼。轉(zhuǎn)爐鋼采用氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐鋼，側(cè)吹(空氣)轉(zhuǎn)爐鋼所含雜質(zhì)多，使鋼易脆，質(zhì)量很低，已取消這種鋼的使用。平爐鋼質(zhì)量好，冶煉時間長，成本高。氧氣轉(zhuǎn)爐鋼質(zhì)量與平爐鋼相當而成本則較低。脫氧方法：沸騰鋼(F)、半鎮(zhèn)靜鋼(b)、鎮(zhèn)靜鋼(Z)和特殊鎮(zhèn)靜鋼(TZ)，鎮(zhèn)靜鋼和特殊鎮(zhèn)靜鋼的代號可以省去鎮(zhèn)靜鋼脫氧充分，沸騰鋼脫氧較差，半鎮(zhèn)靜鋼介于鎮(zhèn)靜鋼和沸騰鋼之間。一般采用鎮(zhèn)靜鋼。2.7

鋼的種類和鋼材規(guī)格2.7.1鋼的種類352.7.1鋼的種類成型方法：軋制鋼(熱軋、冷軋)、鍛鋼和鑄鋼?；瘜W(xué)成分：碳素鋼和合金鋼。建筑工程中采用碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼和優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。(1)對碳素結(jié)構(gòu)鋼

按質(zhì)量等級分為A、B、C、D四級。A級鋼只保證抗拉強度、屈服點、伸長率，必要時尚可附加冷彎試驗的要求，化學(xué)成分對碳、錳可以不作為交貨條件。B、C、D鋼均保證抗拉強度、屈服點、伸長率、冷彎和沖擊韌性（分別為＋20℃，0℃，－20℃)等力學(xué)性能?；瘜W(xué)成分碳、硫、磷的極限含量。2.7.1鋼的種類成型方法：軋制鋼(熱軋、冷軋)、鍛鋼和362.7.1鋼的種類鋼的牌號表示方法屈服點的字母Q、屈服點數(shù)值、質(zhì)量等級符號(A、B、C、D)、脫氧方法符號等四個部分按順序組成。根據(jù)厚度(直徑)＜l6mm的鋼材的屈服點數(shù)值，分為Q195、Q2l5、Q235、Q255、Q275。鋼結(jié)構(gòu)一般僅用Q235。鋼的牌號根據(jù)需要可為Q235A；Q235B；Q235C；Q235D等。冶煉方法一般由供方自行決定，設(shè)計者不再另行提出，如需方有特殊要求時可在合同中加以注明。2.7.1鋼的種類鋼的牌號表示方法屈服點的字母Q、屈服372.7.1鋼的種類(2)低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼牌號表示方法根據(jù)厚度(直徑)＜l6mm鋼材的的屈服點大小，分為Q295、Q345、Q390、Q420、Q460。鋼的牌號仍有質(zhì)量等級符號，除與碳素結(jié)構(gòu)鋼A、B、C、D四個等級相同外增加一個等級E，主要是要求-40℃的沖擊韌性。鋼的牌號如：Q345-B、Q390-C等等。低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼一般為鎮(zhèn)靜鋼，因此鋼的牌號中不注明脫氧方法。冶煉方法也由供方自行選擇。A級鋼應(yīng)進行冷彎試驗，其他質(zhì)量級別鋼如供方能保證彎曲試驗結(jié)果符合規(guī)定要求，可不作檢驗。Q460和各牌號D、E級鋼一般不供應(yīng)型鋼、鋼棒。2.7.1鋼的種類(2)低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼382.7.1鋼的種類成型方法：軋制鋼(熱軋、冷軋)、鍛鋼和鑄鋼?；瘜W(xué)成分：碳素鋼和合金鋼。建筑工程中采用碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼和優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。(1)對碳素結(jié)構(gòu)鋼

按質(zhì)量等級分為A、B、C、D四級。A級鋼只保證抗拉強度、屈服點、伸長率，必要時尚可附加冷彎試驗的要求，化學(xué)成分對碳、錳可以不作為交貨條件。B、C、D鋼均保證抗拉強度、屈服點、伸長率、冷彎和沖擊韌性（分別為＋20℃，0℃，－20℃)等力學(xué)性能?；瘜W(xué)成分碳、硫、磷的極限含量。2.7.1鋼的種類成型方法：軋制鋼(熱軋、冷軋)、鍛鋼和392.7.2鋼材的選擇1選用原則目的：安全可靠、經(jīng)濟合理。選擇鋼材時考慮的因素有：(1)重要性

對重要結(jié)構(gòu)，應(yīng)考慮選用質(zhì)量好的鋼材，對一般工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)，可按工作性質(zhì)分別選用普通質(zhì)量的鋼材。按規(guī)定的安全等級，一級(重要的)、二級(一般的)和三級(次要的)。安全等級不同，要求的鋼材質(zhì)量也應(yīng)不同。(2)荷載性質(zhì)直接承受動力荷載的結(jié)構(gòu)和強烈地震區(qū)的結(jié)構(gòu)，應(yīng)選用綜合性能好的鋼材；一般承受靜態(tài)荷載的結(jié)構(gòu)則可選用價格較低的Q235鋼。2.7.2鋼材的選擇1選用原則40(3)連接方法

連接方法：焊接和非焊接。焊接過程中，會產(chǎn)生焊接變形、焊接應(yīng)力以及其他焊接缺陷，如咬肉、氣孔、裂紋等，有導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫或脆性斷裂的危險。焊接結(jié)構(gòu)對材質(zhì)的要求應(yīng)嚴格一些。例如在化學(xué)成分方面，焊接結(jié)構(gòu)必須嚴格控制碳、硫、磷的極限含量；而非焊接結(jié)構(gòu)對含碳量可降低要求。(4)結(jié)構(gòu)所處的工作條件

低溫時鋼材容易冷脆，因此在低溫條件下工作的結(jié)構(gòu)，尤其是焊接結(jié)構(gòu)，應(yīng)選用具有良好抗低溫脆斷性能的鎮(zhèn)靜鋼。此外，有害介質(zhì)作用的鋼材容易腐蝕、疲勞和斷裂，也應(yīng)加以區(qū)別地選擇不同材質(zhì)。

鋼結(jié)構(gòu)的材料課件41(5)鋼材厚度

厚度大的鋼材軋制的壓縮比??；所以厚度大的鋼材不但強度較小，而且塑性、沖擊韌性和焊接性能也較差。因此，厚度大的焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)采用材質(zhì)較好的鋼材。鋼結(jié)構(gòu)的材料課件422鋼材選擇的規(guī)定承重結(jié)構(gòu)的鋼材應(yīng)保證抗拉強度、屈服點、伸長率和硫、磷的含量，對焊接結(jié)構(gòu)尚應(yīng)保證碳的含量。焊接承重結(jié)構(gòu)以及重要的非焊接承重結(jié)構(gòu)的鋼材還應(yīng)具有冷彎試驗的合格保證。需要驗算疲勞的焊接結(jié)構(gòu)的鋼材應(yīng)具有常溫沖擊韌性的合格保證。當結(jié)構(gòu)工作溫度等于或低于0℃但高于－20℃時，Q235鋼和Q345鋼應(yīng)具有0℃沖擊韌性的合格保證；對Q390和Q420鋼應(yīng)具有－20℃沖擊韌性的合格保證；當結(jié)構(gòu)工作低于－20℃時、對Q235鋼和Q345鋼應(yīng)具有－20℃沖擊韌性的合格保證；對Q390鋼和Q420鋼應(yīng)具有－40℃沖擊韌性的合格保證。2鋼材選擇的規(guī)定承重結(jié)構(gòu)的鋼材應(yīng)保證抗拉強度、屈服點、43需要驗算疲勞的非焊接結(jié)構(gòu)的鋼材應(yīng)具有常溫沖擊韌性的合格保證，當結(jié)構(gòu)工作溫度等于或低于－20℃時，對Q235鋼和Q345鋼應(yīng)具有0℃沖擊韌性的合格保證；對Q390鋼和Q420鋼應(yīng)具有－20