钢结构用钢的牌号与性能：Q235、Q355 怎么选

发布时间:2017-06-29 16:47:02 | 浏览次数：

钢结构用钢的牌号与力学性能

钢结构图纸上最常见的一行字是「Q355B」。这四个字符包含了三件事：屈服强度、质量等级、脱氧方法。看懂它，才知道这根构件能承受多少力、能不能在低温下用、能不能焊。

这篇讲钢材牌号的读法、几个关键性能指标，以及怎么按项目条件选。

Q = 屈服（Qu），后面的数字是最小屈服强度，单位 MPa。Q235 就是屈服强度不低于 235MPa，Q355 不低于 355MPa。

字母 A、B、C、D、E 是质量等级，主要差别在冲击韧性试验温度：

这一栏最容易被忽略。河北冬季最低气温可到 -15℃ 以下，重要构件（尤其是承受动力荷载的吊车梁、露天结构）用 B 级钢，低温下冲击韧性不足，可能出现脆性断裂。脆断没有预兆，是钢结构最危险的失效形式。

1、屈服强度。构件开始产生塑性变形时的应力。设计时的承载力计算以此为基准，除以材料分项系数。

2、抗拉强度。拉断前的应力峰值。它与屈服强度的比值叫「强屈比」，反映安全储备。抗震结构要求强屈比不小于 1.25。

3、伸长率。拉断后的塑性变形能力，反映延性。一般要求不小于 20%（Q235）或不小于 22%（Q355）。延性好的钢材，破坏前有明显变形预警。

4、冲击韧性。抵抗冲击荷载的能力，用冲击试验的吸收能量（KV2，单位 J）表示。低温环境、动力荷载下这一项是关键。

厚度大于 40mm 的钢板，在焊接时沿厚度方向受拉，可能产生「层状撕裂」。这是因为钢板在轧制时内部存在夹杂物，形成分层，受拉时沿分层撕开。

解决方法是选用Z 向钢（牌号后加 Z15、Z25、Z35），要求厚度方向的断面收缩率不低于 15%、25%、35%。

什么时候需要 Z 向钢：厚板、T 形或十字形接头、焊接量大、约束强的节点。典型场景是厚板箱形柱、大跨度桁架的节点板。普通项目用不到，但用到时漏了就是重大隐患。

选择的逻辑不是「哪个好」，而是「哪个省」。用 Q355 可以把截面做小，省下的钢材与空间往往超过材料差价。以一根跨 6m 的主梁为例，Q235 需要 H300，Q355 可能 H250 就够，梁高少 50mm，整层净高就多 50mm。

但有两种情况别用高强钢：一是刚度控制而非强度控制的结构（挠度超限时，换高强度钢没用，因为刚度只与弹性模量有关，而所有钢材的弹性模量都是 206GPa）；二是需要大量现场焊接的小项目（Q355 焊接工艺要求高，现场质量难保证）。

1、质量证明书。看炉批号、规格、牌号、力学性能与化学成分。证明书要与实物标签对得上。

2、复试报告。按批取样做拉伸、冷弯、冲击试验。同一牌号、同一炉批、同一规格为一批，每批不超过 60t。进口钢材还要做化学成分复验。

3、外观与尺寸。看有无裂纹、夹层、锈蚀坑、麻点；量厚度与宽度偏差。厚度负偏差超标会直接削弱承载力，这一项必须实测，不能只看标签。

「Q235 换成 Q355 就更安全」——不一定。高强钢的延性通常略低，且对缺陷更敏感。抗震结构还要求强屈比与伸长率，不是强度越高越好。

「B 级钢在河北够用」——常温构件够，露天、动力荷载、厚板构件建议 C 级或 D 级。差价比想象的小，一次脆断的代价却是全部。

「同一牌号可以混批使用」——混批后试验结果无法代表任何一批，复试报告作废。

「钢材越厚越结实」——厚板的性能反而下降（厚度效应），Z 向性能问题也更突出。设计时按计算定厚度，不要凭感觉加厚。

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