高层钢结构材料选用的基本原则是既能使结构安全可靠和满足使用要求,又要最大节约钢材和降低造价。不同的使用条件,应当有不同的质量要求。在一般结构中当然不宜轻易地选用优质钢材,而在主要的结构中更不能盲目地选用质量很差的钢材。就钢材的力学性能来说,屈服点、伸长率、抗拉强度、冷弯性能和冲击韧性等各项指标,是从各个不同的方面来衡量钢材质量的指标。在设计钢结构时,需要根据结构特点,选用适宜的钢材。钢材选择是否合适,不仅是经济问题,而且关系到结构的安全和使用寿命。
高层钢结构材料选用需要考虑以下结构特点:
一、结构的类型和重要性
由于使用条件、结构所处部位等方面的不同,结构可以分为重要、一般和次要三类。例如民用大跨度屋架、重级工作制吊车梁等就是重要的;普通厂房的屋架和柱等属于一般的;梯子、栏杆、平台等则是次要的,需要根据不同情况,有区别地选用钢材的牌号。
二、荷载的性质
按所承受荷载的性质,结构可分为承受静力荷载和承受动力荷载。在承受动力荷载的结构或构件中,又有经常满载和不经常满载的区别。因此,荷载性质不同,就应选用不同的牌号。例如对重级工作制吊车梁,就要选用冲击韧性和疲劳性能好的钢材。而对于一般承受静力荷载的结构或构件,如普通焊接屋架及柱等(在常温条件下),可选用Q235BF。
三、连接方法
连接方法的不同,对钢材的质量要求也不同。例如焊接的钢材,由于在焊接过程中不可避免地会产生焊接应力、焊接变形和焊接缺陷,在受力性质改变和温度变化的情况下,容易引起缺口敏感,导致构件产生裂纹,甚至发生脆性断裂,所以焊接钢结构对钢材的可焊性、化学成分和力学性能都有较高的要求。如钢材中的碳、硫、磷的含量要低,塑性和韧性指标要高,可焊性要好等。但对非焊接结构(如用高强度螺栓连接的结构),这些要求就可放宽。
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