4.3 钢材的种类、规格及选择

4.3.1 钢材的种类及规格

1.钢材的种类

钢结构用的钢材主要有两类，即碳素结构钢和低合金高强度结构钢。后者因含有锰、钒等金属元素而具有较高的强度。此外，处在腐蚀介质中的结构，则采用高耐候性结构钢，这种钢因含铜、磷、铬、镍等合金元素而具有较强的抗锈能力。

（1）碳素结构钢

我国于2015年发布了国家标准《优质碳素结构钢》（GB/T 699—2015），于2016年11月1日实施。新标准按质量等级，将碳素结构钢分为A、B、C、D四级。在保证钢材力学性能符合标准规定的情况下，各牌号A级钢的碳、锰、硅含量可以不作为交货条件，但其含量应在质量说明书中注明。B、C、D级钢均应保证屈服强度、抗拉强度、拉长率、冷弯及冲击韧性等力学性能。

碳素结构钢的牌号由代表屈服强度的汉语拼音字母（Q）、屈服强度数值、质量等级符号（A、B、C、D）、脱氧方法符号（F、Z、TZ）四个部分按顺序组成，如Q235AF、Q235B等。

钢号的表示方法和代表的意义如下：

1）Q235A：屈服强度为235N/mm2，A级，镇静钢。

2）Q235AF：屈服强度为235N/mm2，A级，沸腾钢。

3）Q235B：屈服强度为235N/mm2，B级，镇静钢。

4）Q235C：屈服强度为235N/mm2，C级，镇静钢。

从Q195到Q275，是按强度由低到高排列的。Q195、Q215的强度比较低，而Q255及Q275的含碳量都超出了低碳钢的范围。因此，建筑结构中主要采用Q235钢。

（2）低合金高强度结构钢

低合金高强度结构钢是在钢的冶炼过程中添加少量的几种合金元素（含碳量均不大于0.02%，合金元素总量不大于0.05%），使钢的强度明显提高，故称为低合金高强度结构钢。国家标准《低合金高强度结构钢》（GB/T 1591—2018）规定，低合金高强度结构钢分为Q295、Q345、Q390、Q420和Q460五种，其符号的含义和碳素结构钢钢号的含义相同。其中，Q345、Q390、Q420是《钢结构设计标准》（GB 50017—2017）中规定采用的钢种。

（3）优质碳素结构钢

优质碳素结构钢不以热处理或热处理状态（正火、淬火、回火）交货，用作压力加工用钢和切削加工用钢。由于价格较高，钢结构中使用较少，仅用经热处理的优质碳素结构钢、冷拔高强度钢丝或制作高强度螺栓、自攻螺钉等。

2.钢材的规格

钢结构采用的型材有热轧成型的钢板、型钢以及冷弯（或冷压）成型的薄壁型钢。

（1）热轧钢板

热轧钢板有厚钢板（厚度为4.5～60mm）和薄钢板（厚度为0.35～4mm），还有扁钢（厚度为4～60mm，宽度为30～200mm，此钢板宽度小）。钢板的表示方法为在符号“-”后加“宽度×厚度×长度”，如-1200×8×6000，单位为mm。

（2）热轧型钢

热轧型钢有角钢、工字钢、槽钢和钢管等，截面形式如图4-4所示。角钢分等边和不等边两种，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。不等边角钢的表示方法为在符号“”后加“长边宽×短边宽×厚度”，如100×80×8；等边角钢则以“边宽×厚度”表示，如100×8，单位均为mm。角钢的长度一般为3～19m，规格有20×3～200×24和25×16×3～200×125×18。

其中，工字钢有普通工字钢、轻型工字钢和H型钢。普通工字钢和轻型工字钢用号数表示，号数即为其截面高度的厘米数。20号以上的工字钢，同一号数有三种腹板，厚度分别为a、b、c三类，如130a、130b、130c。其中a类腹板较薄，用作受弯构件较为经济。轻型工字钢的腹板和翼缘均较普通工字钢薄，因而在相同质量下其截面模量和回转半径较大。H型钢是世界各国使用较为广泛的一种热轧型钢，与普通工字钢相比，其翼缘内外两侧平行，便于与其他构件相连。它可分为宽翼缘H型钢（HW）和中翼缘H型钢（HM）。各种H型钢均可剖分为T形钢供应，代号分别为TW、TM和TN。H型钢和剖分T形钢的规格标记均采用“高度H×宽度B×腹板厚度t₁×翼缘厚度t₂”表示。例如，HM340×250×9×14，其剖分T形钢为TM170×250×9×14，单位均为mm。宽翼缘H型钢和中翼缘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。

槽钢分为普通槽钢和轻型槽钢两种，适用于檁条等双向受弯的构件，也可用其组合成格构式构件。普通槽钢的型号与工字钢相似，如36a是指截面高度为36cm，腹板厚度为a类的槽钢。号码相同的轻型槽钢，其翼缘和腹板较普通槽钢宽而薄，回转半径较大，质量较轻。

钢管有热轧无缝钢管或由钢板卷焊成的焊接钢管两种。钢管截面对称，外形圆滑，受力性能良好，由于回转半径较大，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。规格用符号“ϕ”后加“外径×壁厚”表示，如ϕ400×16，单位为mm。

薄壁型钢是用薄钢板经模压或弯曲成形，其壁厚一般为1.5～5.0mm，截面形式和尺寸可按工程要求合理设计，通常有等边角钢、卷边角钢、槽钢、卷边槽钢、Z形钢、卷边Z形钢、方管、圆管及各种形状的压型钢板等，如图4-5所示。压型钢板是近年来开始使用的薄壁型材，是由热轧薄钢板经冷压或冷轧成型的，所用钢板厚度为0.4～2.0mm，主要用作轻型屋面及墙面等构件。