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第四章 钢木结构维修 6.1钢木结构的一般知识 6.1.1钢结构的一般知识 与其他材料的结构相比，钢结构具有如下特点： (1) 钢材强度高，结构重量轻。钢与砖石和混凝土相比，虽然密度较大，但强度更高，故其密度与强度的比值较小，承受同样荷载时，钢结构要比其他结构轻。例如，当跨度和荷载均相同时，钢屋架的重量仅为钢筋混凝土屋架的1/3～1/4，冷弯薄壁型钢屋架甚至接近1/10。 (2) 钢材质地均匀，塑性韧性好。钢材的这个性质最符合结构计算假定，因而钢结构的计算结果与实际情况最为符合，计算可靠；钢材的弹性模量较大，结构在荷载作用下变形较小；钢材有良好的塑性，结构破坏前一般都会产生显著的变形，事故有预告，可及时防患；钢材还具有良好的韧性，对承受动力荷载适应性强，故钢结构抗震性能好。 (3) 钢结构制作简便，施工工期短。钢结构构件一般在专业工厂机械化生产制作，而后运至工地现场安装，工业化生产程度高，质量容易监控和保证。 (4) 钢结构密闭性较好。 (5) 钢材的可重复使用性。钢结构加工制造过程中产生的余料、碎屑，以及废弃和破坏了的钢结构构件，均可回炉重新冶炼成钢材重复使用。 (6) 钢材耐腐蚀性差，因而需采取防腐措施。 (7) 钢结构有一定的耐热性但不耐火。钢材受热，当温度在200℃以内时，其主要性能(屈服点和弹性模量)下降不多。温度超过200℃后，材质变化较大，不仅强度总趋势逐步降低，还有蓝脆和徐变现象。达600℃时，钢材进入塑性状态已不能承载。因此，设计规定钢材表面温度超过150℃后即需加以隔热防护，对有防火要求者，更需按相应规定采取隔热保护措施。 (8) 钢结构在低温和其他条件下，可能发生脆性断裂。 2）常用建筑钢及规格 钢结构用的钢材有普通碳素钢和普通低合金钢。 按国际标准，把钢区分为非合金钢和合金钢两大类，非合金钢是通常叫做碳素钢的一大钢类，钢中除了铁和碳以外，还含有炉料带入的少量合金元素Mn、Si、Al，杂质元素P、S及气体N、H、O等。合金钢则是为了获得某种物理、化学或力学特性而有意添加了一定量的合金元素Cr、Ni、Mo、V，并对杂质和有害元素加以控制的另一类钢。 （1）常用建筑钢 1) 碳素结构钢 根据国家标准GB/T 700—1988，碳素结构钢的牌号由代表屈服点的字母Q、屈服点数值(单位：N/mm2)、质量等级符号(A～D)、脱氧方法符号等四个部分按顺序组成。 2) 低合金高强度结构钢 根据国家标准GB/T1591—1994，低合金高强度结构钢的牌号的表示方法与碳素结构钢相同。只是质量等级分为A～E共5级，从A到E逐级提高，E级须保证-40℃的冲击韧性。由于低合金高强度结构钢一般都是镇定钢，因而其牌号后无脱氧方法的符号。例Q345-B、Q390-C等。 怎样快速区分普通碳素钢与低合金钢 砂轮磨出的火花：明亮，普通碳素钢。 暗淡，低合金钢。 2. 钢材的规格及选用 钢材的选用既要保证结构物的安全可靠，又要经济合理。规范规定为了保证承重结构的承载能力和防止在一定条件下出现脆性破坏，应根据结构的重要性、荷载特征、结构形式、应力状态、连接方法、钢材厚度和工作环境等因素综合考虑，选用合适的钢材牌号和材性。 (1) 承重结构的钢材宜采用Q235钢、Q345钢、Q390钢和Q420钢。 (2) 对于直接承受动荷载的构件和结构、重要的构件和结构、采用焊接连接的结构以及处于低温下工作的结构，宜采用质量较高的钢材。 (2) 对于直接承受动荷载的构件和结构、重要的构件和结构、采用焊接连接的结构以及处于低温下工作的结构，宜采用质量较高的钢材。 (3) 对承受静载的受拉及受弯的重要焊接构件和结构，宜选用较薄的型钢和板材构成。 (4) 当选用的型钢或板材的厚度较大时，宜采用质量较高的钢材，以防钢材中较大的残余拉应力和缺陷等引起脆性破坏。 (5) 承重结构采用的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度和硫、磷含量的合格保证，对焊接结构尚应具有碳含量的合格保证。焊接承重结构以及重要的非焊接承重结构采用的钢材还应具有冷弯试验的合格保证。 (6) 选择钢材时应尽量统一规格，减少钢材牌号和型材种类，同时还要考虑市场供应情况和制造厂的工艺可能性。 1) 热轧钢板 钢板有厚钢板、薄钢板、扁钢{或带钢}之分，其规格如下： 厚钢板：厚度为4.5mm～60mm，宽度为600mm～3000mm，长度为4m～12m。 薄钢板：厚度为0.35mm～4mm，宽度为500mm～1500mm，长度为0.5m～4m。 扁钢：厚度为4mm～60mm，宽度为12mm～200mm，长度为3m～9m。 厚钢板常