土木漫谈：钢结构设计中钢材选择的要点与 Q235 钢的特点

《土木说说》（土木曼坦）不一样的观点，一样的精彩，点击标题下方蓝色字“土木说说”关注我们，我们将为你提供有意义、有价值的建筑结构知识分享。

在钢结构设计中，应根据结构受力特点、使用环境、钢材数量、价格等多种因素选择钢材，钢材的选择包括钢材品牌和质量等级的选择。

Q235的优点是价格低，全国货源充足；缺点是设计强度值较低，是所有钢材中最低的。

碳钢Q235最大的特点是在稳定性计算时容易满足限制条件，因为对于Q235，不需要考虑钢种修正系数εk，而对于低合金高强钢，必须考虑钢种修正系数εk，这样就需要减小稳定极限。稳定极限的减小系数就是钢种修正系数εk，如下表所示。

低合金高强度钢钢种折减系数（钢种修正系数εk=√（235/fy））

钢级

Q235

Q355(Q345)

Q390

Q420

Q460

修正系数

1.00

0.81(0.83)

0.78

0.75

0.71

由上表可知，低合金高强钢经减量后稳定极限只能达到Q235的0.81~0.71倍，对结构的局部稳定和长细比计算影响很大。

在计算过程中，当强度不是主要控制指标（实际应力较小），而稳定性成为控制指标（如局部稳定性、翼缘宽厚比、腹板高厚比、长细比等）时，选择碳钢Q235更为经济合理。

Q235碳钢适用于中小型钢塔，其中杆件多为成品型材（角钢或钢管），中小型广告牌，屋面成型架，幕墙龙骨等，以及偏远地区的多层钢结构房屋。

Q355的缺点是其稳定极限比碳钢Q235低近20%，因此不适合用于稳定性控制的工程。另一个缺点是偏远地区供货不足。

Q355的强度设计值比Q235高出近40%，对于高层钢结构或建筑面积较大的多层钢结构，可以减少用钢量。在计算中，当强度为主控制指标，稳定性为次要指标时，采用Q355比Q235更为合理。

Q390、Q420、Q460供应量少，价格高，一般用于大型、重要的工程，小型工程，即使很重要，也不会单炉冶炼。

对于承受重荷载的钢结构工程，必须采用Q345GJ。对于在寒冷、低温工作环境（-40℃~20℃）的重要工程，可以采用Q345GJ。Q345GJ的强度设计值高于Q355。用于t＞16mm的中厚钢板，适用于焊接箱形柱、H型钢。

位于海岸、游泳池等强腐蚀环境中的钢结构工程，应采用耐腐蚀耐候钢，耐候钢的耐大气腐蚀性能是普通钢的2～8倍，抗锈性能是普通钢的3～4倍。

当所用钢板厚度≥40mm时，为防止钢材沿厚度方向发生层状撕裂，应采用厚度方向性能钢（Z向钢）。