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安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、合理。鋼材的選擇既要確定所用鋼材的鋼號(hào),又要提出應(yīng)有的力學(xué)性能和化學(xué)成分保證項(xiàng)目,這是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的首要環(huán)節(jié)。
選用鋼材時(shí),不顧鋼材的受力特性或過分注重于強(qiáng)度與質(zhì)量等級(jí)都是不合適的,前者容易使鋼材發(fā)生脆性破壞,后者會(huì)導(dǎo)致鋼材價(jià)格過高,造成浪費(fèi)。因此應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)來選擇適宜的鋼材。
根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》(GB50068—2001)中結(jié)構(gòu)破壞后的嚴(yán)重性,首先應(yīng)判明建筑物及其構(gòu)件的分類(重要、一般還是次要)及安全等級(jí)(一級(jí)、二級(jí)還是三級(jí))。對(duì)重型工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)、大跨度結(jié)構(gòu)、高層或超高層的民用建筑結(jié)構(gòu)或構(gòu)筑物等重要結(jié)構(gòu),應(yīng)考慮選用質(zhì)量好的鋼材,對(duì)一般工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu),可按工作性質(zhì)分別選用普通質(zhì)量的鋼材。
荷載可分為靜態(tài)荷載和動(dòng)態(tài)荷載兩種。直接承受動(dòng)態(tài)荷載的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)烈地震區(qū)的結(jié)構(gòu),應(yīng)選用綜合性能好的鋼材;一般承受靜態(tài)荷載的結(jié)構(gòu)則可選用價(jià)格較低的Q235鋼。
鋼結(jié)構(gòu)的連接方法有焊接和非焊接兩種。由于在焊接過程中,往往產(chǎn)生焊接變形、焊接應(yīng)力以及其他焊接缺陷,如咬邊、氣孔、裂紋、夾渣等,有導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫或脆性斷裂的危險(xiǎn)。因此,焊接結(jié)構(gòu)對(duì)材質(zhì)的要求應(yīng)嚴(yán)格一些。例如,在化學(xué)成分方面,焊接結(jié)構(gòu)必須嚴(yán)格控制碳、硫、磷的極限含量。而非焊接結(jié)構(gòu)對(duì)含碳量可降低要求。
鋼材處于低溫時(shí)容易冷脆,因此在低溫環(huán)境工作的結(jié)構(gòu),尤其是焊接結(jié)構(gòu),應(yīng)選用具有良好抗低溫脆斷性能的鎮(zhèn)靜鋼。此外,露天結(jié)構(gòu)的鋼材容易產(chǎn)生時(shí)效,有害介質(zhì)作用的鋼材容易腐蝕、疲勞和斷裂,也應(yīng)加以區(qū)別地選擇不同材質(zhì)。薄鋼材輥軋次數(shù)多,軋制的壓縮比大;厚度大的鋼材壓縮比小。所以厚度大的鋼材不但強(qiáng)度較小,而且塑性、沖擊韌性和焊接性能也較差。厚度大的焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)采用材質(zhì)較好的鋼材,且滿足對(duì)厚度方向性能要求即Z向性能要求。