钢材规格解读的软件_《钢结构设计标准》解说专题（0）—钢结构的材料选择…

《钢结构设计标准》解说专题(0)—钢结构的材料选择

《钢结构设计标准》(GB 50017-2017)第4章 材料，介绍了钢结构材料的相关内容。 钢结构用的钢材(结构钢)，有Q235、Q345、Q390、Q420、Q460等牌 ，每个牌 ，有A、B、C、D和E的质量等级(Q235无E等级)。对于厚板，有《厚度方向性能钢板》(GB/T 5313-2010)规定的Z15、Z25、Z35的断面收缩率要求。对于耐腐蚀性，有《耐候结构钢》(GB/T 4171-2008)规定的Q235NH、Q355NH和Q415NH。另外，还有一个《建筑结构用钢板》(GB/T 19879-2005)的GJ系列钢材。

这些涉及钢材的要求，结构工程师在施工图中应明确表示。钢材牌 的选择，主要是强度问题，一般工程师都会从受力的角度，经济合理地进行选择。其余的质量等级、Z向性能、GJ钢材、耐候钢、焊接材料，国外钢材应用等问题，规范的要求是什么合理地进行选择专题讨论。

一、结构钢的质量等级如何选择p>

1. 质量等级如何确定p>

结构钢不同强度等级都有A~D或者E的质量等级，质量等级实际上主要代表的是材料在不同温度下的冲击韧性要求。

根据材料的标准《碳素结构钢》(GB/T 700-2006)以及《低合金高强度结构钢》(GB/T 1591-2008)的规定，Q235、Q345、Q390、Q420、Q460不同质量等级的化学成分以及力学性能如下表。可以看出，不同牌 的钢材通过调整C、S、P的含量，实现了不同温度下的冲击韧性性能，达到了不同的质量等级。

《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ 99-2015)对钢材的质量等级也有一定的要求，应遵照下列规定：

第4.1.2条，承重构件所用钢材的质量等级不宜低于B级；抗震等级为二级及以上的高层民用建筑钢结构，其框架梁、柱和抗侧力支撑等主要抗侧力构件钢材的质量等级不宜低于C级；承重构件中厚度不小于40mm的受拉板件，当其工作温度低于-20℃时，宜适当提高其所用钢材的质量等级。

第4.1.4条，抗震等级为三级及以上的高层民用建筑钢结构，其主要抗侧力构件所用钢材应具有与其工作温度相应的冲击韧性合格保证。即，工作温度高于0℃时，采用B级钢；工作温度不高于0℃但高于-20℃时，采用C级；工作温度不高于-20℃时，采用D级。

2. 哪些是需要验算疲劳的焊接结构p>

《钢标》第16.1.1条及条文说明规定，直接承受动力荷载重复作用的钢结构构件及其连接(例如工业厂房吊车梁、有悬挂吊车的屋盖结构、桥梁、海洋钻井平台、风力发电机结构、大型旋转游乐设施等)，当其荷载产生的应力变化的循环次数n等于或大于5×10^4次时，应进行疲劳计算。

当钢结构承受的应力循环次数小于本条要求时，可不进行疲劳计算，且可按照不需要验算疲劳的要求选用钢材。

《钢标》第16.2.4条规定，重级工作制吊车梁和重级、中级工作制吊车桁架应进行疲劳计算。同时在条文说明中说明，“轻级工作制吊车梁和吊车桁架以及大多数中级工作制吊车梁，根据多年来使用的情况和设计经验，可不进行疲劳计算”。

《钢标》第4.3.3-3条，起重量不小于50t的中级工作制吊车梁，其材料的质量等级应与需要验算疲劳的构件相同。《钢标》第11.1.6条，起重量等于或大于50t的中级工作制吊车梁的焊缝提出了具体要求。因此，习惯性地把起重量等于或大于50t的中级工作制吊车梁，也纳入需要验算疲劳的结构。

《起重机设计规范》(GB/T 3811-2008)起重机设计规范，介绍了吊车工作制与工作级别、使用等级、荷重状态的对应关系；

3. 结构工作温度如何确定p>

《钢标》4.3.3的条文说明中建议，采用《采暖通风与空气调节设计规范》GBJ 19-87(2001年版)中所列的“最低日平均气温”作为结构工作温度，见下表，摘自该规范的附录二。

另外一个问题，对于室内工作的构件，因为采暖等原因导致室内外温度不同时，结构构件温度明显不可能是室外的“最冷日平均温度”，如何处理p>

崔佳等编著的03版《钢结构设计规范》的参考书《钢结构设计规范理解与应用》中有个解释：

《钢标》第11.1.5-6条规定，焊缝连接宜选择等强度匹配；当不同强度的钢材连接时，可采用与低强度钢材相匹配的焊接材料。

2. 新钢种的焊接工艺评定

《钢标》第11.1.7 条，焊接工程中，首次采用的新钢种应进行焊接性试验，合格后应根据现行国家标准《钢结构焊接规范》GB 50661 的规定进行焊接工艺评定。

有人可能会问，既然《钢标》给出了常用钢材的焊接材料匹配推荐表，如果常用钢材，选用了《钢标》的推荐焊接材料，是不是就不用做焊接工艺评定了p>

对于这个问题，《钢规》第11. 1. 7 条的条文说明给出了答案。

焊接工艺评定是在钢结构工程开始焊接前，按照焊接性试验结果所拟定的焊接工艺，验证所拟定的焊接工艺是否正确的技术工作。

钢结构进行焊接工艺评定有两个主要目的：

(1) 验证所拟定的焊接工艺是否正确。

这项工作包括通过金属焊接性试验或根据有关焊接性能的技术资料所拟定的工艺，也包括已经评定合格，但由于某种原因需要改变一个或一个以上的焊接工艺参数的工艺。

(2) 评价施工单位是否能焊出符合有关要求的焊接接头。

焊接工艺评定具有不可输入性，不可以转让。焊接工艺评定必须根据本单位的实际情况来进行。因为焊接质量由“人员、机器、物料、方法、环境”五大管理要素决定，单位不同其管理要素也不同，所完成的焊接工艺评定的水平也不同，进而带来的焊接技术也不同。事实上，在进行焊接工艺评定的过程中，有的单位经常有不合格的情况发生，充分证实了这一点。

这就是说，钢结构项目还是需要按照《钢结构焊接规范》(GB 50661-2011)的要求，进行焊接工艺评定的。

《钢焊范》(GB 50661-2011)也给出了免于焊接工艺评定的范围，第6.1.1条(黑体字强条)规定， 除非符合本章6.6 节规定的免予评定条件，施工单位首次采用的钢材、焊接材料、焊接方法、接头形式、焊接位置、焊后热处理制度以及焊接工艺参数、预热和后热措施等各种参数的组合条件。应在钢结构构件制作及安装施工之前进行焊接工艺评定。《钢焊范》(GB 50661-2011)6.6 节内容很多，介绍也非常详细，以后再单独介绍。

了解焊接工艺评定，可参考下方的文章：

3. 低氢型焊条的应用

《钢标》第4.3.8-2条，对直接承受动力荷载或需要验算疲劳的结构，以及低温环境下工作的厚板结构，宜采用低氢型焊条；

《钢标》第11.3.5-3条和表11.3.5，规定了角焊缝的最小焊脚尺寸。采用低氢焊接方法可以减小焊脚尺寸。

2)如有国外标准，但无相近中国标准可供参照，则将材料质量证明文件和验收试验资料提供给《钢结构设计标准》国家标准管理组，经统计分析和专家会商后确定设计强度，在具体工程中使用。

咨询和建议，请添加小编个人微信 ：17717621528；

小编那么拼，点个赞再走呗！

相关资源：钢结构计算软件PC6-项目管理工具类资源-CSDN文库