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钢结构工程设计需要考虑的钢材问题
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。
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
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。
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。
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。
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） 表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钢 |
≤16 |
215 |
125 |
325 |
|
＞16~40 |
205 |
120 | ||
|
＞40~60 |
200 |
115 | ||
|
＞60~100 |
190 |
110 | ||
|
Q345钢 |
≤16 |
310 |
180 |
400 |
|
＞16~35 |
295 |
170 | ||
|
＞35~50 |
265 |
155 | ||
|
＞50~100 |
250 |
145 | ||
|
Q390钢 |
≤16 |
350 |
205 |
415 |
|
＞16~35 |
335 |
190 | ||
|
＞35~50 |
315 |
180 | ||
|
＞50~100 |
295 |
170 | ||
|
Q420钢 |
≤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） 表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） 表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钢 |
≤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钢 |
≤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钢 |
≤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钢 |
≤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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