第2章钢结构材料

2.2常用建筑钢材的品种、规格
钢材分为型材、板材、管材及金属制品四大类 ，建筑钢结构中使用最多的是型材、板材和钢管。 主要为热轧成型的钢板和型钢，以及冷加工成型的 冷轧薄钢板和冷弯薄壁型钢等。
（1）钢板及钢带 以平板状态供货的称钢板；以卷状供货的称钢 带。分为热轧和冷轧两种；按厚度热轧钢板分为 厚板(厚度大于4mm)和薄板(厚度为0．35～4mm) 两种；冷轧钢板只有薄板(厚度为0．2～4mm)一种。 表示方法：符号“－”后加“宽度×厚度”， 如： －200×20。
图2.5管材试样试样切取位置
2)试样切取方法
a)拉伸试样。板材试样主轴线与最终轧制方向垂直；型钢试样
主轴线与最终轧制方向平行。 b)冲击试样。纵向冲击试样主轴绒与最终轧制方向平行；横向 冲击试样主轴线与最终轧制方向垂直。 3)试验方法 a) 钢材拉伸试验应符合国家标准《金属拉伸试样方法》(GB 228-87)的规定。 b) 钢材冲击试验应符合国家标准《金属夏比 (V 形缺口 ) 冲击试
（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 生 产的钢材共有 Q345 、 Q390 、 Q420 、 Q460 和 Q500 等 5 种牌号。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。
划分为A、B、C、D、E共5个质量等级。
（2）热轧普通型钢
常用的有角钢、工字钢、槽钢等。
角钢分为等边（也叫等肢）的和不等边（也叫不等肢） 的两种，主要用来制作桁架等格构式结构的杆件和支撑等连 接杆件。角钢型号的表示方法为在符号“∟”后加“长边宽× 短边宽×厚度”（对不等边角钢，如 ∟125×80×8 ），或加
“边长×厚度”（对等边角钢，如∟125×8）。
1/每炉罐号 1/每炉罐号
1/批
1/批
3/批
3/批
2/批 1/每炉罐号 1/批 1/每炉罐号 1/批 1/每炉罐号 1/批 1/每炉罐号 1/批 1/批 1/批 1/批 1/批
2/批
3/批
3/批
焊接结构用耐候钢 GB/T 4172-2000 高耐候结构钢 GB/T 4172-2000 桥梁用结构钢
3/批
焊接 H 型钢是钢板经切割、组合并焊接而成 H 型的型钢 。分为焊接H型钢（HA）、焊接H型钢钢桩（HGZ）、轻型
焊接H型钢（HAQ），其规格型号用高度×宽度表示，规格
应符合行标《焊接H型钢》（YB3301）
（4）冷弯薄壁型钢 采用薄钢板经冷弯和辊压成型材及压型钢板，能充分利
用强度、节约钢材，在国内外轻钢建筑结构中被广泛地应用
目前我国生产的角钢最大边长
为200mm，角钢的供应长度一
般为4～19m。
工字钢有普通工字钢、轻型工字钢。不宜单独用作受压 构件，而宜用作腹板平面内受弯的构件，或由工字钢和其它
型钢组成的组合构件或格构式构件。
普通工字钢型号用“I”加截面高度厘米数表 示，20号以上的按腹板厚度分a、b或a、b、 c等类别，例如I20a表示高度为200mm， 腹板厚度为a类的工字钢。
TW200×400×13×21等。 宽翼缘和中翼缘 H型钢可用于钢柱等受压构件，窄翼缘
H型钢则适用于钢梁等受弯构件。
H型钢与普通工字钢的区别:
1. 翼缘宽，故早期有宽翼缘工字钢一说； 2. 翼缘内表面无斜度、上下表面平行，便于与其它构件连接； 3. 从材料分布形式来看，工字钢材料主要集中在腹板附近，愈向 两侧延伸，钢材愈少，而在轧制H型钢中，材料分布侧重在翼 缘部分。所以，H型钢的截面特性要明显优越于传统的工、槽、 角钢及它们的组合截面。
按国家标准规定，复验属于成品分析，试样必须在钢材
具有代表性的部位采取。化学分析用试样样屑，可以钻取、刨 取或用其他工具机制取。采样时严禁接触油类，防止油类中的 碳使复试结果发生偏差；为防止浮锈物和表面脱碳等影响试验 结果，必须去除钢材表面锈蚀或氧化铁皮并有足够的深度。
（2）钢材性能试验 钢材性能复试项目中主要是力学性能和工艺性能酌复试 。由于钢材轧制方向等方面原因，钢材各个都位的性能不尽相 同，按标准规定截取试样才能正确反映钢材的性能。 1)试样切取位置 a)板材试样。对钢板和宽度大于或等于400mm的扁钢，应
。近年来，冷弯高频焊接圆管和方、矩形管的生产和应用在 国内有了很大的进展，冷弯型钢的壁厚已达12.5mm（部分生 产厂的可达22mm，国外为25.4mm）。
冷弯C型钢、Z型钢
壁薄自重轻，截面性能优良，强度高，与
传统槽钢相比，同等强度可节约材30%。 C型钢广泛用于钢结构建筑的檩条、墙梁。 Z型钢特别适用于大坡度屋面的檩条。 C型钢高度为80、100、120、140、160五 种规格，长一般不超过12米。
验方法》(GB/T229-94)的规定。
c) 钢 材 弯 曲 试 验 应 符 合 国 家 标 准 《 金 属 弯 曲 试 验 方 法 》 (GB232-88)的规定。
3、试验取样数量
常用钢材化学成分分析和钢材性能试验取样数量见表2.10。
表2.10钢材化学成分分析和钢材性能试验取样数量
检验项目 标准名称 及标准号 碳素结构钢 GB/T 700-1988 优质碳素结构钢 GB/T 699-1999 低合金高强度结构钢 GB/T 1591-1994 化学成分 拉伸试 验 弯曲试 验 常温冲 击 低温冲 击 时效冲 击 表面 厚度方向性 能 超声波探 伤
牌号命名与碳素结构钢类似，因A、B级为镇静钢
，C、D、E级为特种镇静钢，故可不加脱氧符号。 如
Q390A，Q420E。
（3）优质碳素结构钢 比碳素结构钢杂质少，缺陷限制严格，综合性 能好。钢结构中使用较少，仅用于冷拔高强钢丝或 制作高强螺栓、自攻螺钉等。 按《优质碳素结构钢》GB/T699分普通含锰量的 钢和较高含锰量的钢。 牌号由三部分表示：含碳量、合金元素种类及 含量。两位数字为平均含碳量的万分数；合金元素 后未附数字表示平均含量 ＜ 1.5% ，附数字“ 2” 表示 平均含量1.5%～ 2.5%；最后如附有“ b”，表示为半 镇静钢，否则为镇静钢。 如：45号钢，表示平均含碳量为0.45％的优质碳 素钢；45Mn钢则表示同样含碳量、但锰的含量也较 高。 16Mn表示平均含碳量为0.16%，平均含Mn量低 于1.5%的镇静钢。
由施工单位卷制。
焊接钢管分为直缝焊、 螺旋焊两种，用符号 “Ф”后加“外径×厚 度” 如Ф102×5
2.3钢材的材质检验及验收
1、一般要求
钢结构工程采用的钢材，都应具有质量证明书，当对钢 材的质量有疑义时，可按国家现行有关标准的规定进行抽样检 验。钢材通用的检验项目、取样数量和试验方法参见表 2.9 。 钢材应成批进行验收，每批由同一牌号、同一尺寸、同一交货 状态组成，重量不得大于60t。有A级钢或B级钢允许同一牌号 、同一质量等级、同一冶炼和浇筑方法、不同炉罐号组成目合
C型钢、Z型钢
（5）钢管
钢管有无缝钢管和焊接钢管两种。常用作桁架、网架、
网壳等平面和空间格构式结构的杆件；在钢管混凝土柱中也 有广泛的应用。型号可用代号“D”后加“外径d×壁厚t”表示 ，如 D180×8等。国产热轧无缝钢管的最大外径可达 630mm 。供货长度为3～12m。焊接钢管的外径可以做的更大，一般
3/批
3/批
2/批
逐张
高层建筑用钢板
1/每炉罐号 1/批 1/批 3/批 3/批 逐张
4、钢材的验收 钢材验收应达到以下要求：
(1) 钢材的品种和数量是否与Fra Baidu bibliotek货单一致。
(2)钢材的质量保证书是否与钢材上打印的记号相符。 (3) 核对钢材的规格尺寸，测量钢材尺寸是否符合标准规 定，尤其是钢板厚度的偏差。 (4) 钢材表面质量检验，表面不允许有结疤、裂纹、折叠 和分层等缺陷，钢材表面的锈蚀深度不得超过其厚度负偏差值 的一半，有以上问题的钢材应另行堆放，以便研究处理。
2.1建筑用钢的种类
我国的建筑用钢主要为碳素结构钢和低合
金高强度结构钢两种，优质碳素结构钢在冷拔
碳素钢丝和连接用紧固件中也有应用。另外，
厚度方向性能钢板、耐候钢、铸钢等在某些情 况下也有应用。
（1）碳素结构钢 《碳素结构钢》GB/T700 ，按屈服点共有 Q195 、 Q215 、 Q235 、 Q255 和 Q275 四个牌号，按化学成分和冲 击韧性分为A、B、C、D共4个质量等级，按脱氧程度分 为特殊镇静钢(TZ)、镇静钢(Z）、半镇静钢（b）和沸 腾钢(F)。 牌号：由代表屈服点的字母Q、屈服点数值、质量 等级和脱氧程度四个部分按顺序组成（Z、 TZ可省 略）。 如Q235-A．F，表示屈服点为235MPa的A级沸腾钢； Q235-C表示屈服点为235MPa的C级镇静钢。 随着牌号的增大，强度、硬度提高，塑性、韧性、 可焊性降低。 质量等级：由A到D，表示质量等级由低到高。
轻型工字钢壁薄、截面外展，不分厚度类别，符号表示
如I32Q 。
槽钢有普通槽钢和轻型槽钢二种。适于作檩条等双向受
弯的构件，也可用其组成组合或格构式构件。槽钢的型号与 工字钢相似，例如［ 32a 指截面高度 320mm ，腹板较薄的槽 钢。目前国内生产的最大型号为［40c。供货长度为5～19。 轻型如［ 25Q 。
在距离一边约1/4板宽位置切取，见图2.4。
b)型材试样。球扁钢、T型钢、角钢、槽钢、工字钢切取 部位见图2.4。
图2.4 各种型材试样切取位置
c)管材试样。对于外径小于 30mm的钢管，应取整个管段 作试样；当外径大于30mm时，应剖管取纵向或横向试样；对 大口径钢管，其壁厚小于 8mm 时，应取条状试样；当壁厚大 于8mm时，也可加工成圆形比例试样，见图2.5。
批，但每批不得多于6个炉罐号，且每炉罐号含碳量之差不得
大于0.02%.含锰量之差不得大于0.15%。
表2.8钢材通用检验项目规定
检验项目 化学分析 拉伸 弯曲 常温冲击 低温冲击 取样数量，个 1(每炉罐号) 1 1 3 3 取样方法 GB222 GB2975 GB2975 GB2975 GB2975 试验方法 GB223 GB228 GB6397 GB232 GB/T229 GB/T229
钢板： “—10(厚)×500(宽)×2100(长,有时无)”
钢带： “—10(厚)×500 (宽)”
厚钢板常用做大型梁、柱等实腹式构件的翼缘和腹板， 以及节点板等；薄钢板主要用来制造冷弯薄壁型钢；钢带 （扁钢）可用做焊接组合梁、柱的翼缘板、各种连接板、加 劲肋等。
行业标准《高层建筑结构用钢板》（ YB4104 ）中钢板 牌号由屈服点的字母 Q、屈服点数值、高层建筑字母 GJ及质 量等级符号组成，对 Z 向板再加上后缀字母 Z 。四个牌号为 Q235GJ、 Q235GJZ、 Q345GJ、 Q345GJZ。
（3）H型钢及T型钢 H型钢与普通工字钢相比，其翼缘板的内外表面平行， 便于与其它构件连接。H型钢的基本类型可分为宽翼缘（HW ）、中翼缘（HM ）及窄翼缘（ HN）三类。还可剖分成 T型
钢供应，代号分别为 TW、TM 、TN。H 型钢和相应的 T型钢
的型号分别为代号后加“高度h×宽度 b×腹板厚度 t1×翼缘 厚 度 t2” ， 例 如 HW400×400×13×21 和
（4）其它建筑用钢
要采用特殊钢材时，材质应符合国家相关标准。如： 当焊接承重结构为防止钢材的层状撕裂而采用 Z 向钢 时，应符合《厚度方向性能钢板》GB/T5313的规定； 处于外露环境对耐腐蚀有特殊要求或在腐蚀性气、固 态介质作用下的承重结构采用耐候钢时，应满足《耐候结 构钢》GB/T4171的规定； 当在钢结构中采用铸钢件时，应满足《一般工程用铸 造碳钢件》GB/T11352的规定等。
序 号 1 2 3 4 5
符合下列情况的，钢结构工程用的钢材须同时具备材质质 量保证书和试验报告：①国外进口的钢材；④钢材不同批次混 淆；③钢材质量保证书的项目少于设计要求 (应提供缺少项目
对应的试验报告单)；④设计有特殊要求的钢结构用钢材。
2、钢材性能复验 （1）化学成分分析 常见项目，对钢厂生产能力有怀疑，钢材表面铭牌标记 不清，钢号不明时一般都要取样做化学成分分析。