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钢结构工程设计需要考虑的钢材问题
浏览: 发布日期:2017-11-27
  钢结构设计要保证承重结构的承载能力和防止在一定条件下出现脆性破坏,应根据结构的重要性、荷载特征、结构形式、应力状态、连接方法、钢材厚度和工作环境等因素综合考虑,选用合适的钢材牌号和材性。
  
  承重结构的钢材宜采用Q235钢、Q345钢、Q390钢和Q420钢,其质量应分别符合现行国家标准规定。当采用其他牌号的钢材时,尚应符合相应有关标准的规定和要求。对Q235钢宜选用镇静钢或半镇静钢。
  
  承重结构的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度和硫、磷含量的合格保证,对焊接结构尚应具有碳含量的合格保证。
  
  焊接承重结构以及重要的非焊接承重结构的钢材还应具有冷弯试验的合格保证。
  钢结构工程设计图示
  对于需要验算疲劳的焊接结构的钢材,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℃C冲击韧性的合格保证;对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,对Q235钢和Q345钢应具有-20℃冲击韧性的合格保证;对Q390钢和Q420钢应具有-40℃冲击韧性的合格保证。
  
  对于需要验算疲劳的非焊接结构的钢材亦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-20℃时,对Q235钢和Q345钢应具有0℃冲击韧性的合格保证;对Q390钢和Q420钢应具有-20℃冲击韧性的合格保证。
  
  当焊接承重结构为防止钢材的层状撕裂而采用Z向钢时,其材质应符合现行国家标准《厚度方向性能钢板》GB/T 5313的规定。
  
  钢材的强度设计值(材料强度的标准值除以抗力分项系数),应根据钢材厚度或直径按表2-77采用。钢铸件的强度设计值应按表2-78采用。连接的强度设计值应按表2-79至表2-81采用。

钢材的强度设计值N/mm2  2-77

钢材

抗拉、抗压和抗弯f

抗剪

fv

端面承压(刨平顶紧)

fce

牌号

厚度或直径(mm

Q235

16

215

125

325

16~40

205

120

40~60

200

115

60~100

190

110

Q345

16

310

180

400

16~35

295

170

35~50

265

155

50~100

250

145

Q390

16

350

205

415

16~35

335

190

35~50

315

180

50~100

295

170

Q420

16

380

220

440

16~35

360

210

35~50

340

195

50~100

325

185

注:表中厚度系指计算点的钢材厚度,对轴心受力构件系指截面中较厚板件的厚度。

钢铸件的强度设计值N/mm2  2-78

钢号

抗拉、抗压和抗弯

f

抗剪

fv

端面承压(刨平顶紧)

fce

ZG200-400

155

90

260

ZG230-450

180

105

290

ZG270-500

210

120

325

ZG310-570

240

140

370

焊缝的强度设计值N/mm2  2-79

焊接方法和焊条型号

构件钢材

对接焊缝

角焊缝

牌号

厚度或直径

mm

抗压

fcw

焊缝质量为下列等级时,抗拉ftw

抗剪

抗拉、抗压和抗剪

一级、二级

三级

fvw

ffw

自动焊、半自动焊和E43型焊条的手工焊

Q235

16

215

215

185

125

160

16~40

205

205

175

120

40~60

200

200

170

115

60~100

190

190

160

110

自动焊、半自动焊和E50型焊条的手工焊

Q345

16

310

310

265

180

200

16~35

295

295

250

170

35~50

265

265

225

155

50~100

250

250

210

145

自动焊、半自动焊和E55型焊条的手工焊

Q390

16

350

350

300

205

220

16~35

335

335

285

190

35~50

315

315

270

180

50~100

295

295

250

180

自动焊、半自动焊和E55型焊条的手工焊

Q420

16

380

380

320

220

220

16~35

360

360

305

210

35~50

340

340

290

195

50~100

325

325

275

185

注:1.自动焊和半自动焊所采用的焊丝和焊剂,应保证其熔敷金属的力学性能不低于现行国家标准《碳素钢埋弧焊用焊剂》GB/T 5293和《低合金钢埋弧焊用焊剂》GB/T 12470中相关的规定;

2.焊缝质量等级应符合现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205的规定。其中厚度小于8mm钢材的对接焊缝,不宜用超声波探伤确定焊缝质量等级;

3.对接焊缝抗弯受压区强度设计值取fcw,抗弯受拉区强度设计值取ftw



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