钢结构工程中所用钢材

出处：按学科分类—工业技术 中国建材工业出版社《现代工程材料实用手册》第245页（3796字）

钢结构所用钢材主要是各种型钢、钢板和钢管，钢材的连接方式有铆接、螺栓连接和焊接。钢材所用的母材主要是普通碳素结构钢及低合金高强度结构钢。

(一)型钢

在建筑工程的钢结构中所用的型钢主要包括热轧型钢和冷弯薄壁型钢。

1．热轧型钢

钢结构常用的热轧型钢品种很多，主要有工字钢、槽钢、等边角钢、不等边角钢、H型钢、T型钢等。型钢是经过精心计算和设计的，其截面形式合理，材料在截面上分布对受力最为有利，且构件间的连接非常方便，因此是钢结构采用的主要钢材。常用热轧型钢的截面形式及部位名称，如图8－7所示。

图8－7 热轧型钢截面形式及部位名称

(a)工字钢；(b)槽钢；(c)角钢

热轧型钢根据尺寸大小不同，型钢可分为大型、中型和小型三类，其具体的划分方法如表8－19所示。

表8－19 型钢大型、中型和小型划分方法

(1)角钢

根据国家标准(GB9798－1988)和(GB9788－1988)中的规定，角钢分为等边角钢和不等边角钢两种。等边角钢的规格用边宽×边宽×厚度(mm)来表示，如100×100×10为边宽100mm、厚度10mm的等边角钢。不等边角钢的规格用长边宽×短边宽×厚度(mm)来表示，如100×80×8为长边宽100mm、短边宽80mm、厚度8mm的不等边角钢。

我国目前生产的最大等边角钢的边宽为200mm，最大不等边角钢的两个边宽为200mm×125mm。角钢的长度一般为3～19m(规格小者短、规格大者长)。

(2)L型钢

根据国家标准(GB9946－1988)的规定，L型钢的外形类似于不等边角钢，其主要区别是两边的厚度不等。L型钢规格表示方法为：“腹板高×面板宽×腹板厚×面板厚(mm)”，如L250×90×9×13(mm)。其通常长度为6～12m。我国目前生产的L型钢共有11种规格。

(3)工字钢

根据国家标准(GB706－1988)的规定，普通工字钢其规格用腰高度(cm)来表示，也可以用“腰高度×腿宽度×腰宽度(mm)”来表示，如30号表示腰高为300mm的工字钢。20号和32号以上的普通工字钢，同一号数中又分a，b和a，b，c类型。其腹板厚度和翼缘宽度均分别递增2mm，其中a类腹板最薄、翼缘最窄，b类较厚、较宽，c类最厚、最宽。

我国生产的最大普通工字钢为63号，工字钢的通常长度为5～19m。工字钢由于宽度方向的惯性矩相应回转半径比高度方向的小得多，因而在应用上有一定的局限性，一般宜用于单向受弯构件。

(4)槽钢

根据国家标准(GB707－1988)的规定，热轧普通槽钢以腰高度的厘米数编号，也可以“腰高度×腿宽度×腰厚度(mm)”表示。规格从5～40号有30种，14号和25号以上的普通槽钢同一号数中，根据腹板厚度和翼缘宽度的不同，也可分为a，b或a，b，c类型，其腹板厚度和翼缘宽度均分别递增2mm。槽钢翼缘内表面的斜度较工字钢为小，紧固螺栓比较容易。

我国生产的最大槽钢为40号，长度为5～19m(规格小者短、规格长者长)。槽钢主要用作承受横向弯曲的梁和承受轴向力的杆件。

(5)H型钢

根据国家标准(GB11263－1998)的规定，热轧H型钢分为宽翼缘H型钢、窄翼缘H型钢和H型钢柱三类，它们的代表符号分别为HK、HZ和HU。规格以公称高度(mm)表示。其后标注a、b、c，表示该公称高度下的相应规格，也可采用“腹板高×翼缘宽×腹板厚×翼缘厚(mm)”表示。热轧H型钢的通常长度为6～35m。H型钢翼缘内表面没有斜度，与外表面平行。

H型钢的翼缘较宽且等厚，截面形状合理，使钢材能高效地发挥作用，其内、外表面平行，便于和其他的钢材连接。HK型钢适用于轴心受压构件和压弯构件，HZ型钢适用于压弯构件和梁构件。

2．冷弯薄壁型钢

冷弯薄壁型钢是用厚度为2～6mm的钢板经冷弯或模压而制成，在建筑工程的钢结构中常见的有角钢、槽钢等开口薄壁型钢，也有方形、矩形等空心薄壁型钢，几种冷弯薄壁型钢的截面形式如图8－8所示。

图8－8 冷弯薄壁型钢的截面形式

(a)等边槽钢；(b)不等边槽钢；(c)不等边角钢；(d)等边角钢；(e)方形空心型钢；(f)内卷边槽钢；(g)外卷边槽钢；(h)卷边Z型钢；(i)Z型钢；(j)矩形空心型钢

冷弯薄壁型钢的表示方法与热轧型钢相同，这种型钢主要用于轻型钢结构。

(二)钢板

在建筑工程中常用的钢板可分为普通钢板和花纹钢板两种。

1．普通钢板

根据国家标准(GB709－1988)和(GB708－1988)的规定，普通钢板按轧制方式可分为热轧钢板和冷轧钢板两类，其种类视厚度的不同，还有薄板、厚板、特厚板和扁钢(带钢)之分。

普通钢板按厚度划分的大致界限及其规格为：①薄钢板：一般用冷轧法轧制，厚度为0．35～4mm，宽度为500～1800mm，长度为0．4～6m。②厚钢板：其厚度为4．5～60mm，宽度为700～3000mm，长度为4～12m。③特厚钢板：其厚度均大于60mm，宽度为600～3800mm。④扁钢：厚度为4～60mm，宽度为12～300mm，长度为4～9m。

普通钢板规格的表示方法为：宽度(mm)×厚度(mm)×长度(mm)。

2．花纹钢板

根据国家标准(GB／T3277－1991)的规定，钢板表面轧有防滑凸纹者称为花纹钢板。花纹钢板可用碳素结构钢、高耐候性结构钢，在钢板的表面上热轧成菱形、扁豆形、圆豆形花纹，主要用于有防滑要求的地方。

花纹钢板的基本尺寸为：厚度有2．5mm，3．0mm，3．5mm，4．0mm，4．5mm，5．0mm，宽度为600～1800mm(按50mm进级)，长度为2000～12000mm(按100mm进级)。

(三)钢管

在建筑结构中钢管多用于制作桁架、桅杆等构件，也可以用于制作钢管混凝土。钢管混凝土是在钢管中浇筑混凝土而形成的构件，它可使构件的承载力大大提高，且具有良好的塑性和韧性，技术经济效果显着。钢管混凝土可用于高层建筑、塔柱、构架柱、厂房柱等。

根据国家标准(GB8162－1999)的规定，钢管有热轧无缝钢管和焊接钢管两种，无缝钢管以优质碳素结构钢或低合金高强度结构钢为原材料，采用热轧或冷拔无缝方法制造；焊接钢管由钢板卷焊而成。在焊接钢管中又分为直缝焊钢管(GB／T13973－1992)和螺旋焊钢管(GB9711－1997)两类。

结构用无缝钢管的外径范围为32～630mm，直缝焊接钢管的外径范围为32～152mm，螺旋焊钢管的外径范围为219．1～1420mm。对于不符合上述规格的钢管，可由制造厂根据设备条件用平钢板自行制作。

钢管的规格用“d”后面加外径厚度(mm)来表示。如d185×7．5mm，表示这种钢管的外径为185mm、厚度为7．5mm。热轧无缝钢管的通常长度为3～12m，直缝焊接钢管的通常长度为3～10m，螺旋焊钢管的通常长度为8～12．5m。