2019年岩土工程师结构设计考点冲刺（十六）

　　钢结构钢材性能

　　钢结构设计应包括下列内容：

　　1 结构方案设计，包括结构选型、构件布置;

　　2 材料选用及截面选择;

　　3 作用及作用效应分析;

　　4 结构的极限状态验算;

　　5 结构、构件及连接的构造;

　　6 制作、运输、安装、防腐和防火等要求;

　　7 满足特殊要求结构的专门性能设计。

　　除疲劳设计应采用容许应力法外，钢结构应按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计。

　　计算结构或构件的强度、稳定性以及连接的强度时，应采用荷载设计值;计算疲劳时，应采用荷载标准值。

　　对于直接承受动力荷载的结构，计算强度和稳定性时，动力荷载设计值应乘以动力系数;计算疲劳和变形时，动力荷载标准值不乘动力系数。

　　二、结构钢种类

　　钢结构设计文件应注明所采用的规范或标准、建筑结构设计使用年限、抗震设防烈度、钢材牌号、连接材料的型号(或钢号)和设计所需的附加保证项目。

　　设计文件中还应注明所选用焊缝或紧固件连接材料的型号、强度级别及其应符合的材料标准和检验、验收应符合的技术标准。

　　1.普通碳素钢按规定应保证的条件分为甲类钢、乙类钢、特类钢三类，建筑结构常用甲类钢材。

　　甲类钢——按机械性能供应的钢。

　　乙类钢——按化学成分供应的钢。

　　特类钢——按机械性能与化学成分供应的钢。

　　2.低合金高强度钢是适量加入硅、锰、钒等元素，使钢材的力学性能提高。常用的钢号有Q345、Q390和Q420。

　　【例17-12/2014年考题】建筑钢结构经常采用的钢材牌号是Q345，其中345表示的是：

　　A.抗拉强度

　　B.弹性模量

　　C.屈服强度

　　D.合金含量

　　解：碳素结构钢的牌号由代表屈服点的字母、屈服强度、质量等级符号、脱氧方法四个部分组成。如Q345-B.F，Q为钢材屈服强度的汉语拼音首字母，345为屈服强度标准值=345N/mm2，B为质量等级，F代表沸腾钢。

　　答案：C。

　　三、钢材的选用

　　钢材宜采用Q235、Q345、Q390、Q420、Q460和Q345GJ(钢中微合金元素含量得到控制，塑性性能较好，屈服强度变化范围小，有冷加工成型要求(如方矩管)或抗震要求的构件宜优先采用)钢，其质量应分别符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T700、《低合金高强度结构钢》GB/T1591和《建筑结构用钢板》GB/T19879的规定。

　　结构钢材的选用应遵循技术可靠、经济合理的原则，综合考虑结构的重要性、荷载特征、结构形式、应力状态、连接方法、工作环境、钢材厚度和价格等因素，选用合适的钢材牌号和材性保证项目。

　　承重结构所用的钢材应具有屈服强度、抗拉强度、断后伸长率和硫、磷含量的合格保证，对焊接结构尚应具有碳当量的合格保证。

　　焊接承重结构以及重要的非焊接承重结构采用的钢材应具有冷弯试验的合格保证。

　　对直接承受动力荷载或需验算疲劳的构件所用钢材尚应具有冲击韧性的合格保证。

　　【例17-13/2016年考题】结构钢材牌号是Q345C和Q345D的主要区别在于：

　　A.抗拉强度不同

　　B.冲击韧性不同

　　C.含碳量不同

　　D.冷弯角不同

　　解：钢材牌号最后的字母代表冲击韧性合格保证，其中A级为不要求V型冲击韧性，B级为具有常温冲击韧性合格保障。对于Q235和Q345钢，C级为具有0℃(工作温度-20℃≤t≤0℃)冲击韧性合格保证，D级为具有-20℃(工作温度t≤-20℃)冲击韧性合格保证。

　　答案：B

　　【例17-14/2013考题】结构钢材的主要力学性能指标包括:

　　A.屈服强度、抗拉强度和伸长率

　　B.可焊性和耐候性

　　C.碳、硫和磷含量

　　D.冲击韧性和屈强比

　　解：钢材的主要力学性能指标包括屈服强度、抗拉强度和伸长率。对于低温条件下的结构钢材，还应有冲击韧性的合格保证。

　　答案：A