结构钢材规格-钢结构设计原理

钢结构采用的型材有热轧成型的钢板和型钢以及冷弯（或冷压）成型的薄壁型钢（见图 2.19）。

图2.19　型钢形式

1．钢　板

热轧钢板有厚钢板和薄钢板，还有扁钢，符号表示为“－厚×宽×长”，其规格如下：

1）厚钢板

厚度 4.5～60 mm，宽度 600～3 000 mm，长度 4～12 m。

2）薄钢板

厚度 0.35～4 mm，宽度 500～1 500 mm，长度 0.5～4 m。

3）扁　钢

厚度 4～60 mm，宽度12～200 mm，长度 3～9 m。

2．型　钢

热轧型钢有角钢、工字钢、H型钢、槽钢和钢管等。

1）角　钢

角钢分等边和不等边角钢两种。不等边角钢的表示方法为，在符号“∠”后加“长边宽×短边宽×厚度”，如∠125×80×10。等边角钢则以边宽和厚度表示，如∠90×10，单位均为 mm。

2）工字钢

工字钢有普通工字钢、轻型工字钢。普通工字钢和轻型工字钢用号数表示，号数即为其截面高度的厘米数。20 号以上的工字钢，同一号数有 3 种腹板厚度分别为a、b、c三类。如I32a、I32b、I32c，a类腹板较薄，用作受弯构件较为经济。轻型工字钢的腹板和翼缘均较普通工字钢薄，如表示为I32Q，因而在相同重量下其截面模量和回转半径均较大。

3）H 型钢

热轧 H 型钢是指截面为 H 形，翼缘较宽且内外表面相互平行的热轧型材（见图2.20）。由于其截面面积分配合理，抗弯能力强，经济性好，侧向刚度大，残余应力小，制作与构造方便，在多高层钢结构中广泛用于梁、柱、支撑等构件。(www.xing528.com)

图2.20　型钢截面

（1）H型钢的优点

H 型钢是世界各国使用很广泛的热轧型钢，对梁、柱、支撑等构件均可适用。H型钢具有下列优点：

① 翼缘宽度大有利于提高绕弱轴方向的承载力。轧制宽翼缘H型钢的高宽比可达1.0。当用作柱时，由于其弱轴方向的惯性矩有较大的增加，构件的细长度可减小，相应可提高绕弱轴方向的承载力。当用作受弯的梁时，与截面高度相同的工字钢相比，H型钢在两个方向的截面惯性矩均大于工字钢，相应地具有较大的受弯承载力。

② 上下边缘平行的翼缘板便于连接构造。H型钢的翼缘板上下边缘是平行的，因此能很好地适应构件之间的连接构造。当采用普通螺栓或高强度螺栓连接时，无须作特殊构造处理，不需要像工字钢那样设置附加斜垫圈。采用焊接连接时，便于采用坡口熔透焊或局部坡口焊接连接，也便于构件之间的工地拼接。

③ 比焊接H型钢质量高、价格也低。钢号相同时，轧制H型钢本身由于无焊接过程和焊接变形矫正过程，质量高于焊接H型钢，相应地价格也低于焊接H型钢。

（2）H型钢的分类

轧制H型钢的钢号可为低碳结构钢Q235钢，低合金钢Q345钢、Q390钢，并可指定其质量等级。根据国标《热轧H型钢》的规定，H型钢截面分为如下3个系列：

① 宽翼缘（HW）。这一系列常用作柱及支撑，其翼缘较宽，截面宽高比为 1∶1。弱轴的回转半径相对较大，具有良好的受压承载力。截面规格为（mm）：100×100～400×400。

② 中翼缘（HM）。这一系列可用作柱和梁，截面宽高比 1∶13～1∶2，截面规格为（mm）：150×100～600×300。

③ 窄翼缘（HN）。这一系列常用作梁，其翼缘较窄，也称梁型H型钢，截面宽高比为 1∶2～1∶3，有良好的受弯承载力，截面高度 100～900 mm。

4）槽　钢

槽钢有普通槽钢和轻型槽钢两种，也以其截面高度的厘米数编号，如30a。号码相同的轻型槽钢，其翼缘较普通槽钢宽面薄，腹板也较薄，回转半径大，重量轻，如30Q。

5）钢　管

钢管有无缝钢管和有缝钢管两种，用符号“Φ”后面加“外径×厚度”表示，如 Φ400×6，单位均为mm。

3．薄壁型钢

薄壁型钢是用 1.5～5 mm 厚的薄钢板（一般用 Q235 或 Q345 钢）经模压或弯曲而成，其截面形式及尺寸可按合理方案设计。有防锈涂层的彩色压型钢板所用钢板厚度为0.4～1.6 mm，一般用于轻型屋面及墙面。薄壁型钢能充分利用钢材的强度，节约钢材。