建筑钢材的力学性能及其技术指标

建筑钢材材的力学学性能及及其技术术指标钢筋作为为一种建建筑材料料，广泛泛用于各各种建筑筑结构、特特别是大大型、重重型、轻轻型薄壁壁和高层层建筑结结构。钢筋是是指钢筋筋混凝土土用和预预应力钢钢筋混凝凝土用钢钢材。钢筋的分分类 钢筋可可按化学学成分、外外形、加加工方法法和供货货形式进进行分类类。 钢筋筋按化学学成分的的不同可可分为碳碳素钢筋筋和合金金钢筋，碳碳元素和和合金元元素的含含量还有有低、中、高之分分。 钢筋筋按外形形的不同同分为光光圆钢筋筋、带肋钢钢筋、刻刻痕钢筋筋和钢绞绞线（建建筑结构构第三版版图2-1）。带带肋是指指表面带带有凸纹纹。目前前，带肋肋钢筋的的凸纹一一般为月月牙纹。刻刻痕是将将刻出椭椭圆形的的浅坑。钢钢绞线则则由多股股高强度度光圆钢钢筋绞合合而成。 钢筋筋按加工工方法的的不同可可分为热热轧钢筋筋、冷拉拉钢筋、冷冷拔钢筋筋、冷轧轧钢筋和和热处理理钢筋等等。 热轧轧钢筋是是用低碳碳钢或低低合金钢钢在高温温下轧制制而成。根根据其强强度标准准值的不不同，热热轧钢筋筋又分为为2355、3335、4400、5500四四个级别别。级别别越高，钢钢筋的强强度也越越高，但但塑性越越差。2235级级钢筋用用普通低低碳钢（含含碳不大大于0.25%）制成成，表面面光圆，最最小直径径为6mmm。3335、4400、5500级级钢筋用用低、中中碳的低低合金钢钢（含碳碳不大于于0.66%，其其他合金金总量不不大于55%）制制成，表表面有肋肋纹，最最小直径径一般为为10mmm。各各种级别别热轧钢钢筋的符符号和所所用，钢材的的牌号列列于表22-1。各种级别别热轧钢钢筋的符符号和牌牌号 表表2-11热扎钢筋筋级别符号牌号曾用牌号号235HPB2235Q2355335HRB333520MnnSi400HRB4400、RRRB440020MnnSiVV、200MNnnTi、220MnnSiNNb、KK20MMnSii500HRB550040Sii2Mnn、488Si22Mn、445Sii2Crr注：4000级KK20MMnSii钢筋系系余热处处理钢筋筋，牌号号为RRRB4000。牌牌号中的的字母HH表示热热轧；PP表示光光圆，RR表示带带肋；BB表示钢钢筋。数数字表示示最低屈屈服强度度标准值值。冷拉钢筋筋是在常常温下，把把热轧钢钢筋拉伸伸至强化化阶段所所得到的的钢筋。热热轧钢筋筋经冷拉拉后屈服服强度有有较大提提高，经经时效处处理后抗抗拉极限限强度也也有所提提高，但但钢筋的的塑性则则有所下下降。冷冷拉钢筋筋也分为为四个级级别，符符号分别别为11111111111111111111。由由于冷拉拉钢筋塑塑性较差差，现已已很少采采用。 冷拔拔钢筋是是在常温温下，使使热轧光光圆钢筋筋通过硬硬质合金金拔丝模模上比钢钢筋直径径稍小的的锥形孔孔，强行行拉拔而而成（建建筑结构构第三版版图2-2）。拉拉拔次数数越多，直直径就越越小，强强度就越越高。冷冷拔低碳碳钢筋用用Q2335热轧轧钢筋冷冷拔而成成，分为为甲、乙乙两级；甲级强强度较高高，但必必须逐盘盘检验，并并根据检检验所得得的抗拉拉强度分分为、两组，其其直径有有4mmm和5mmm两种;乙乙级强度度较低，仅仅要求分分批检验验，直径径为35mmm。冷拔拔低碳钢钢筋的符符号为111111。冷拔拔钢筋强强度虽高高，但表表面光滑滑，与 之间的的粘结力力较差，现现已很少少采用。 冷轧轧钢筋是是在常温温下，将将光圆的的普通低低碳或低低合金钢钢筋（QQ2155、Q2235、220MnnSi、224MnnTi）经过轧轧制，使使其减小小直径，并并且表面面带肋（一一般为三三面带有有月牙纹纹肋）的的钢筋。目目前使用用的冷轧轧带肋钢钢筋按其其极限抗抗拉强度度分为CCRB5550、CCRB6650和和CRBB8000三个牌牌号。其其中，CCRB5550一一般用QQ2155圆钢冷冷轧而成成，CRRB6550用QQ2355圆钢冷冷轧而成成，CRRB8000则是是用200MnSSi或224MnnTi圆圆钢冷轧轧而成、CCRB5550钢钢筋的直直径为44122mm，CCRB6650钢钢筋的直直径为446mmm，CCRB8800钢钢筋的直直径目前前只有55mm一一种。 冷轧轧钢筋强度较较高，且且表面带带肋，可可用来取取代小直直径的QQ2355光圆钢钢筋或冷冷拔低碳碳钢丝。目目前，CCRB555O钢钢筋一般般用来取取代Q2235光光圆钢筋筋，用于于现浇板板或梁柱柱箍筋；而CRRB6550和CCRB8800钢钢筋则一一般用来来取代甲甲级冷拔拔低碳钢钢丝，用用于中小小型预应应力构件件，如预预应力多多孔板。 热处处理钢筋筋是将5500级级热轧钢钢筋经过过加热、淬淬火和回回火等调调质处理理后得到到的钢筋筋，其强强度比5500级级钢筋高高得多，而而塑性却却降低不不多。热热处理钢钢筋用于于大型预预应力混混领土构构件。该该种钢筋筋的符号号位11111。大型预应应力混领领土构件件除采用用热处理理钢筋外外，还常常用消除除应力钢钢丝和钢钢绞线。它它们的强强度均很很高。 消除除应力钢钢丝采用用高碳圆圆钢（含含碳量00.7%1.4%），经经过加热热、淬火火、冷拔拔和回火火等工艺艺制成，其其符号为为11111111111111111。 钢绞绞线是将将多根碳碳素钢丝丝（一般般为7根根）用绞绞盘绞制制而成。其其标志直直径为截截面外接接圆的直直径，其其符号为为1111111111111111。钢筋按供供货形式式可分为为直条钢钢筋和盘盘园钢筋筋两种。直直径为110115mmm的钢筋筋通常用用直条供供应，长长度为66122m；直直径小于于10mmm的钢钢筋通常常用圆盘盘供应。 钢筋的的强度和和变形钢筋的强强度和变变形方面面的性能能主要用用钢筋拉拉伸试验验所得的的应力-应变曲曲线来表表示。钢钢筋的种种类、级级别不同同，其应应力-应应变曲线线也不同同。热轧轧和冷拉拉钢筋的的应力-应变曲曲线具有有明显的的流幅，该该类钢筋筋又被称称为软钢钢；冷拔拔、冷轧轧、热处处理钢筋筋、高强强钢丝和和钢绞线线的应力力-应变变曲线则则无明显显流幅，该该类钢筋筋又被称称为硬钢钢。 软钢钢典型的的拉伸应应力-应应变曲线线如图22-3所所示。建建筑结构构第三版版在a点点之前，材材料处于于弹性阶阶段，应应力与应应变成正正比，其其比值即即为钢筋筋的弹性性模量11111111111。对对应于aa点的应应力称为为比例极极限。 a点以后后，应变变增加变变快，图图形变曲曲，钢筋筋开始表表现出塑塑性的性性质。当当到达bb点时，应应力不再再增加而而应变却却继续增增加，钢钢筋开始始塑性流流动，直直至c点点。这种种现象称称为钢筋筋的“屈服”，对应应于b点点的应力力称为屈屈服强度度，bcc水平段段称为流流幅或屈屈服台阶阶。C点以后后，钢筋筋又部分分恢复弹弹性，应应力沿曲曲线上升升至最高高点d，对对应于dd点的应应力称为为极限强强度，ccd段称称为强化化阶段。dd点以后后，钢筋筋在薄弱弱 发生生局部颈颈缩现象象，塑性性变形迅迅速增加加，而应应力却随随之下降降，到达达e点时时试件断断裂。断断裂后的的残余应应变称为为伸长率率，用表示。 强度度级别不不同的软软钢，其其应力-应变曲曲线也有有所不同同。23355500级级热轧钢钢筋的应应力-应应变曲线线如图22-4所所示，建建筑结构构第三版版由图可可知，随随着级别别的提高高，钢筋筋的强度度增加，但但伸长率率降低。硬钢典型型的拉伸伸应力-应变曲曲线如图图2-55所示建建筑结构构第三版版，由图图可知，这这类钢筋筋无明显显的流幅幅和屈服服强度。与与软钢相相比，这这类钢筋筋的极限限强度较较高而伸伸长率较较小。 钢筋筋的变形形性能除除伸长率率之外，还还有冷弯弯性能。它它是指钢钢筋在常常温下承承受弯曲曲的性能能，采用用冷弯试试验测定定。冷弯弯试验的的合格标标准为：在规定定的弯心心直径DD和冷弯弯角度下弯曲曲后，在在弯曲处处钢筋无无裂纹、鳞鳞落或断断裂现象象。按钢钢筋技术术标准，不不同种类类钢筋的的D和的取值值不同，例例如3335级月月牙纹钢钢筋的=1880，当直直径不大大于255时，弯弯心直径径D=33d，当当直径dd大于225时，弯弯心直径径D=44d。 钢筋筋在弹性性阶段的的应力与与应变之之比称为为弹性模模量，用用111111表表示，各各种钢筋筋的1111111数值见见附表55和附表表6建筑筑结构第第三版 钢筋筋混凝土土结构计计算时，软软钢和硬硬钢设计计强度的的取值依依据不同同。软钢钢取屈服服强度作作为设计计强度的的依据，这这是因为为这种钢钢筋屈服服后有较较大的塑塑性变形形，这时时即使荷荷载基本本不增加加，构件件也会产产生很大大的裂缝缝和变形形，以致致不能使使用。硬硬钢无明明显的屈屈服点，但但为防止止构件突突然破坏坏并防止止构件裂裂缝和变变形太大大，设计计强度也也不能取取为抗拉拉极限强强度，而而是取其其残余应应变为00.2%时相应应的强度度111111111（称称为条件件屈服强强度）作作为设计计强度的的依据，如如图2-5所示示。建筑筑结构第第三版钢筋混凝凝土结构构及预应应力混凝凝土结构构对钢筋筋性能的的要求 钢筋筋混凝土土结构及及预应力力混凝土土结构对对钢筋性性能的要要求主要要有以下下几点：1） 有较高的的强度和和适宜的的屈强比比。这里里的强度度是指屈屈服强度度或条件件屈服强强度。屈屈强比是是指屈服服强度与与极限强强度之比比，该值值可反映映结构的的可靠程程度：屈屈强比小小，结构构可靠，但但钢材强强度的利利用率低低，不经经济；屈屈强比太太大，则则结构不不可靠。2） 有较好的的塑性。这这里保证证构件破破坏前有有较明显显的预兆兆（明显显的变形形和裂缝缝），保保证好塑塑性的措措施是钢钢筋拉伸伸率不小小于规定定值，并并且冷弯弯试验合合格。3） 与混凝土土之间有有良好粘粘结力。这这是钢筋筋与混凝凝土共同同工作的的基础。4） 具有较好好的可焊焊性。保保证焊接接后接头头的受力力性能良良好，拉拉伸破坏坏不发生生在接头头处。此外，在在寒冷地地区（例例如-220以下），对对钢筋的的低温性性能也有有一定的的要求，不不宜采用用冷加工工钢筋，以以免发生生脆性破破坏。钢筋的选选用 钢筋筋混凝土土结构及及预应力力混凝土土结构的的钢筋，应应按下列列规定选选用：1） 钢筋混凝凝土结构构中的钢钢筋和预预应力混混凝土结结构中的的非预应应力钢筋筋宜采用用牌号为为HRBB3355HRBB4000的热轧轧钢筋，也也可采用用HPBB2355（d12）热轧轧钢筋；2） 预应力钢钢筋宜采采用钢绞绞线和消消除应力力钢丝，也也可采用用热处理理钢筋；对中小小型构件件中的预预应力钢钢筋，宜宜采用牌牌号为CCRB6650或或CRBB8000的冷轧轧带肋钢钢筋。影响建筑筑钢材力力学性能能的因素素影响钢材材机械和和加工等等性能的的因素有有很多，其其中钢材材的化学学成分及及其微观观组织结结构是最最主要的的，而冶冶炼浇铸轧制的的过程，残残余应力力温度钢材硬硬化热处理理的影响响等也是是重要的的因素，先先分述如如下。一、化学学成分钢材是含含碳量小小于2%的铁碳碳合金，碳碳大于22%时则则为铸铁铁。制造造钢结构构所用的的材料有有碳素结结构钢中中的低碳碳钢和低低合金结结构钢。碳碳素结构构钢由纯纯铁碳及杂杂质元素素组成，其其中纯铁铁约占999%，碳碳及杂质质元素约约占1%；低合合金结构构钢种，除除了铁碳之外还还加入总总量不超超过3%的合金金元素。碳碳及其他他元素虽虽然所占占比例不不大，但但对钢材材性能却却有重要要影响。碳的含量量对钢的的强度塑性韧性和和焊接性性有决定定性的影影响。含含碳量增增加，钢钢材的抗抗拉强度度和屈服服强度也也随之提提高。但但是其塑塑性冷弯性性能和冲冲击韧性性，特别别是在低低温冲击击韧性降降低，可可焊性变变坏。因因此钢结结构的含含碳量不不宜太高高，一般般不超过过0.22%，在焊焊接结构构中则应应限制在在0.22以内。锰是结构构钢中的的常有元元素。锰锰能够显显著提高高钢材强强度而不不过多降降低塑性性和冲击击韧性。锰锰有脱氧氧作用，是是弱脱氧氧剂。锰锰还能消消除硫对对钢材的的热脆作作用。碳碳素钢种种锰是有有益杂质质，低合合金钢中中锰是合合金元素素。我国国低合金金钢中锰锰的含量量在1.2%1.6。锰可可使钢材材的可焊焊性降低低，故含含量应受受限制。硅是有益益元素，有有更强的的脱氧作作用，是是强脱氧氧剂。而而且硅能能使钢材材的晶粒粒变细，适适量的硅硅可提高高钢材的的强度而而对其塑塑性、冷弯性性能、冲击韧韧性和可可焊性不不会产生生不良的的影响。过过量的硅硅将降低低钢材的的塑性和和冲击韧韧性，恶恶化其抗抗绣能力力和焊接接性。硅硅的含量量，在碳碳素镇静静钢中为为0.120.3，低合合金钢中中为0.20.55。钒是熔炼炼锰钒低低合金时时特意添添加的一一种合金金元素，可可提高钢钢材强度度和细化化钢的晶晶粒，钒钒的化合合物具有有高温稳稳定性，使使钢材的的高温硬硬度提高高。155MnVV钢是在在低合金金16MMn的基基础上加加上适量量的钒而而熔炼成成功的一一种新的的强度较较高的低低合金结结构钢。硫和磷是是两种极极为有害害的元素素。硫与与铁化合合成硫化化铁（FFeS）,散步步在纯铁铁体晶粒粒的间层层中。含含硫量过过大时，会会降低钢钢材的塑塑性、冲击韧韧性、疲劳强强度和抗抗锈性等等。当温温度在880012200时，如如在焊、铆和热热加工时时，硫化化铁将融融化使钢钢材变脆脆而产生生裂纹，称称之为“热脆”。故应应限制结结构尤其其是焊接接结构的的含硫量量，一般般要求不不超过00.0333%00.0500%。磷磷的有害害作用主主要是使使钢在低低温时韧韧性降低低并且容容易产生生脆性破破坏，称称之为“冷脆”。故也也应限制制其含量量不超过过0.0355%00.0455%。氧和氮容容易从铁铁液中逸逸出，含含量较少少。这两两种物质质是及其其有害的的元素，使使钢材变变脆。氧氧的作用用与硫类类似，是是引起热热脆的因因素之一一。氮能能使钢材材强化，与与磷的作作用相似似，显著著降低钢钢材的塑塑性、韧性、可焊性性和冷弯弯性能，增增大时效效倾向和和冷脆性性。因此此，重要要的钢结结构，特特别是在在低温动动载下的的结构用用钢也应应严格限限制其含含量。二、冶炼炼、浇铸铸、轧制制过程的的影响1.冶炼炼和浇铸铸过程冶炼和浇浇铸这一一冶金过过程形成成了钢的的化学成成分与含含量、金相组组织结构构以及不不可避免免的冶金金缺陷，从从而确定定不同的的钢种钢钢号和相相应的力力学性能能。我国目前前钢结构构冶炼的的方法主主要是平平炉和氧氧气顶吹吹转炉两两种，其其质量大大体相当当。电路路钢结构构精良，但但成本高高，钢结结构中一一般不用用。注锭过程程中因脱脱氧程度度不同，分分别称为为镇静钢钢、半镇静静钢和沸沸腾钢。镇静钢因为浇铸时投入锰和适量的硅作脱氧剂，保温时间长，气体容易逸出，没有沸腾现象。镇静钢杂质少，偏析等冶金缺陷不严重，因而性能比沸腾钢好，但价格略高。脱氧程度度的不同同和脱氧氧剂部分分进入钢钢材，对对钢材的的化学成成分产生生影响，镇镇静钢中中硅的含含量较多多，因而而与沸腾腾钢相比比，其强强度和冲冲击韧性性较高。冶炼和浇浇铸的过过程会产产生偏析析、非金属属夹杂、气孔等等冶金缺缺陷，从从而降低低钢材的的力学性性能。偏偏析是指指钢材中中化学成成分分布布不均；非金属属夹杂是是指钢中中混有硫硫化物、氧化物物等杂志志；气泡泡是指浇浇铸时气气体不能能充分逸逸出而留留在钢锭锭内形成成的缺陷陷。2.轧制制过程轧制的过过程使得得金属的的晶粒变变细，也也使气孔孔、裂缝焊焊合，因因而改善善了钢材材的力学学性能。薄薄板因多多次的辊辊扎而比比厚板强强度更高高。浇铸铸时的非非金属夹夹杂物在在轧制后后可能造造成钢材材的分层层，在设设计中应应避免拉拉力垂直直板面的的情况，以以防止层层间撕裂裂发生。三、应力力集中的的影响前述的钢钢材的工工作性能能及力学学性能指指标，通通常是以以轴心受受力构件件中应力力均匀分分布的情情况为基基础的，事事实上钢钢构件当当中不可可避免地地存在着着孔洞、刻槽、凹角、裂纹以以及厚度度或宽度度的突然然改变，此此时构件件中的应应力不再再保持均均匀分布布，而是是在某些些区域产产生高峰峰应力，另另外一些些区域则则应力降降低，即即所谓应应力集中中的现象象见图22-5钢钢结构设设计原理理通常把截截面高峰峰应力与与平均应应力（当当截面受受轴心力力作用时时）的比比值称之之为应力力集中系系数，其其数值取取决去构构件形状状改变的的急剧程程度，表表明应力力集中程程度的高高低。在应力集集中的高高峰应力力区内，通通常存在在着同号号的平面面或三向向应力状状态。力力学知识识告诉我我们，三三向同号号应力且且各应力力数值接接近时，材材料不易易屈服。当当为数值值相等的的三向拉拉应力时时，直到到材料断断裂也不不屈服。所所以，三三向拉应应力的应应力状态态使得钢钢材塑性性变形的的发展受受到制约约而导致致脆性破破坏。四、钢材材的硬化化1.时效效硬化钢材随着着时间推推移，其其屈服强强度和抗抗拉强度度提高，而而塑性、冲击韧韧性降低低的现象象，称之之为时效效硬化，如如图2-6。 钢结构构设计原原理由于于钢在冶冶炼时留留在其纯纯铁体中中少量的的氮的固固溶体，随随着时间间的增长长逐渐析析出并形形成氮化化物，它它阻止了了纯铁体体晶粒间间的滑移移，从而而约束了了钢材的的塑性发发展。时效硬化化的过程程有长有有短，可可以从几几小时至至几十年年。对重重要结构构用的钢钢材，为为了加快快测定其其时效后后的机械械性能，常常使钢材材在产生生10的塑性性变形 ，再加加热到一一定温度度进行试试验，这这样可以以大大缩缩短时效效的过程程，称之之为人工工时效。2.冷作作硬化如前述，钢钢材在弹弹性阶段段加、卸载后后，不产产生残余余变形，也也不影响响钢材性性能， 但超过过此范围围则引起起钢材性性能的变变化。当当重复加加载、卸载，其其屈服点点提高，而而塑性和和人性降降低，如如图2-7。 钢结构构设计原原理钢材材在制造造时一般般需经过过冷拉、冷拔、冷弯、冲孔、剪切等等冷加工工过程，使使得钢材材有很大大的塑性性变形，因因而产生生冷作硬硬化。冷冷作硬化化虽然可可提高钢钢材的屈屈服强度度，但同同时降低低了塑性性和韧性性，增加加了脆性性破坏的的危险。为为了消除除其不利利影响，对对重要结结构，如如重级工工作制吊吊车梁，须须刨去因因剪切形形成的冷冷作硬化化边缘金金属。五、温度度变化的的影响钢材的力力学性能能随着温温度的变变化而有有所改变变。钢材材在低温温下的性性能相比比较而言言更为重重要。正温范围围 钢钢材在正正温范围围内，各各项力学学性能与与温度的的关系详详见图22-8， 钢结构构设计原原理其总总的趋势势是随温温度的增增加，强强度降低低而变形形加大。温度在2200以内，钢钢材的性性能没有有很大的的变化。温温度在2250时，抗抗拉强度度达到最最大值，塑塑性、韧性下下降，钢钢材表面面氧化膜膜呈蓝色色，称之之为“蓝脆”现象，在在蓝脆区区进行热热加工，可可能引起起裂纹。温温度超过过3000时，屈屈服强度度、抗拉强强度、弹性模模量均有有所下降降，而塑塑性增加加。温度度超过4400时，强强度和弹弹性模量量急剧降降低。当当达到6600时强度度很低，已已不能承承受荷载载。负温范围围 钢钢材在负负温范围围内屈服服强度和和抗拉强强度都增增加，而而塑性、韧性降降低，材材料转脆脆。图22-9钢钢结构设设计原理理是冲击击韧性与与温度的的关系示示意曲线线。图中中左边和和右边部部分曲线线变化比比较平缓缓，温度度带来的的变化较较小，而而中间部部分曲线线陡峭，破破坏时需需要的能能量随温温度急剧剧变化，其其所对应应的温度度分别为为T1和和T2，称称之为温温度转化化区。在在此区间间内塑性性破坏转转变为脆脆性破坏坏，曲线线的反弯弯点所对对应的温温度T00称为冷冷脆转变变温度。冷脆转变变温度因因受力情情况、缺口形形状和截截取方向向的不同同而不同同。构件件设计中中应避免免脆性破破坏，即即所处温温度不大大于T11；但不不一定大大于T22，以免免不必要要的浪费费。六.重复复荷载作作用的影影响在重复荷荷载的作作用下，钢钢材的破破坏强度度低于静静力作用用下的抗抗拉强度度，且呈呈现突发发性的脆脆性破坏坏特征，这这种现象象称之为为疲劳。七.残余余应力的的影响残余应力力是钢材材在轧制制、焊接、气割过过程中，由由于不均均匀的加加热和冷冷却而产产生的。对对构件的的不同形形状、不同尺尺寸、不同的的加工方方式，其其残余应应力的分分布和大大小也不不尽相同同。残余余应力的的存在，使使得构件件的刚度度和稳定定性都有有所降低低。建筑钢材材的种类类及选用用一. 钢材的种种类及选选用 在品品种繁多多的钢材材中，钢钢结构常常有的钢钢材主要要有碳素素结构钢钢和低合合金结构构钢两种种。后者者因含有有锰、钒等合合金元素素而具有有较高的的强度。处处在腐蚀蚀介质中中的结构构，则采采用因加加入铜、磷、铬、镍等元元素而具具有较高高抗绣能能力的高高耐候结结构钢。 钢钢结构所所使用的的钢材有有不同的的种类，每每个钢种种又有不不同的牌牌号。以以下分别别叙述碳碳素结构构钢和低低合金钢钢的牌号号和性能能（紧固固件中的的普通螺螺栓、高强度度螺栓和和焊条的的钢材）1. 碳素结构构钢我国生产产的碳素素钢分为为Q1995、Q2115、Q2335、Q2555和QQ2755五个牌牌号。其其中的QQ是屈服服强度屈屈字的汉汉语拼音音的字头头，后面面的阿拉拉伯数字字表示屈屈服强度度值（NN）.有QQ1955到Q2275主主要是以以强度由由低到高高排列的的，钢材材强度主主要由其其中碳元元素的含含量的多多少来确确定。钢钢结构用用钢主要要是Q2235，其其中碳含含量在00.120.22之间。碳素结构构钢的表表示方法法为Q2235#.#,#分分别表示示质量等等级和浇浇铸方法法。例如如Q2335A.F,Q2335C等。Q2355分为AA、B、C、D四个个等级，其其中D级级质量最最好，AA级质量量最差。AA、B级按按脱氧程程度分为为沸腾钢钢（F），半半镇静钢钢（b），CC级为镇镇静钢（ZZ），DD级为特特殊镇静静钢（TTZ），其中中镇静钢钢（Z）.特殊殊镇静钢钢（TZZ）可以以不写。质量优劣劣主要是是以V形形缺口试试件的冲冲击韧性性的要求求来区分分的，对对冷弯试试验只在在需方有有要求时时菜进行行。B、C、D级分分别要求求20、0、-200时的冲冲击韧性性值，BB、C、D级也也要求冷冷弯试验验合格。不不同等级级的Q2235钢钢对化学学元素的的含量的的要求略略有不同同，对CC、D级钢钢要提高高其锰的的含量以以改进韧韧性，同同时降低低其含碳碳量的上上限以保保证可焊焊性。此此外，对对硫、磷含量量的限制制也应得得到保证证。2. 低合金结结构钢 合合金元素素总量低低于5的钢称称之为低低合金钢钢，高于于5%为为高合金金钢。建建筑结构构仅用低低合金钢钢，其牌牌号和性性能如下下： 由由于生产产和使用用经验的的关系，规规范推荐荐使用低低合金钢钢有两种种：166Mn(16锰锰)和115MnnV（115锰钒钒），规规范还推推荐与这这两种类类似而质质量较高高的桥梁梁用钢，即即16MMnq(16锰锰桥)，115MnnVq(15锰锰钒桥)钢。 低低合金钢钢的品牌牌前两位位数表示示平均含含碳量的的万分数数，后面面再标出出所含合合金元素素的符号号。当其其平均含含量低于于1.5时只列列元素的的符号，当当高于11.5时在元元素符号号后列百百分之几几并取整整数。例例如166Mn，表表示其含含碳量为为0.16及主要要合金元元素为锰锰且合金金量低于于1.5。 低低合金结结构钢的的化学成成分与碳碳素结构构钢相似似，但加加入少量量的合金金元素。116Mnn和155MnVV的屈服服强度比比Q2335分别别高出447%和和66%，并具具有较好好的塑性性、韧性和和加工性性能，是是强度高高且综合合使用性性能好的的钢材。用用于钢结结构可比比碳素结结构钢节节约材料料15%255%，当当仅用于于受拉及及受弯时时则节约约比例更更大。二. 钢材的选选择1. 钢材选用用的原则则和考虑虑因素刚才选用用的原则则是：既既使结构构安全可可靠地满满足使用用要求，又又要尽最最大可能能节约钢钢材，降降低造价价。 对于于不同的的使用条条件，应应当有不不同的质质量要求求。钢材材的力学学性质中中，屈服服点、抗拉强强度、伸长率率、冷弯性性能、冲击韧韧性等各各项指标标是从不不同的方方面来衡衡量钢材材的质量量。显然然，没有有必要在在不同的的使用条条件下都都要符合合这些质质量指标标。钢材材的选用用应考虑虑以下主主要因素素：（1） 结构的类类型和重重要性 结结构和构构件，按按其用途途、部位和和破坏后后果的严严重性，可可分为重重要的、一般的的和次要要的三类类，相应应的安全全等级则则为一级级、二级和和三级。大大跨度屋屋梁、重型工工作制吊吊车梁等等按一级级考虑，故故应采用用质量好好的钢材材；一般般的屋架架、梁和柱柱按二级级考虑，梯梯子、平台和和栏杆按按三级考考虑，可可选择质质量较低低的钢材材。（2） 荷载的性性质按结构所所承受的的荷载的的性质，可可分为静静力荷载载和动力力荷载两两种受力力状态。承承受动力力荷载的的结构或或构件中中，又有有经常满满载（重重级工作作制）和和不经常常满载（中中、轻级工工作制）的的区别。因因此，荷荷载性质质不同，应应选用不不同的钢钢材，并并提出不不同的质质量保证证项目。（3） 连接的方方法钢结构的的连接方方法有焊焊接和非非焊接（紧紧固件连连接）之之分。焊焊接结构构会产生生焊接应应力、焊接变变形和焊焊接缺陷陷，导致致构件产产生裂纹纹或裂缝缝，甚至至发生脆脆性断裂裂。故在在焊接钢钢结构中中对钢材材的化学学成分、力学性性能和可可焊接性性都有较较高的要要求，如如钢材的的碳、硫、磷的含含量要低低，塑性性、韧性要要好等。（4） 工作条件件结构所处处的工作作环境和和工作条条件，如如室内、外的温温度变化化，腐蚀蚀作用等等，对钢钢材有很很大的影影响，故故应对其其塑性、韧性和和抗腐蚀蚀性提出出相应要要求。2. 钢材选择择和保证证项目要要求承重结构构选择钢钢材的任任务是确确定钢材材的牌号号（包括括钢种、冶炼方方法、脱氧方方法和质质量等级级）以及及提出应应有的机机械性能能和化学学成分的的保证项项目。（1）一一般结构构多采用用Q2335钢，但但对于跨跨度较大大、荷载较较重、较大动动荷载作作用下以以及低温温条件下下，可选选用166Mn或或15MMnV钢钢。（2）结结构钢用用的平炉炉钢和氧氧气转炉炉钢，质质量相当当，订货货和设计计时一般般不加区区别。（3）一一般结构构采用QQ2355钢时可可用沸腾腾钢，通通常能满满足实用用要求，但但较大动动荷载和和低温条条件下不不宜用沸沸腾钢。（4）结结构钢至至少有屈屈服强度度、抗拉强强度和伸伸长率三三项机械械性能和和磷、硫两项项化学成成分的合合格保证证。焊接接结构还还需有含含碳量的的合格保保证。（5）对对重级工工作制和和吊车起起重量大大于500t的中中级工作作制吊车车梁、吊车桁桁架等构构件，应应具有常常温（220）的冲冲击韧性性的保证证，低温温工作时时，还需需要有00、-200和-440时低温温冲击韧韧性的合合格保证证。（6）较较大房屋屋的柱、屋架、托架等等构件承承受直接接动力荷荷载的结结构等，应应有冷弯弯试验的的合格保保证。