钢结构建筑：绿色环保、优势明显，未来建筑发展的主流趋势

钢结构建筑是21世纪最受推崇的绿色建筑之一，也是自我国开展装配式建筑推广以来，备受社会关注的一种主流建筑。钢结构建筑与混凝土或预制混凝土结构相比，具有以下非常明显的优势，这也是未来建筑发展的一大趋势！

图为首创集团南博分公司钢结构工程（建设单位：广西宏宇钢结构有限公司）

1、我国钢材产量丰富，钢材质量可靠，为钢结构建筑提供了材料优势。

2、钢结构建筑标准化程度高，预制化的特性使得其综合成本低、设计周期短、施工速度快、回收利用率高。

3、钢结构建筑能够最大程度的满足绿色环保的要求，钢材本身就是一种环保材料，钢结构建筑从构件生产加工到后期的现场安装，都不会对自然环境造成破坏。

4、钢结构住宅更能满足私人定制的要求，北美、欧洲的“住宅超市”目前已经相当成熟。

近年来，钢结构建筑被建设部列为重点推广项目，建设部开展了30多项钢结构建筑科研项目，建设了不少试点项目，同时，不少高校、企业也加入到钢结构建筑体系和关键技术的研究。广西宏宇钢结构精心整理了钢结构基础/专业知识点，帮助钢结构新人或爱好者了解钢结构建筑、了解钢结构项目！

1.钢材的种类有哪些？

按厚度分，薄板（薄钢板的厚度）

2.钢结构等级

GB/T5613-1995标准规定了铸钢牌号的两种表示方法：

1）以屈服强度、抗拉强度力学性能为依据的牌号表示方法，例如ZG200-400。ZG为铸钢符号，200、400分别为屈服强度、抗拉强度的最小值（MPa）。

2）牌号主要以化学成分为依据，例如ZG20Cr13等，其中Cr为铬的符号，20为平均碳含量（万分之几），13为平均铬含量（质量分数）（%）。

一些附加的字母和符号代表不同的含义，如ZD345～570代表一般工程与结构用低合金铸钢；ZG200～400H代表焊接结构用碳素铸钢；ZGMn 13代表铸钢。

3.压力

当钢材承受静荷载和单向应力时，要求截面最大应力不超过屈服点；当处于复杂应力状态时，要求折减应力δeq不超过fy。

4.冲击韧性Cv

冲击韧性Cv是衡量钢材在动载荷作用下抵抗脆性断裂能力的指标，对直接承受较大动载荷的结构应提出相应的冲击韧性要求。

5.了解各种因素对钢铁性能的不利影响

化学成分应区分有益元素与有害元素，特别注意碳、硫、磷的影响。应重视应力集中的影响，其结果是局部产生双向或三向拉应力状态，使钢变脆。应通过合理的结构措施（如平缓过渡）尽量避免应力集中。

6.正确选用钢材，提出合理的指标要求

规范推荐使用Q235、16Mn、16Mnq、15MnV、15MnVq钢作为承重结构用钢，需要了解它们的牌号是如何表示的，冶金厂对该材料应保证哪些项目、可以额外保证哪些项目，如何根据设计结构的具体情况正确选用钢材、提出合理的指标要求。

7、钢材的σ-ε曲线是在下列标准条件下得到的：

Ⅰ）标准试件（无应力集中）；

Ⅱ）静载荷，拉伸至破坏；

III）试验温度为20℃。

根据建筑钢材的σ-ε曲线，可将其运行分为弹性、弹塑性、塑性和强化四个阶段，并可简化为理想的弹塑性体。由拉伸试验可得出钢材的三个基本性能指标：抗拉强度fu、屈服强度fy、伸长率δ5。fu、fy为静力强度指标，δ5为静力荷载作用下钢材的塑性性能指标。承重结构钢材应有这三个指标的保证。对于重要构件或需进行冷加工的构件，钢材还应有冷弯试验的保证。

8. 建筑钢材损坏的两种形式

塑性破坏与脆性破坏，二者的特点可以从塑性变形、名义应力、断裂形态三个方面来理解。影响脆性破坏的因素包括有害化学元素、冶金缺陷等，但一般来说，钢材质量、应力集中、低温等影响较大。防止脆性破坏必须协调合理的设计、正确的制造和正确的使用。

9.钢材的力学指标

结构钢的力学指标包括屈服点、抗拉强度、伸长率、低温冲击韧性等。这些指标应符合《钢结构设计规范》的规定，但低温冲击韧性只有当结构可能在低温环境下工作时才应进行试验。钢材力学指标的测定必须符合《钢材力学与工艺性能试验抽样规程》（GB2975-82）的规定。

10.钢的化学成分

它关系到钢的切削加工性能、韧性、耐用度等，主要有碳含量、合金元素含量、硫、磷等杂质元素的限量含量应符合规范（GB222-84）的规定。

11. 工艺性能

工艺性能主要包括焊接性和加工性能。焊接性与碳含量或碳当量（低合金钢）有关，可通过焊接性试验来鉴别。加工性能通过冷弯试验来判断。按（GB232-88）为标准。

12.几何尺寸偏差

钢材（钢板、型钢、圆钢、钢管）的外形尺寸与理论尺寸的偏差必须在允许范围内，允许偏差值可参考GB709-88、GB706-88、GB787-88、GB978-88、GB707-88、GB816-87等国家标准。

13.钢材外观缺陷

钢材表面不得有气泡、伤痕、裂纹、裂痕、皱纹、夹杂物及压铁氧化物。这些缺陷必须清除，清除后的凹陷深度不得大于钢材厚度的负偏差值。另外，当钢材表面有锈蚀、麻点或划痕等缺陷时，其深度不得大于钢材厚度负偏差值的1/2。

14.机械切割

利用机械力（剪、锯、磨）进行切割。相应的机器有剪床、锯床、磨床等，比较适用于厚度12～16mm以下的钢板或型材的直线切割。

15.气割

利用氧-乙炔、丙烷、液化石油气等火焰加热熔化金属，用压缩空气吹走熔化的金属液，从而达到切断金属的目的，适用于曲线切割，多头切割。

16.等离子切割

采用等离子弧流进行切割，适合切割不锈钢等高熔点材料。

17.热成型

指将钢材加热到一定温度后再进行加工。此方法适用于成形、弯曲和校正常温下无法制造的工件。热加工的终止温度不得低于700℃。加热温度为200-300℃时，钢材会发蓝变脆。严禁锤击和弯曲。含碳量超过低碳钢范围的钢材一般不能进行热加工。

18.冷成型

在室温下进行。由于外力超过材料的屈服强度，使材料产生按要求的永久变形，或由于外力超过材料的极限强度，使材料按要求的一些部分从材料上脱离。冷加工容易使材料变硬变脆，因此可以通过热处理使钢材恢复正常状态或将硬化严重的棱角部位刨掉。碳钢在环境温度低于-16℃时不得进行冷加工。低合金钢在环境温度低于-12℃时不得进行加工。

19.弯曲

根据设计要求，利用加工设备和一定的工装模具，将板材或钢材弯曲成一定形状的工艺过程。冷弯适用于薄板、小型钢材；热弯适用于较厚的板材和较复杂的构件及钢材。热弯温度在950～1100℃之间。

20. 板材轧制

平板钢板在外力作用下，外层纤维伸长，内层纤维缩短，使之弯曲变形的方法。板材轧制由卷板机完成。根据材料温度不同，分为冷轧和热轧。板材轧制主要用于焊接圆管、管道、气囊等。

21.折叠

将钢结构构件的边缘弯曲成一定的角度或形状的工艺过程称为卷边。卷边一般用于薄板构件。卷边通常采用卷边机和适当的模具进行。

22. 成型

成型是在压力设备上利用模具使钢材成型的方法。具体方法有落料、冲孔、弯曲、卷曲、拉伸、滚压等。

23. 铲除边缘

铲削是通过锤击铲头，形成坡口，去除金属边部多余的部分。铲削又分为手动和气动两种，气动采用风铲，铲削精度较低，一般用于加工要求不高的小坡口。

24. 刨削

刨削时，将工件压紧，刨刀沿要加工的边缘来回移动，刨出沟槽。刨削可以刨直边，也可以刨斜边。

25. 铣边

铣边与刨边相似，只是刨床刀箱的刀架和刨刀被盘形铣刀所取代，即铣刀沿边缘做直线运动的同时也作旋转运动，从而可获得较高的加工效率。

26. 碳弧气刨

利用碳棒作为电极，使被刨削的金属之间产生电弧，使金属加热到熔融状态，然后用压缩空气将熔融的金属吹走，工作效率高。

27. 现场采样方法

将部件样品按1：1的比例放置在装配平台上，然后根据样品上的位置将零件组装成部件。

28. 复制方法

先用地面样板法拼装一个单面结构，加定位焊，然后将其翻过来作为复式胎膜，在其上拼装另一个单面结构，适用于截面对称的桁架结构。

29.单口喜剧

根据零部件的特性及其零件的稳定位置，选择自上而下或自下而上的组装，适用于放置高度较低的稳定结构。

30. 水平

将部件置于水平位置进行装配。它用于横截面积较小但长度较大的细长部件。

31.胎膜组装法

利用胎膜将部件各零部件定位在装配位置，用于制造大批量、高精度的部件。

32. 焊缝

为了保证焊缝质量和便于焊接，对接焊缝根据焊件厚度不同需采用不同形式的坡口，坡口形式有I形、单面V形、V形、U形、K形、X形等。对于无引弧板的焊缝，在计算焊缝长度时应考虑电弧升降的影响。对接焊缝截面上的应力分布与母材相同，强度计算公式也相同。在轴向力作用下一般采用直焊缝，当强度不足时，可采用斜焊缝，当倾斜角θ≤56°时，不需进行焊缝强度计算。在弯矩和剪力联合作用下的计算公式也可采用材料力学公式。

33.焊接

焊接时，由于温度场不均匀，杆件内产生焊接变形和焊接应力，对结构在常温静荷载作用下的承载能力无影响，但使结构变形增大，降低结构刚度、疲劳强度和稳定承载能力。在设计和施工中应采取不同的措施，减少或消除残余应力和残余变形，如设计时尽可能对称布置焊缝；焊接时采用合理的焊接顺序等。

34.角焊缝受力复杂，按受力不同，分为侧焊缝和端焊缝。

为保证焊接质量，规范对焊脚尺寸hf、焊缝计算长度lw等都作了结构规定。角焊缝的计算截面为最小焊缝截面，无论拉、压、剪均采用同一强度设计值￡fw。对角焊缝在轴力、弯矩、扭矩、剪力等多种力的综合作用下的应力进行了分析，推导了不同条件下的计算公式，应熟练掌握。

35. 哪些因素决定角焊缝的尺寸？

36. 螺栓布置

规范在布置普通螺栓时，根据受力、结构、施工等要求规定了允许距离，针对几种可能的螺栓布置方式提出了不同的预防措施，在确定单个螺栓承载力设计值的基础上，分析了不同荷载作用下螺栓群的受力及计算方法。

37、普通螺栓与高强度螺栓有何区别？

普通螺栓一般采用普通碳素结构钢制成，不经热处理；高强度螺栓一般采用优质碳素结构钢或合金结构钢制成，需经回火、热处理，以提高综合力学性能。高强度螺栓分为8.8级、10.9级、12.9级。

从强度等级上分：高强度螺栓通常有8.8S、10.9S两种强度等级。普通螺栓一般有4.4级、4.8级、5.6级、8.8级。

从受力特性看，高强螺栓是施加预紧力，通过摩擦力传递外力，而普通螺栓是通过螺栓杆的抗剪力和孔壁压力来传递剪力。

38. 喷丸

抛丸清理是通过抛丸机叶轮中心吸入粒径0.8～2.0mm的钢丸，在叶轮尖端以高速、定向的方式抛射出去，朝着需要防锈处理的钢结构表面，达到机械除锈的目的。此方法除锈效率高、成本低、污染少。

39、影响钢材选择的因素有哪些？

1.结构或部件的重要性；

2.载荷性质（静载荷或动载荷）；

3.连接方式（焊接、铆接或螺栓连接）；

4.工作条件（温度或腐蚀介质）

对于重要结构、直接承受动载荷的结构、低温条件下的结构以及焊接结构，应采用较高质量钢材。

40、轻钢与重钢有何区别？

首先，没有轻钢这种东西，轻钢是相对于普通钢而言的。

轻钢结构是一个非常模糊的概念，没有严格的定义。

对于一个结构是普通钢结构还是轻钢结构，并没有统一的判定标准，很多有经验的设计师或者项目经理往往不能完全解释清楚，但是我们可以根据一些数据去考虑和判断：

1、工厂起重机起重量大于等于25吨，可以认为是一般钢结构。

2、每平方米用钢量：大于等于50KG/M2，可视为普通钢结构。

3、主要构件钢板厚度：大于等于10MM，轻钢结构使用较少。

另外还有一些参考值：如每平方米造价、最大构件重量、最大跨度、结构形式、檐口高度等，这些可以在判断厂房是普通钢还是轻钢时提供经验数据，当然现在很多建筑都是轻钢和普通钢并存的。

但有些东西我们可以肯定的说是普通钢材，比如：石油化工厂设施、发电厂建筑、大跨度体育场馆、展览中心以及高层或超高层钢结构等。

普通钢结构的范围很广，可以包括各种钢结构，不论荷载大小，甚至包括轻型钢结构的很多内容。而房屋轻型钢结构技术规范只是针对其“轻”的特点规定了一些比较具体的内容，范围也仅限于单层门式刚架。

41.H型钢和工字钢的区别

1、工字钢，无论普通型还是轻型，由于截面尺寸都比较高而窄，因此截面两主套筒的惯性矩相差很大。因此，它们一般只能直接用于腹杆平面受弯的构件或组成格构式承重构件，不适用于轴心受压构件或垂直于腹杆平面受弯的构件，这大大限制了它们的应用范围。

2、H型钢是一种高效、经济的切割型材（其他还有冷弯薄壁型钢、波纹钢板等），由于截面形状合理，可使钢材利用率更高，提高切割能力。与普通工字钢不同，H型钢的翼部加宽，且内外表面通常平行，便于用高强度螺钉等构件连接。其尺寸构成合理系列，型号齐全，便于设计选用。H型钢的轧制不同于普通工字钢只用一组水平辊，由于其翼部较宽，且无斜度（或斜度很小），必须加一组垂直辊才能同时轧制，因此其轧制工艺和设备比普通轧机复杂。

总之，H型钢是工字钢的后继产品，所以实际应用中二者的选择标准是：尽量不要用工字钢。

42.热轧与冷轧的区别

1、冷轧型钢允许截面局部屈曲，从而可以充分利用屈曲后杆件的承载力；而热轧型钢不允许截面局部屈曲。

2、热轧型钢与冷轧型钢残余应力产生的原因不同，所以在截面上的分布也有很大差异。冷弯薄壁型钢截面上残余应力分布为弯曲型，而热轧型钢或焊接型钢截面上残余应力分布为薄膜型。

3、热轧型钢的自由扭转刚度比冷轧型钢高，因此热轧型钢的扭转性能优于冷轧型钢。

43.按受力特点可分为：摩擦型、压力型

摩擦型高强度螺栓是靠被连接件间的摩擦力来传递外力的，当剪力等于摩擦力时，摩擦型高强度螺栓连接达到设计极限荷载，此时杆件间不会发生相对滑动，螺栓杆件不会被剪断，螺栓孔壁也不会受到压力。

压力型高强螺栓与普通螺栓类似，其剪力可以超过摩擦力，此时被连接构件间将产生相对滑移，螺栓杆与孔壁接触，连接依靠摩擦力和螺栓杆的剪力、压力来传力。

承压高强螺栓变形较大，不适用于直接承受动荷载的连接结构。

44.焊条的几种类型

大致有十几种：碳钢焊条、低合金钢焊条、钼及铬钼耐热钢焊条、低温钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、铸铁焊条、镍及镍合金焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条、特殊用途焊条等。

45.零件加工工序

其工序为：准备、校正、导向、切割、弯曲、制孔、装配、焊接、检查、除锈和涂漆。

46. 金属表面除锈方法

方法有手工处理、机械处理、化学处理和火焰处理四种。

（1）手工处理：

手工处理主要使用刮刀、钢丝刷、砂布、碎钢锯片等工具，依靠人工敲、铲、刮、刷、打磨来除锈。这是油漆工传统的除锈方法，也是最简单的方法。不受任何环境和施工条件的限制，但由于效率和效果较差，只能用于小范围的除锈。

（2）机械除锈法

机械除锈主要是利用一些电动、气动工具来达到除锈的目的。常用的电动工具有电动刷、电动砂轮等；气动工具有气动刷等。电动刷、气动刷是利用特制的圆丝刷的旋转，通过冲击、摩擦来清除铁锈或氧化皮，对表面的锈蚀特别有效，但对较深的锈蚀则很难去除。电动砂轮其实是一种便携式砂轮机，可以在手中随意移动，利用砂轮的高速旋转来除锈，效果很好，尤其对较深的锈蚀效果很好，工作效率高，施工质量好，使用方便，是一种理想的除锈工具。但操作时必须小心，不要刺穿金属表面。

（3）喷砂、喷丸

喷砂和喷丸方法与上一节中去除旧涂层的方法相同。

（4）化学处理

化学处理法其实就是酸洗除锈法，利用酸性溶液与金属氧化物（铁锈）发生化学反应，生成盐类而脱离金属表面。常用的酸性溶液有：硫酸、盐酸、硝酸、磷酸等。操作时将酸性溶液涂在金属生锈部位，慢慢与铁锈发生反应而除去。除锈后要用清水冲洗，再用弱碱性溶液中和。再用清水冲洗干净，擦干，晾干即可防止快速生锈。

（5）火焰处理法火焰处理法是利用气焊枪烧灼少量手工难以去除的深锈斑，高温使锈氧化物的化学成分发生改变，达到除锈的目的。采用此法时，必须注意不要烧穿金属表面，并防止大面积表面受热变形。

酸洗过的金属表面需进行粗化处理或者磷化处理，主要是为了增加金属表面与底漆的附着力。

稀释浓硫酸时，应将硫酸慢慢倒入容器中的水中，并不断搅拌，切勿反方向操作，以免硫酸溅出伤人。

47. 常用起重设备

起重设备包括：门式起重机、塔式起重机、履带起重机、汽车起重机、轮式起重机、桅杆起重机、千斤顶、卷扬机、卷扬机、桥式起重机。

以上就是广西宏宇钢结构给大家收集的关于钢结构的知识点，希望对大家有所帮助！大家有什么疑问可以给我们留言，我们看到之后一定会及时、用心的回复！