工程结构用钢.
工程用钢及其应用
性能 —— 渗层硬度高，耐磨，抗接触疲劳；心部韧性高、强度大。
渗C钢的牌号（摘自GB/T3077-1999）（渗C: 930℃，回火：200 ℃）
淬
透
钢号
性
主 要 化 学 成 分, %
预备处理／
机械性能
C
Mn
Cr，Ni
淬火, ℃ b
s aKU2
MPa MPa J
20Cr 低
0.17~0.24 0.50~0.80 0.70~1.00
工程用钢及其应用
It is applicable to work report, lecture and teaching
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第二节 工程用钢及其应用
n 概述 n 工程结构用钢 n 机械结构用钢 n 滚动轴承钢 n 工具钢 n 特殊性能钢
On the evening of July 24, 2021
0.55
390
1.00 ~1.70
0.55
420
1.00 ~1.70
0.55
460
On the evening of July 24, 2021
b ，MPa 570 630 650 680 720
5 ，% 23
21~22 19~20 18~19
17
应用
桥梁
Courseware template
车辆
50 0.47-0.55 0.50-0.80 0.17-0.37 <0.035 <0.035
375
60 0.57-0.65 0.50-0.80 0.17-0.37 <0.035 <0.035
400
85 0.62-0.70 0.50-0.80 0.17-0.37 <0.035 <0.035
土木工程中钢结构的应用
土木工程中钢结构的应用在土木工程领域中，钢结构是一种非常重要的建筑材料，它具有高强度、抗风抗震、耐腐蚀、可塑性强等优势，因此在各种建筑工程中得到了广泛的应用。
本文将重点介绍土木工程中钢结构的应用领域、特点及优势。
一、应用领域1. 桥梁工程桥梁是土木工程中重要的组成部分，而钢结构桥梁因其自重轻、结构稳定、施工方便等特点，成为桥梁工程中的主要选择。
在大型跨海大桥、特殊地质条件下的桥梁等工程中，钢结构桥梁更是不可或缺的重要组成部分。
2. 高层建筑在高层建筑中，钢结构由于其自重轻、结构强度高、施工速度快等特点，随着城市化进程的加速和土地资源的越发稀缺，被越来越多的采用。
许多高层商业综合体、办公楼、酒店等建筑都是采用钢结构作为主要承重结构。
3. 厂房和工业设施在工业领域中，大型厂房和工业设施中，往往需要承受较大的荷载和定期维护的需求，在这种情况下，钢结构能够提供更为稳定、耐用的解决方案，因此得到了广泛的应用。
4. 钢结构建筑钢结构建筑有着自身的特点和优势，如构件制作精度高、安装速度快、可重复使用等，因此在展馆、体育馆、火车站等需要大跨度、大空间的建筑中得到了广泛的应用。
二、特点及优势1. 高强度钢材具有较高的屈服强度和抗拉强度，加之其可塑性好，可以满足复杂结构的设计要求，因此在土木工程中能够提供更为安全可靠的解决方案。
2. 抗风抗震钢结构具有良好的整体稳定性和抗震抗风性能，能够在地震和强风等自然灾害中起到更好的防护作用，为建筑物及其使用者提供更为安全的环境。
3. 质量可控钢结构在制造过程中可以实现工业化生产，控制质量更为容易，且可以减少现场施工时间，减少建筑垃圾的产生，有利于减少对环境的影响。
4. 施工方便由于钢结构制作一般在工厂内完成，只需要在现场进行拼装，因此施工速度更快，同时也可以减少很多现场施工的安全隐患，降低施工成本。
5. 耐腐蚀经过防腐处理的钢结构可以有效抵抗大气、水域等环境中的腐蚀，因此具有较长的使用寿命，减少了维护成本。
钢结构工程材料目录
钢结构工程材料目录一、钢材1、碳素结构钢常用于一般的钢结构工程，如 Q235 钢，具有良好的可焊性和加工性能。
2、低合金高强度结构钢如 Q345 钢、Q390 钢等，具有较高的强度和韧性，适用于承受较大荷载的结构。
二、焊接材料1、焊条根据钢材的种类和焊接要求选择不同型号的焊条，如 E43 系列焊条用于 Q235 钢的焊接，E50 系列焊条用于 Q345 钢的焊接。
2、焊丝包括实心焊丝和药芯焊丝，常用于气体保护焊和埋弧焊。
3、焊剂与焊丝配合使用，如常见的 HJ431 焊剂。
三、连接材料1、高强度螺栓分为大六角头高强度螺栓和扭剪型高强度螺栓，其性能等级有 88 级和 109 级。
2、普通螺栓一般采用 C 级螺栓，常用于次要连接部位。
3、铆钉在一些特定的钢结构连接中仍有应用。
四、围护材料1、彩钢板具有色彩鲜艳、耐腐蚀、重量轻等优点，常用于钢结构建筑的屋面和墙面。
2、夹芯板由两层彩钢板中间夹芯保温材料组成，如岩棉、聚苯乙烯等，具有良好的保温隔热性能。
五、防腐涂料1、底漆如富锌底漆，能提供良好的防锈保护。
2、中间漆增加涂层的厚度和防腐性能。
3、面漆具有美观和保护的作用，可根据需要选择不同的颜色和光泽度。
六、防火涂料1、膨胀型防火涂料遇火时膨胀形成隔热层，延缓钢结构的升温。
2、非膨胀型防火涂料通过自身的低导热性能起到防火作用。
七、其他材料1、支撑材料如各类钢支撑、系杆等，用于增强钢结构的稳定性。
2、隅撑设置在钢梁和钢柱之间，增加结构的侧向稳定性。
在钢结构工程中，对材料的质量控制至关重要。
每一批次的钢材、焊接材料、连接材料等都应进行严格的检验和验收，确保其符合相关标准和设计要求。
同时，在材料的储存、运输和使用过程中，也要采取相应的防护措施，避免材料受损或变质。
例如，钢材在储存时应避免受潮、生锈，焊接材料应存放在干燥通风的环境中，防腐涂料和防火涂料在使用前应检查其保质期和质量状况。
总之，钢结构工程材料的选择和管理是确保工程质量和安全的基础。
船舶及海洋工程用结构钢
《0.030 ≤0.025
≥ 0.015 ≥
DH36 DH40 EH32 EH36 EH40 FH32 FH36 FH40
0.18
0.50
〜 1.6
0.025
0.35
0.200.40源自〜 0.05〜 0.10
0.02
0.08
0.015
≤ 0.16
≤ 0.020
≤0.020
≤ 0.80
≤ 0.009
三、牌号和化学成分
一般强度级、高强度级钢材的牌号和化学成分
牌号 化学成分（质量分数） C Si ≤ A ≤ B D E AH32 AH36 AH40 DH32 ≤ 0.18 ≤ 0.18 ≤ ≤ 0.50 ≤ 0.21 ≤ 0.35 0.50 Mn ≥ 0.50 ≥ 0.80 ≥ 0.60 ≥ 0.70 0.90 〜 1.60 0.90 ≤ 0.030 ≤ 0.025 ≤ 0.030 ≤ ≤0.030 ≤0.025 ≤ 0.35 ≤ ≤ 0.20 ≤ ≤ 0.40 ≤ 0.02 〜 0.05 0.02 0.05 〜 0.10 0.05 ≤ 0.02 ≤ ≤ 0.08 ≤ 一 — ≤ 0.035 ≤0.035 ≤ 0.35 ≤ 0.30 ≤ 0.30 — — — — — ≥ 0.015 — P S Cu Cr Ni Nb V Ti Mo N Als
船舶及海洋工程用结构钢的分类及牌号
牌 号 A, B，D, E AH32, DH32, EH32, FH32, AH36, DH36, EH36, FH36 AH40, DH40, EH40, FH40 AH420, DH420, EH420, FH420, AH460, DH460, EH460, FH460 AH500, DH500, EH500, FH500, AH550, DH550, EH550, FH550 AH620, DH620, EH620, FH620, AH690, DH690, EH690, FH690 Z25, Z35 超高强度船舶及海洋工程用结 构钢 Z 向钢 构钢 高强度船舶及海洋工程用结构 钢 用 途 一般强度船舶及海洋工程用结
工程结构钢
2024/2/8
强度 MPa 600 400
200
双相钢 普通钢
10 20 30 40 应变 / % 双相钢和普通钢应力应变曲线的比较
2024/2/8
冲压型双相钢主要是板材，广泛用于各种
容器和汽车冲压件。
应
非冲压双相钢有棒材、线材、钢筋薄壁无
用
缝钢管等产品。钢材经热轧后控制冷却，得
到F加M双相钢组织，然后经冷拨、冷墩等工
2024/2/8
先进钢铁材料技术的进展
钢铁研究总院先进钢铁材料技术国家工程研究中心 董瀚
摘要：钢铁材料是不断发展的先进材料，它依然是 本世纪的主要结构材料。先进钢铁材料具有环境友 好、性能优良、资源节约、成本低廉的特征。本文 从钢铁材料理论进展出发，评述微合金化钢、超细 晶粒钢、氮合金化不锈钢、高质量特殊钢、钢材组 织性能预报和材料信息化技术等重要的先进钢铁材 料技术进展。
2.6 低碳贝氏体和马氏体钢
低碳马氏体
≤0.16%C，加入Mo、Nb、V、B及控制Mn或Cr与之 配合→ 淬火回火处理组织为低碳回火马氏体。
BHS-1钢的成分为0.10C-1.80Mn-0.45Mo-0.05Nb。 锻轧后空冷或直接淬火并自回火。达到合金调质钢调质 后的性能水平。
制造汽车的轮臂托架、操纵杆、车轴、转向联动节和 拉杆等，也可用于冷墩、冷拨及制作高强度紧固件。
C
纹↑。提高淬透性的Me种类及其数量也应适
当控制，如Cr、Mn、Mo、Ni等。
↑耐大气腐蚀性最有效的元素。一般含量:
0.025~0.25% Cu ，0.05~0.15％ P 。 ↑P，冷脆
Cu 和时效倾向增加。→用Al脱氧→ 细晶粒钢。
P
复合加入适量元素，则↑钢耐蚀性效果更佳。
工程结构钢的基本要求
工程结构钢的基本要求
工程结构钢的基本要求包括以下几个方面：
1. 材料强度要求：工程结构钢的强度需要符合设计要求，能够承受设计荷载和应力。
2. 材料质量要求：钢结构所用钢材的质量需要符合国家标准和行业标准，需要进行材料检测和认证，确保材料的质量符合要求。
3. 材料防腐蚀要求：钢结构所用钢材需要进行防腐蚀处理，以防止钢材在长期使用过程中出现腐蚀、老化等现象。
防腐蚀处理可以采用热浸镀锌、喷涂等方式。
4. 施工要求：在安装过程中，应遵循一定的施工规范，如摩擦型高强螺栓的穿孔不得强行敲打、气割扩孔、破坏喷砂摩擦面。
全熔透对接焊缝必须开坡口，焊缝必须进行100%超声波检验，不合格的部位必须剔除重焊。
5. 使用环境适应性：根据工程环境条件（如高温、低温、腐蚀等），工程结构钢应具备相应的耐久性和稳定性。
6. 经济性：在满足以上要求的同时，工程结构钢的成本也应控制在合理范围内，以达到经济性的要求。
以上是工程结构钢的一些基本要求，具体的要求可能会根据实际工程情况有所调整。
钢结构在建设工程中的应用
钢结构在建设工程中的应用在现代建设工程领域，钢结构因其优越的性能和广泛的应用领域而备受关注。
本文将探讨钢结构在建设工程中的应用情况，并从不同角度分析其优势和挑战。
一、钢结构在建筑领域的应用1. 高层建筑钢结构在高层建筑中得到了广泛应用。
相比于传统的混凝土结构，钢结构具有较小的自重和灵活的分布载荷传递能力，可以有效减轻地基负荷并提高建筑物的抗震性能。
此外，钢结构施工速度快，且可以实现组装化施工，大大缩短了建筑周期。
2. 桥梁和交通设施钢结构在桥梁和交通设施的建设中占据重要地位。
钢结构桥梁具有较大的跨度、较轻的自重和良好的抗震性能，可以适应各种复杂的地理环境。
同时，钢结构可以工厂化生产，减少现场施工难度和时间，提高了工程质量和安全性。
3. 工业厂房和设备支撑结构工业厂房和设备支撑结构对强度和稳定性要求较高，而钢结构正好满足了这些要求。
钢结构具有较高的抗压和抗拉能力，可以有效承受设备的重量和振动载荷，并且不易受到腐蚀和老化的影响，延长了使用寿命。
二、钢结构应用的优势1. 强度和稳定性钢结构具有较高的强度和稳定性，可以承受较大的荷载，并且在地震等自然灾害中表现出优异的性能。
这使得钢结构在建筑高度和跨度相对较大的项目中具有独特优势。
2. 施工速度钢结构的构件可以在工厂预制，然后运至工地进行现场组装，大大提高了施工速度。
相比之下，传统的混凝土结构需要等待混凝土的凝固和强度达到要求，施工周期较长。
3. 环保可持续钢结构的生产过程中能源消耗较低且没有废水排放，与木材结构相比，也减少了对森林资源的开采压力。
同时，钢结构在回收利用方面具有独特优势，可以实现高比例的材料循环利用，降低了建筑废弃物对环境的影响。
三、钢结构应用的挑战1. 高成本钢材价格较高，钢结构与传统混凝土结构相比较，成本较高。
此外，钢结构需要较高的技术要求和施工难度，进一步增加了项目的总体成本。
2. 防腐蚀和维护钢结构容易受到腐蚀的影响，特别是在海洋环境和潮湿气候条件下。
建筑用钢结构工程施工方案
本工程为某住宅楼钢结构施工项目，建筑面积为15000平方米，结构形式为框架-剪力墙结构，建筑高度为28米，地上6层，地下1层。
本工程采用Q235B钢材，主要构件包括梁、柱、楼板、屋面板等。
二、施工准备1. 施工组织（1）项目经理部设立钢结构施工小组，负责整个项目的施工管理工作。
（2）根据施工图纸，编制详细的施工组织设计，明确施工顺序、施工方法、施工进度、质量保证措施等。
（3）组织施工人员进行技术交底，确保施工人员熟悉施工图纸、施工规范及施工技术要求。
2. 材料准备（1）钢材：选用Q235B钢材，确保材料质量符合国家标准。
（2）焊接材料：选用E50-1型电焊条，确保焊接质量。
（3）螺栓、锚栓等连接件：选用符合设计要求的螺栓、锚栓等连接件。
3. 施工设备（1）焊接设备：电弧焊机、气体保护焊机等。
（2）切割设备：等离子切割机、数控切割机等。
（3）吊装设备：汽车吊、塔吊等。
（4）检测设备：钢尺、水准仪、超声波探伤仪等。
三、施工方法1. 钢结构制作（1）钢材下料：根据设计图纸，采用数控切割机进行切割，确保切割精度。
（2）钢材拼接：将切割好的钢材按照设计要求进行拼接，确保拼接质量。
（3）焊接：采用电弧焊机进行焊接，确保焊接质量。
2. 钢结构安装（1）基础处理：对基础进行处理，确保基础表面平整、清洁。
（2）柱安装：将柱子吊装至基础，调整垂直度，固定牢固。
（3）梁安装：将梁吊装至柱子上，调整水平度，固定牢固。
（4）楼板安装：将楼板吊装至梁上，调整水平度，固定牢固。
（5）屋面板安装：将屋面板吊装至梁上，调整水平度，固定牢固。
3. 钢结构防腐（1）钢材表面处理：采用喷砂除锈，确保钢材表面清洁、干燥。
（2）涂装：采用高性能防腐涂料，按照设计要求进行涂装。
四、质量控制措施1. 材料质量控制：严格控制钢材、焊接材料、螺栓、锚栓等连接件的质量。
2. 施工过程质量控制：严格按照施工规范进行施工，确保施工质量。
3. 焊接质量控制：采用双面焊接，确保焊接质量。
钢结构工程中使用钢材的基础知识
钢结构工程中使用钢材的基础知识一、钢结构钢材种类及其性能现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017对钢结构用钢材品种，特别是承重结构钢材的钢种和标准要求如下：1.碳素结构钢碳素结构钢采用现行国家标准《碳素结构钢》GB/T 700中的Q235A、Q235B、Q235C、Q235D等牌号。
2.低合金高强度结构钢低合金高强度结构钢采用现行国家标准《低合金高强度结构钢》GB/T 1591中的各牌号钢材。
3.建筑结构用钢板建筑结构用钢板采用现行国家标准《建筑结构用钢板》GB/T 19879中的Q235GJ、Q345GJ、Q390GJ、Q420GJ、Q460GJ牌号。
4.工程用铸造碳钢件非焊接结构用铸钢件采用现行国家标准《一般工程用铸造碳钢件》GB/T 11352中的ZG200-400、ZG230-450、ZG270-500、ZG310-570、ZG340-640牌号。
焊接结构用铸钢件采用现行国家标准《焊接结构用碳素钢铸件》GB/T 7659中的ZG200-400H、ZG230-450H、ZG270-480H、ZG300-500H、ZG340-550H牌号。
5.厚度方向性能钢板厚度方向性能钢板采用现行国家标准《厚度方向性能钢板》GB/T 5313中的Z15、Z25、Z35牌号。
6.焊接结构用耐候钢焊接结构耐候钢采用现行国家标准《焊接结构用耐候钢》GB/T 4172中的各牌号。
二、结构钢材交货状态不同的钢材交货状态对钢材组织和性能的波动有不同的影响，特别是对钢材的可焊性指标碳当量（CEV）和焊接裂纹敏感性指数（Pcm）影响较大。
钢结构钢材的交货状态主要有热轧、控轧、正火、回火、热机械轧制（TMCP）状态等几种，其作用和应用范围见表1-1。
表1-1结构钢材供货状态三、钢材供货及采购事项常用的几种结构钢材供货及采购事项见表1-2。
表1-2常用的几种结构钢材供货及采购事项。
土木工程中钢结构的应用
土木工程中钢结构的应用一、钢结构的应用领域1.建筑领域在建筑领域中，钢结构常常被用于制作大跨度的建筑物，如体育馆、剧院、展览馆等。
由于钢材的高强度和优良的可塑性，钢结构可以实现更大的跨度和更轻盈的结构形式，使得建筑物更加开阔和美观。
2.桥梁领域钢结构在桥梁领域的应用也十分广泛。
由于钢材具有较高的抗拉强度和延展性，能够满足大跨度桥梁的设计需求。
而且钢结构桥梁的施工周期较短，能够减少施工对交通的干扰，因此在城市中较为常见。
3.厂房领域在工业领域中，许多厂房的主体结构都采用钢结构。
由于钢结构重量轻、强度高、可塑性好，能够满足大空间、大跨度的工业厂房的设计需求。
钢结构还具有易拆卸、易扩建的优势，能够满足工业企业对于生产线布局的不断调整和改变。
4.其他领域除了以上几个领域，钢结构还被广泛应用于矿山设施、码头设施、机械设备支架等领域。
由于钢结构具有高强度、耐久性好、易于维护等优势，能够满足各种特殊工程的要求。
二、钢结构的优势1.高强度钢材具有较高的抗拉强度和抗压强度，能够承受较大的荷载。
这使得钢结构能够实现更大跨度、更轻盈的结构形式，满足大型建筑和桥梁的设计需求。
2.可塑性好钢材具有良好的可塑性，能够通过冷弯、热弯等加工方式实现各种复杂的结构形式，适应各种设计要求。
3.施工周期短钢结构的生产制作工序较简单，且能够在工厂预制加工，减少现场施工的工期，因此能够缩短工程周期，减少工程成本，并且有利于施工进度的控制。
5.易于维护由于钢结构具有耐久性好、易于维护等优势，其维护成本较低，有利于保障工程的长期稳定运行。
三、未来发展趋势1.发展轻型高强度钢结构轻型高强度钢结构具有重量轻，抗震性好等优势，能够满足建筑物对于结构轻盈、安全性能的需求，未来将会得到更广泛的应用。
2.发展数字化制造技术随着信息技术的发展，数字化制造技术在钢结构行业中的应用越来越广泛。
通过数字化设计、工艺模拟和智能制造等技术手段，能够提高钢结构的生产效率和质量控制水平。
钢结构材料等级
钢结构材料等级
钢结构材料等级是指钢材的质量等级，通常用数字表示。
在钢结构工
程中，钢材的等级直接影响着工程的质量和安全性。
因此，正确选择
钢材等级是非常重要的。
目前，国内常用的钢材等级有Q235、Q345、Q390、Q420、Q460等。
其中，Q235是最常用的钢材等级，适用于一般建筑结构；Q345适用于大型建筑结构和桥梁工程；Q390、Q420、Q460适用于大型
桥梁、高层建筑和重型机械制造等领域。
除了以上常用的钢材等级外，还有一些特殊的钢材等级，如高强度钢、耐候钢、耐腐蚀钢等。
这些钢材等级具有特殊的性能，可以满足一些
特殊工程的需求。
在选择钢材等级时，需要考虑以下几个方面：
1. 工程的使用环境：不同的工程使用环境对钢材的性能要求不同，需
要选择相应的钢材等级。
2. 工程的设计要求：工程的设计要求直接影响着钢材的选择，需要根
据设计要求选择合适的钢材等级。
3. 钢材的价格：不同的钢材等级价格不同，需要根据工程的预算选择合适的钢材等级。
总之，选择合适的钢材等级是保证工程质量和安全性的重要保障。
在选择钢材等级时，需要综合考虑工程的使用环境、设计要求和预算等因素，选择合适的钢材等级。
钢结构工程施工钢结构材料(共25张PPT)
C,D,E----- TZ特殊镇静钢杂1质、多，试硬件而脆切，取可铸位不置可锻
（2）钢板：热轧、冷轧
需（要2）说力明学：性钢能材：在强3度002、°、左塑右试性时、件，韧切强性度取、提硬方高度向，塑性、韧性下降，钢材表面呈蓝色，这一反覆现象称之为蓝脆现象。
S：含量↑使强度↑塑性拉、伸韧性：、板性能件冷垂弯、直可轧焊制性↓方； 向；型材平行轧制方向
a
d
建筑结构钢材在制造加工过程中，经常要弯
a
曲、切断、焊接，保证钢材在加工过程中，
其力学性能基本不受影响尤为重要。
1）、冷弯性能
d+2.1a
在常温下承受弯曲而不破裂的能力。在冷加工过程中产生塑性变形时，对产生 裂纹的敏感性，是判别钢材塑性及冶金质量的综合指标。
2）、焊接性能 适应焊接方法和焊接工艺的能力
2）、塑性：在某种给定载荷下,材料产生永久变形的材料特性
便于内力重分布，吸收能量，重要指标
A、延伸率delta
l l0 100%
l0
伸长（或缩短）的长度与其原长度的比值作为衡量标准
B、断面收缩率psi
A0 A100%
A0
1、建筑钢材的性能
（2）力学性能：强度、塑性、韧性、硬度
3）、韧性:材料的断裂前吸收能量和进行塑性变形的能力
高温时使钢材变脆－热脆现象。
P：低温时使钢材变脆－冷脆现象；其它同S O、N：O同S；N同P，控制含量≤0.008%
1、建筑钢材的性能
（3）影响钢材性能的因素：微观结构、化学成分、冶炼、热处理
3）、冶金与轧制的影响 冶金：冶金的影响主要为脱氧方法：沸腾钢用Mn为脱氧剂，时间快，价
格低，质量差；镇静钢用Si为脱氧剂，时间慢，价格高，质量好。
钢结构工程中钢材如何选用及代用原则
钢结构工程中钢材如何选用及代用原则1.抗拉强度和屈服强度：在钢结构工程中，钢材的抗拉强度和屈服强度是最重要的机械性能指标。
根据设计要求和承载力计算，选择具有足够抗拉强度和屈服强度的钢材。
一般情况下，设计要求的强度标准可以通过选用不同强度等级的钢材来满足。
2.耐久性：在选择钢材时，要考虑钢材的耐久性，即其抗腐蚀性和抗疲劳性。
根据工程环境条件（如大气环境、水环境等）和工程使用条件（如使用时长、负荷频率等），选择具有足够耐久性的钢材。
常用的耐久性能好的钢材有耐候钢、不锈钢等。
3.施工条件：钢材的选用还需要考虑工程的施工条件。
应根据现场施工情况，选择适合施工操作和安装要求的钢材。
比如施工空间狭小、作业高度有限等情况下，可以选择焊接性能好、拼装方便的钢材。
4.经济性：在钢结构工程中，经济性是一个重要的考虑因素。
应根据工程的预算和经济合理性，选用价格合理的钢材。
有时候，可以通过代用钢材或者调整构件尺寸来达到经济性的要求。
5.材料的可获性：在实际工程中，钢材的供应情况也是需要考虑的因素。
应选择容易获得的、供应稳定的钢材，以确保工程的顺利进行。
6.代用原则：在一些情况下，可能需要根据实际情况对钢材进行代用。
钢材的代用要符合工程设计的要求，并经过充分的评估和验证。
在代用时，应注意对比原材料的强度、刚度、重量等性能指标，并进行相应的调整和计算。
最后，钢结构工程中钢材的选用和代用应充分考虑工程的安全性、经济性和可操作性，确保工程的顺利实施和使用。
同时，也要遵循相关标准和规范要求，经过专业人员的评估和审查，确保选用和代用的钢材符合工程设计要求。
建筑工程结构含钢量混凝土含量限额设计指标
建筑工程结构含钢量混凝土含量限额设计指标建筑工程的结构设计是指建筑物主体结构的设计，其中包括了各种结构材料的使用量限额。
其中，钢材和混凝土是建筑工程中最常用的结构材料之一、下面我将介绍一些关于建筑工程结构含钢量和混凝土含量限额的设计指标。
首先，关于钢材的使用量限额。
钢材在建筑工程中的应用主要包括钢筋和钢结构。
钢筋是混凝土中常用的加强材料，其主要作用是增强混凝土的抗拉强度和抗剪强度。
在结构设计中，钢筋的使用量需要根据建筑物的结构类型、荷载情况和使用要求等进行合理确定。
根据相关规范，建筑工程中的结构含钢量应满足以下指标：1.钢筋的使用量应符合结构设计的要求，保证结构的强度和稳定性；2.钢筋的保护层厚度应满足规范要求，保护钢筋免受腐蚀和损坏；3.钢筋的连接方式和布置应符合规范要求，保证结构的连接可靠性和稳定性；4.钢结构的使用量应满足结构设计的要求，保证结构的强度和稳定性。
其次，关于混凝土的使用量限额。
混凝土是建筑工程中最常用的结构材料之一，其主要作用是提供结构的强度和稳定性。
在结构设计中，混凝土的使用量需要根据建筑物的结构类型、荷载情况和使用要求等进行合理确定。
根据相关规范，建筑工程中的混凝土含量应满足以下指标：1.混凝土的配合比应满足结构设计的要求，保证混凝土的强度和耐久性；2.混凝土的浇筑高度和质量应符合规范要求，保证混凝土的质量和施工质量；3.混凝土的抗裂性和抗渗性应符合规范要求，保证混凝土的使用寿命和结构的稳定性；4.混凝土的养护期应符合规范要求，保证混凝土的强度和耐久性。
总结起来，建筑工程中的结构含钢量和混凝土含量的设计指标主要包括了材料的使用量、保护和连接方式、强度和耐久性等要求。
这些指标的合理设计和实施可以保证建筑物的结构安全性和使用寿命。
因此，在建筑工程的结构设计过程中，需要根据相关规范和要求，合理确定结构含钢量和混凝土含量的限额，并加强质量控制和工程监管，确保建筑工程的结构安全和可靠。
结构钢的种类
第一节结构钢的种类、规格、用途结构钢是指符合特定强度和可成形性等级的钢。
可成形性以抗拉试验中断后伸长率表示。
结构钢一般用于承载等用途，在这些用途中钢的强度是一个重要设计标准。
结构钢包括碳素结构钢、合金结构钢、低合金结构钢、耐热结构钢等。
一、碳素结构钢碳素结构钢是碳素钢的一种。
含碳量约0.05％～0.70％，个别可高达0.90％。
碳素钢是指碳含量低于2%，并有少量硅、锰以及磷、硫等杂质的铁碳合金。
工业上常指含碳量小于1.35％，除铁、碳和限量以内的硅、锰、磷、硫等杂质外，不含其他合金元素的钢。
碳素钢的性能主要取决于含碳量。
含碳量增加，钢的强度、硬度升高，塑性、韧性和可焊性降低。
与其它钢类相比，碳素钢使用最早，成本低，性能范围宽，用量最大。
（一）分类1．按含碳量分为：（1）低碳钢(碳含量为0.04％～0.25％) (含碳量小于0.04%时称为工业纯铁。
（2）中碳钢（碳含量为0.25％～0.6％）（3）高碳钢（碳含量为0.6％～1.35％）2．按质量分为：（1)普通碳素钢，其有害杂质磷、硫含量均小于0.05％。
包括：甲类钢：A类钢，保证力学性能乙类钢：B类钢，保证化学成分特类钢：C类钢，保证力学性能和化学成分）如：Q235A,Q235B，Q235C，Q235D，SS400等。
(SS400:第一个S表示钢(Steel)，第二个S表示“结构”（Structure），400为下限抗拉强度400MPa，整体表示抗拉强度为400 MPa的普通结构钢)。
（2)优质碳素钢，有害杂质磷、硫含量均小于0.04％；高级优质碳素钢，有害杂质磷、硫含量小于0.03％－－如：45，S50C，S45c，P20等等。
3．按用途分为（1）碳素结构钢主要用于制造各种结构件和机器零件，一般属低碳钢和中碳钢；（2）碳素工具钢用于制造刀具、量具、模具等，一般属高碳钢。
（二）普通碳素结构钢简称普通碳素钢，这种钢含有害杂质（P、S等）和非金属夹杂物较多，但价格便宜，用途很多，用量很大，主要用于铁道、桥梁、各类建筑工程，制造承受静载荷的各种金属构件及不重要不需要热处理的机械零件和一般焊接件。
钢结构工程中使用钢材的基础知识
钢结构工程中使用钢材的基础知识在钢结构工程中使用钢材需要掌握的基础知识包括钢材的常见种类、性能指标、规格、加工及施工注意事项等。
以下是对这些基础知识的详细介绍。
1.常见种类：在钢结构工程中常用的钢材种类包括碳素结构钢、合金结构钢和不锈钢等。
碳素结构钢主要包括普通碳素结构钢和低合金高强度结构钢。
合金结构钢是在普通碳素结构钢中加入合金元素，如锰、铬、镍、钼等，以提高钢材的强度和韧性。
不锈钢则是含有至少12%的铬元素，具有优良的耐腐蚀性能。
2.性能指标：钢材的性能指标包括强度、韧性、可焊性和耐久性等。
强度是钢材抵抗外力作用的能力，通常用屈服强度和抗拉强度来表示。
韧性是指钢材在受力过程中的延展性和抗冲击性能。
可焊性是指钢材在焊接过程中的加工性能，主要考虑钢材的熔点、熔化性和变形性。
耐久性是指钢材在外界环境作用下的抗氧化、抗腐蚀和抗疲劳能力。
3.规格：钢材的规格通常包括尺寸和化学成分等。
尺寸规格主要包括长度、宽度、厚度和重量等，常见的规格有角钢、槽钢、H型钢、管材和板材等。
钢材的化学成分也是选择钢材的重要因素，不同的特定要求会有相应的化学成分要求。
4.加工：在钢结构工程中，钢材的加工是必不可少的环节。
常见的加工方式有切割、钻孔、焊接、弯曲和冷成型等。
切割可以通过火焰切割、等离子切割和机械切割等方式进行。
钻孔则可以通过钻孔机、冷冲击钻等工具完成。
焊接是将不同的钢材连接在一起的方式，常用的焊接方法包括气焊、电焊和埋弧焊等。
弯曲通常使用弯曲机、切管机等设备。
冷成型是通过压模将平板材料冷弯成所需的形状。
5.施工注意事项：在钢结构工程的施工中，需要注意以下几点。
首先，应根据设计要求选择合适的钢材，确保其性能符合要求。
其次，在加工钢材时，应注意切割尺寸的准确度和表面质量。
焊接时要严格执行焊接工艺规程，确保焊缝质量和焊接强度。
另外，钢结构的安装需要使用专业的设备和工具，严格遵守安全操作规程，以确保施工过程中的安全性。
总结起来，钢结构工程中使用钢材需要掌握其常见种类、性能指标、规格、加工及施工注意事项等基础知识。
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常用碳素冷锻用钢丝： ML10~ML45。钢 中的其它成分：WSi≤0.20%， WCr≤0.20%，S、P0.035%。 碳素冷锻用钢丝，牌号前面用“铆螺” 的拼音ML表示。其成分与优质碳素结构 钢相比，碳含量相同。但对Mn、Si、Cr、 S、P的含量控制较严。
3、热处理：热轧空冷后使用
4、使用状态下组织：F+P
5、用途：
南京长江大桥 Q345钢(16Mn)综合性能好，用于船舶、
桥梁、车辆等大型钢结构。
Q390钢含V、Ti、Nb，强度高，用于中
等压力的压力容器。
压力容器
Q460钢含Mo、B，正火组织为B，强度
高，用于石化中温高压容器。
（二）低合金耐候钢
另外还有一类低合金高强度结构钢，正在不断发展中。如： （1）微合金化钢 加入钛、钒、铌、氮等微量合金元素， 细化晶粒，实现沉淀硬化。屈服点可达540MPa以上。 （2）贝氏体钢 热轧状态下获得450-900MPa的屈服点。 （3）双相钢 铁素体+马氏体，高的强度和冷成形性。
（三） 其他低合金专业用钢 某些专业特定工作条件，国家对低合金结 构钢的成分及工艺进行了调整和补充，发展了 门类众多、专业范围较广，使用工业部门较多 的低合金工程结构钢类。 许多钢号已纳入国家标准。例如：各种压 力容器、低温压力容器、锅炉、船舶、桥梁、 汽车、自行车、农机、矿山、石油天然气管线、 铁道、建筑用钢筋等低合金工程结构钢均有标 准。 可根据构件或零件的工作条件和使用性能、 工艺要求来选择合适的低合金结构。
四、工程用铸造碳钢
用锻造方法难以生产的、力学性能要求较高，而使用铸 铁难以达到性能要求的复杂形状零件常用铸造碳钢来制造。
牌号：ZG200-400、 ZG230-450、 ZG270-500、 ZG310-570、 ZG340-640。
第三节 机械结构用钢
一、概述 机械结构：指适用于制造机器和机械零件或构 件的钢类。属于优质的、特殊质量的结构钢。 一般要热处理后使用。包括调质结构钢、表面 硬化钢、弹簧钢、冷塑成形钢等，即包括机械 结构用的非合金钢和合金钢二大类。它们多以 钢棒、钢管、钢板、钢带、钢丝等规格供货。
冷塑性成形钢：指在冷塑性变形条件下，能够获得 符合要求的形状、尺寸以及较高力学性能原材料、毛坯 件和零件的专用钢种。高塑性和较小变形抗力。非合金 冷塑性成形和低合金冷塑性成形钢二大类。 1. 非合金冷塑性成形用钢 （1）非合金冷冲压用钢 冷冲压生产工艺在汽车、 拖拉机、航空、电器、仪表等行业中占有极其重要地位。 利用冲压设备和模具对薄板材料进行冷冲压，可获得形 状复杂、尺寸精度高、生产率高的冷冲压件。冲压所用 的原材料必须具有高塑性的薄板。专用于冷塑成形的非 合金钢对成分、显微组织与性能有特殊要求。
二、优质碳素结构钢 优质碳素结构钢是在碳含量WC＝0.05%～ 0.90%、锰含量WMn＝0.25%～1.2%的铁碳合金。 除了65Mn、70Mn、70～85钢是特殊质量外，其余 为优质的。主要用于机械结构零件与构件，称机 械结构非合金钢类。进行热处理后才能使用。优 质碳素结构钢主要成分、牌号、性能及用途，见 表4-5所列。 优质碳素结构钢，按主要工艺特点不同也可 分为：非合金表面硬化钢，非合金调质钢，非合 金弹簧钢，非合金行业用钢，非合金冷塑成型钢， 非合金冷镦钢等。
第二节 工程结构用钢
一、概述 结构钢包括工程结构钢和机械结构钢。 对结构钢的性能要求主要在两个方面： 使用性能以强韧性为主。
工艺性能以可焊性、淬透性为主。 合金结构钢除少量为中高合金钢外，
其余都是低合金钢。
它们通常以钢棒、钢管、钢板、钢带、 钢丝、型钢等不同规格供货。
（2）非合金冷锻用钢 可承受冷锻成形用的非 合金结构钢。用冷锻工艺方法生产零件时，它所 承受压缩比较高。因此，要求冷锻钢具有很高的 塑性、高的表面质量(如钢的表面不允许有肉眼 可见的皱纹、折叠、刻痕、裂纹等缺陷)以及冷 锻钢内部不允许有严重地夹杂物、夹层、疏松、 缩孔和显著的偏析。这些表面和内部缺陷都将导 致在冷锻时开裂。钢的显微组织也对冷锻性有影 响，如粒状的珠光体较好。当碳含量Wc＞0.26% 时，应进行球化退火用于改善钢的塑性。
冷冲压所用薄钢板(δ≤4mm)，多采用冷轧碳 素薄钢板。依据冷冲时的变形程度，可分为普 通拉伸(P)、深拉伸(S)、最深拉伸(Z)。使用 的钢号05F~20F、08B、08~50。 要求的b与δ符合冷塑性变形要求。 希望δ愈高，s愈低，变形能力好，故s／ b0.65时具有良好的冲压性能，当板厚≤2mm， 还要求做杯突实验。冷冲压对显微组织如晶粒 度，游离渗碳体、带状组织有一定要求。钢中 成分：C、S、P等元素也会影响冲压性能。
低合金耐候钢是在碳素结构钢的基础上加入 少量的铜、铬、镍、钼、磷等合金元素，使其在 钢的表面形成一层连续致密的保护膜，可耐大气 腐蚀的低合金钢称耐候钢。 我国的低合金耐候钢有二类： 1） 高耐候性结构钢 如09CuPCrNi—B（C ＜0.12%），主要用于车辆、建筑、塔架及其他 耐候性要求高的工程结构件。 2） 焊接结构用耐候钢 如12MnCuCr(C： 0.08～0.15%），用于桥梁、建筑及有耐候要求 焊接结构件。
二、碳素结构钢
1、成分：<0.4%C，P、S 量较多。
2、性能：可焊性、塑性好。 3、热处理：热轧空冷态下使用。 4、使用状态下组织：F+P 5、用途：常以热轧型材使 用，约占钢材总量的70%。
用于建筑结构
三、低合金结构钢
（一）低合金高强度结构钢 1、性能要求: ⑴ 高强度及足够韧性。 ⑵ 良好的焊接性能、耐蚀性及低的冷脆转变温度。 2、成分特点：低碳(≤0.2%C)、主加Mn ① Mn: 强化铁素体, 增加珠光体的量, 降低脆转温度。 ② V、Ti、Nb: 起细化晶粒和弥散强化作用。 ③Cu、P可提高耐蚀性，RE可提高韧性、疲劳极限。