建筑中常用钢材选用规范及种类介绍

在建筑结构中，普遍采用的钢结构用钢板、各种型钢、钢管和钢筋混凝土用钢筋、钢丝、钢铰线，一般均是由碳素结构钢和低合金结构钢轧制而成的。水工钢结构主要有钢闸门、压力管道、拦污栅等。

8.3.1　钢结构用钢材

我国钢结构中，常用的钢材主要有碳素结构钢和低合金高强度结构钢两大类。

8.3.1.1　碳素结构钢

碳素结构钢包括一般结构钢和工程用热轧用型钢、钢板、钢带等。在国家标准《碳素结构钢》（GB700—1988）中，对普通碳素钢的牌号组成、化学成分、力学性能、冷弯性能均作了具体的规定和要求。

1.牌号的表示方法

普通碳素结构钢的牌号由四个部分组成，按顺序为:

屈服点的字母Q—屈服点数值—质量等级符号—脱氧方法符号等。

国家标准规定:屈服点的字母用符号Q表示；屈服点数值共分为195、215、235、255和275（MPa）五个等级；钢材的质量等级按有害成分硫、磷含量，分为A、B、C、D四个质量等级，质量由低到高逐级提高；脱氧程度有:沸腾钢、半镇静钢、镇静钢和特殊镇静钢，分别以符号F、b、Z和TZ表示，F、b、Z和TZ依次为沸腾钢、半镇静钢、镇静钢和特殊镇静钢汉语拼音首位字母，其中镇静钢和特殊镇静钢符号可省略。

【例8-1】Q235—A•F表示屈服点为235MPa的A级沸腾钢，Q215—B•b表示屈服点为215MPa的B级半镇静钢。

2.技术要求

碳素结构钢的技术要求包括化学成分、力学性能、冶炼方法、交货状态及表面质量等五个方面。按照国家标准:碳素结构钢的化学成分、力学性能和冷弯性能均要符合国家标准（GB700—1988）的规定。碳素结构钢的牌号和化学成分要求如表8-3所示；其力学性能要求如表8-4所示要求；冷弯性能要求如表8-5所示。

表8-3　碳素结构钢的牌号、等级和化学成分（GB700—1988）

①、②　Q235A、B级沸腾钢的锰含量分数上限为0.60%。

表8-4　碳素结构钢的力学性能（GB700—1988）

表8-5　碳素结构钢的冷弯性能指标（GB700—1988）

注　B为试样宽度，a为钢材厚度（直径）。

3.碳素结构钢的性能和用途

随着碳素结构钢的牌号顺序加大，含碳量逐渐增加，屈服点和抗拉强度也增加，伸长率和冷弯性能则逐渐降低。

Q195钢。强度低，但塑性和韧性、加工性能及焊接性能较好，主要用于轧制薄板和盘条。

Q215钢。强度略高，用途与Q195钢基本相同，除了用于轧制薄板和盘条外，还可大量用作管坯和螺栓。

Q235钢。强度较高，同时具有良好的塑性、韧性、焊接性，是工程中应用最广泛的钢材，广泛地用于钢结构和钢筋混凝土结构中。属低碳钢，其含碳量介于0.14%～0.22%之间。

Q255钢。强度高，但塑性和韧性、加工性能及焊接性能较差，主要用作铆钉、螺栓等配件和轧制带肋钢筋。

Q275钢。强度、硬度高，耐磨性好，但塑性和韧性、加工性能及焊接性能差，不宜在结构中使用，一般用于制造农具、零件等。

碳素结构钢的质量等级，取决于钢内有害元素硫（S）和磷（P）的含量，硫、磷含量越低，钢的质量越好，其焊接性能和低温抗冲击性能增强。

8.3.1.2　低合金高强度结构钢

低合金高强度结构钢是在普通碳素钢的基础上加入一种或多种合金元素，合金元素总掺量不超过5%的钢。低合金高强度结构钢全部是由镇静钢和特殊镇静钢制得，在钢中添加硅、锰、钒、钛、铌、铬、镍等合金元素，可以提高或改善钢的强度、耐腐蚀性、耐磨性或耐低温冲击韧性等综合性能，大量生产和应用在工程之中。

1.牌号的表示方法

低合金高强度结构钢的牌号表示方法与普通碳素结构钢相似。因低合金高强度结构钢全部是由镇静钢和特殊镇静钢制得的，因此，其牌号仅由屈服点的字母Q、屈服点数值、质量等级符号等三个部分按顺序组成。即屈服点的字母Q—屈服点数值—质量等级符号。

低合金高强度屈服点数值有295、345、390、420、460（MPa）五个等级；质量等级按有害成分硫、磷含量由多到少的规律，分别由A、B、C、D、E五个质量等级；质量由低到高逐级提高。

【例8-2】Q295—E，表示屈服点为295MPa的E级低合金高强度结构钢。

2.低合金高强度结构钢技术要求和标准

低合金高强度结构钢的化学成分、力学性能均要符合国家标准（GB1591—1994）的规定。低合金高强度结构钢的牌号和化学成分要求如表8-6所示；其力学性能要求如表8-7所示要求。

表8-6　低合金高强度结构钢的化学成分（GB 1591—1994）

注　表中的Al为全铝含量。如化验酸溶铝时，其含量应不小于0.010%。

表8-7　低合金高强度结构钢的力学性能（GB 1591—1994）

3.性能和用途

低合金高强度结构钢按含碳量、硫、磷含量和合金元素种类含量不同划分五个牌号。这类钢具有较高的屈服点和抗拉强度、良好的塑性和冲击韧性，具有良好的耐锈蚀和耐低温性能，综合性能好。由于低合金高强度结构钢冶炼成本也不高，广泛用于钢结构和钢筋混凝土结构中。低合金高强度结构钢主要用于轧制各种型钢（角钢、槽钢、工字钢）、钢板、钢管及钢筋，特别适用于各种重型、大跨度、大柱网、高层结构及桥梁工程。

8.3.1.3　钢结构钢材的选用

我国钢结构设计规范中，推荐使用的钢材主要有四种:碳素结构钢中的Q235，低合金高强度结构钢中的Q345、Q390和Q420，低合金高强度结构钢Q345、Q390和Q420可用于大跨度、承受动荷载的钢结构中。

钢结构构件是直接采用型钢或钢板组合截面。

1.钢板

用碳素结构钢和低合金结构钢经光面轧辊轧制而成矩形平板状的钢材，可直接轧制或由宽钢带剪切而成，钢板的表示方法为:宽度（mm）×厚度（mm）×长度（mm）。钢板按其厚度可分为薄板（小于4mm）和厚板（大于4mm）两种，各具有规定的宽度和长度。薄板主要用于屋面板、楼板和墙板，厚板主要用于结构。在钢结构中，一般是几块钢板组合成工字形、T形或箱形截面的构件来承受荷载的。钢板的化学成分和力学性能、工艺性能应符合所用钢的技术条件规定。

2.热轧型钢

常见的热轧型钢有工字钢、H形钢、槽钢、角钢、剖分T形钢和Z形钢等。截面如图8-11所示。

图8-11　热轧型钢及冷弯薄壁型钢

（a）角钢；（b）工字钢；（c）槽钢；（d）H形钢；（e）T形钢；（f）钢管；（g）冷弯薄壁型钢；（h）压型钢板

热轧型钢的标记方法一般是以反映截面形状的主要轮廓尺寸来表示，包括型钢名称、横截面主要尺寸、型钢标准及钢牌号、钢种标准等一组符号。

【例8-3】用碳素结构钢Q235—A轧制而成，尺寸为160mm×160mm×16mm的等边角钢，其标示为:

（1）热轧普通工字钢。普通工字钢的型号用符号“I”后加截面高度的厘米数来表示，20号以上的工字钢，又按腹板的厚度不同，分为a、b或a、b、c等类别，例如:I20a表示高度为200mm，腹板厚度为a类的工字钢。截面高度相同的工字钢，可能有几种不同的腹板厚度和翼缘宽度，所以在型钢后面分别加a、b、c予以区别，例如:Ⅰ28a、Ⅰ28b、Ⅰ28c分别表示截面高度为28mm的a、b、c型工字钢；腹板厚度和翼缘宽度按a、b、c顺序递增。普通工字钢翼缘内表面是斜的，斜度为1:6。其翼缘厚度较腹板厚度大，其翼缘宽度较截面高度小得很多，两个主轴方向的惯性矩相差较大，因此截面对弱轴的惯性矩较小，不宜单独用作受压构件，而宜用作腹板平面内受弯的构件。我国生产的普通工字钢规格有10～63号，供应长度为5～19m。

（2）热轧H形钢。热轧H形钢分为宽翼缘H形钢（代号HW）、中翼缘H形钢（代号HM）和窄翼缘H形钢（代号HN）三类，H形钢的型号是用代号后加“高度h×宽度b×腹板厚度t1×翼缘厚度t2”表示的，例如HW400×400×13×21。H形钢是一种由工字钢发展而来的经济截面型钢，与普通工字钢相比，其翼缘内外表面平行，内表面是无斜度，翼缘断部为直角，与其他构件连接方便。宽翼缘H形钢两个主轴方向的惯性矩及回转半径较接近，可单独用作受压构件。宽翼缘和中翼缘H形钢可用于钢柱等受压构件，窄翼缘H形钢则适用于钢梁等受弯构件。

（3）热轧槽钢。槽钢适于作檩条等双向受弯的构件，也可用其组成组合或格构式构件。槽钢的型号与工字钢相似，在符号“[”的后加截面高度的厘米数来表示。根据腹板的厚度不同，分为a、b、c等类别，例如[32a指截面高度为320mm，腹板较薄的槽钢。热轧槽钢翼缘内表面是倾斜的，成1:10的斜度，翼缘厚度比腹板厚度大，翼缘宽度比截面高度小很多，截面对弱轴（平行于腹板的主轴）惯性矩小，且与弱轴不对称。普通槽钢大案规格有[5～[40c，最大型号为[40c，供货长度为5～19m。

（4）热轧角钢。角钢由两个互相垂直的肢组成，分等边角钢和不等边角钢两种，主要用来制作桁架等格构式结构的杆件和支撑等连接杆件。角钢型号的表示方法为在符号“L”后加“长边宽×短边宽×厚度”（不等边角钢，如L125×80×8），或加“边长×厚度”（对等边角钢，如L125×8）。目前我国生产的角钢最大边长为200mm，角钢的供应长度一般为4～19m。

（5）热轧剖分T形钢。剖分T形钢是由H形钢剖分而成。其代号为TW、TM、TN，分别表示宽翼缘T形钢、中翼缘T形钢和窄翼缘T形钢。型号表示方法与H形钢相同，在代号后加“高度h×宽度b×腹板厚度t1×翼缘厚度t2”表示，例如TW200×400×13×21。用剖分T形钢代替由双角钢组成的T形钢截面，其截面力学性能更为优越，且制作方便。

3.冷弯薄壁型钢

冷弯薄壁型钢一般由厚度为1.5～6mm的钢板或钢带经冷弯或模压制成。截面各部分厚度相同，转角处均成圆弧形。冷弯薄壁型钢有各种截面形式。其特点是壁薄，截面形式和尺寸均可按受力特点合理设计，能充分利用钢材的强度。因而与面积相同的热轧型钢相比，其截面惯性矩大，是一种高效经济的截面。一般用于跨度小、荷载轻大轻型钢结构中。

4.压型钢板

压型钢板是由厚度为0.4～2mm的钢板压制而成大波纹状钢板，波纹高度约在10～200mm范围内，钢板表面涂漆、镀锌涂有机层（又称彩色压型钢板）以防止锈蚀因而耐久性较好。压型钢板常用作屋面板、墙板及楼板等，优点是轻质、高强、美观、施工快。在国内外轻钢建筑结构中被广泛地应用。

8.3.2　钢筋混凝土用钢筋、钢丝和钢铰线

混凝土具有较高的抗压强度，但抗拉强度很低。在混凝土中配钢筋，可扩大混凝土的应用范围。混凝土中使用的钢材主要是由碳素结构钢和低合金结构钢加工制成的。

在钢筋混凝土结构中，一般把直径φ3～5mm称为钢丝，φ6～12mm称为细钢筋，直径大于φ12mm称为粗钢筋。为了便于识别，钢筋直径一般都相差2mm及2mm以上，如6、8、10、12、…、22、25、28mm等直径。

钢筋混凝土用钢材主要品种有热轧钢筋、冷拉钢筋、冷拔钢丝、热处理钢筋、碳素钢丝、剖痕钢丝及钢铰线等。按直条或盘条（盘圆）供货，直条钢筋长度一般为6m或9m长。(www.xing528.com)

8.3.2.1　热轧钢筋

热轧钢筋按轧制的外形分为热轧光圆钢筋和带肋钢筋两种。带肋钢筋又分为月牙肋和等高肋两种，热轧带肋钢筋的横截面通常为圆形，表面带有两条纵肋和沿长度方向均匀分布的横肋。纵肋为平行于钢筋轴线的均匀连续肋。根据《钢筋混凝土用热轨光圆钢筋》（GB13013—1991）和《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》（GB1499—1998），热轧钢筋按屈服点及抗拉强度分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个等级，其中Ⅰ级钢筋用碳素结构钢轧制，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级钢筋用低合金结构钢轧制。钢筋混凝土用热轧钢筋的力学性能与冷弯性能的具体内容如表8-8所示。

表8-8　钢筋混凝土用热轧钢筋的力学性能与冷弯性能（GB13013—1991、GB1499—1998）

强度等级代号由HRB和屈服点构成，按屈服点将其分为HPB235、HRB335、HRB400、HRB500四个强度等级代号，分别与Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个钢筋级别相对应。强度等级代号中H、R、B分别为热轧（Hotrolling）、带肋（Ribbed）、钢筋（Bars）三个词的英文首位字母；数值分别表示钢筋的屈服点为235、335、400、500MPa。在四个强度等级中，HPB235为热轧光圆钢筋，强度较低，但塑性及焊接性能较好，便于各种冷加工，广泛用于小型钢筋混凝土结构中；HRB335和HRB400为热轧带月牙肋钢筋，即横肋的纵截面呈月牙形，且与纵肋不相交的钢筋，与原来的螺纹钢相比，其具有强度高、敏感性小、耐疲劳性好、方便生产等优越性，HRB335和HRB400钢筋强度、塑性和焊接性能均较好，是钢筋混凝土结构中的主要受力钢筋；HRB500为热轧带等高肋钢筋，即横肋的纵截面高度相等，且与纵肋相交的钢筋HRB500，强度高，但塑性和焊接性能均较差。带肋钢筋的外形及截面，如图8-12所示。Ⅰ级为光圆钢筋，Ⅱ、Ⅲ级为月牙肋钢筋，Ⅳ级为等高肋钢筋。在检查钢筋质量时要注意钢筋表面不得有肉眼可见的裂纹、结疤、折叠；钢筋表面允许有凸块，但不得超过横肋的高度；钢筋表面允许有不影响使用的缺陷；钢筋表面不得沾有油污。

图8-12　带肋钢筋的外形及截面

（a）月牙肋；（b）等高肋

8.3.2.2　冷拔钢丝和冷轧带肋钢筋

1.冷拔钢丝

冷拔低碳钢丝是由直径为6～8mm的Q195、Q215或Q235热轧圆盘条经冷拔而成。低碳钢经冷拔后，屈服点可提高40%～60%，但塑性大为降低。因此，冷拔低碳钢丝已经失去低碳钢原有的特性，变得硬脆，属钢类钢丝。目前，已逐渐限制该类钢丝的一些应用。它大性能要求和应用可参阅国家规范《钢筋混凝土工程施工验收规范》（GB50204—1992）。

2.冷轧带肋钢筋

根据国家标准（GB13788—2000）规定，冷轧带肋钢筋按抗拉强度分为五个牌号，其牌号分别为CRB550、CRB650、CRB800、CRB970和CRB1170。C、R、B分别为冷轧、带肋、钢筋三个词的英文首位字母，后面的数字表示钢筋抗拉强度等级数值。冷轧带肋钢筋的公称直径范围为4～12mm。冷轧带肋钢筋的力学性能和工艺性能如表8-9所示。

表8-9　冷轧带肋钢筋力学性能和工艺性能

冷轧带肋钢筋是由热轧原盘条经冷轧或冷拔后其表面冷轧成有肋的钢筋。是近几年发展起来的一种新型、高效节能建筑用钢材。将冷拔与螺纹轧制配套使用，可生产出符合《混凝土制品用冷拔冷轧低碳螺纹钢丝》（JC/T540—1994）要求的浅螺纹钢丝和符合《冷轧带肋钢筋》（GB13788—1992）要求的螺纹钢丝。冷轧带肋钢筋按抗拉强度分为三级，代号为:LL550、LL650和LL800。冷轧带肋钢筋具有强度高、塑性好、与混凝土黏结牢固、节约钢材、质量稳定等优点，广泛应用于多层和高层建筑的多孔楼板、现浇楼板、高速公路、机场跑道、水泥电杆、输水管、桥梁、铁路轨枕、水电站坝基及各种建筑工程。

8.3.2.3　预应力钢筋混凝土用热处理钢筋

热处理钢筋是用热轧的螺纹钢筋经淬火和回火调质热处理而成。按外形分为有纵肋和无纵肋两种，都有横肋。热处理钢筋的直径有6mm、8.2mm、10mm三种规格，它具有高强度、高韧性及高黏结力及塑性较好等优点。主要应用于预应力混凝土梁板和轨枕，使用时将盘条打开，钢筋自行伸直，然后按要求长度切断，不能用电焊切割，也不能焊接以免引起强度下降或脆断。

8.3.2.4　预应力混凝土用钢丝和钢绞线

预应力高强度钢丝是用优质碳素结构钢盘条，经冷加工和热处理等工艺制成。根据国家标准《预应力混凝土用钢丝》（GB/T5223—1995），按外形把预应力高强度钢丝分为光面钢丝、刻痕钢丝、螺旋肋钢丝三种，刻痕钢丝和螺旋肋钢丝外形如图8-13所示；按代号又分为冷拉钢丝（RCD）、消除应力钢丝（S）、消除应力刻痕钢丝（SI）、消除应力螺旋肋钢丝（SH）四种。预应力高强度钢丝的强度高，其抗拉强度σb达1250～1770MPa。

图8-13　刻痕钢丝和螺旋肋钢丝外形图

（a）二面刻痕钢丝；（b）三面刻痕钢丝；（c）螺旋肋钢丝

钢绞线是由多根高强度钢丝，绞捻后经热处理消除内应力而制成。钢绞线具有强度高、柔性好，而且安全可靠、施工简便等特点。根据国家标准《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T5224—1995），钢绞线按所用钢丝的根数分为三种结构类型:1×2、1×3、1×7。1×7是以一根钢丝为中心，其余6根围绕在周围进行螺旋状绞捻而成，整根破坏负荷可达300kN，屈服负荷可达255kN。钢绞线特别适用于需要曲线配筋的预应力钢筋混凝土结构，如大跨度、重负荷的后张法预应力屋架、桥梁、薄腹梁等结构。

大型预应力混凝土构件，因为受力很大，一般可采用强度很高的预应力高强度钢丝和钢绞线作为主要受力钢筋。

预应力混凝土用钢丝的力学性能的有关内容，如表8-10所示，预应力钢绞线尺寸及拉伸性能的有关内容，如表8-11所示。

表8-10　预应力混凝土用钢丝的力学性能

表8-11　预应力钢绞线尺寸及拉伸性能

注1.在保证1000h松弛值合格的基础上，可进行10h松弛试验，在初始负荷占公称最大负荷的70%时，其值对于Ⅰ级松弛应不大于3.0%，Ⅱ级松弛应不大于1.5%。
2.屈服负荷不小于整根钢绞线公称最大负荷的百分数的85%。

8.3.3　钢材的选用原则

钢结构材质的选择是一项很重要的工作，不仅要合理地选用钢种、钢号、炉种和浇筑方法，而且根据结构的特点，对某些机械性能指标和化学元素的极限含量恰如其分地提出一项或多项的附加保证。钢材的选用既要确保结构物的安全可靠，又要经济合理，必须慎重对待。为保证承重结构的承载能力，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、连接方法、工作环境、应力状态和钢材厚度等因素综合考虑，选用合适牌号和质量等级的钢材。结合我国当前钢铁生产的实际情况，做到重要结构不要盲目选用质量差的钢材，以保证结构安全可靠且满足使用要求；一般结构不要轻易使用优质钢，要尽量节约钢材，降低造价。各种建筑结构用钢的选择一般根据以下原则。

1.结构重要性

结构安全等级有一级（重要结构）、二级（一般结构）、三级（次要结构），安全等级不同，所选用的钢材质量要求也不同。选择钢材要考虑结构使用的重要性，如大跨度结构、重要的建筑物结构，要选用质量更好的钢材。

2.荷载性质

对经常承受动力和震动荷载的结构，容易产生应力集中，导致疲劳破坏，应选用材质好的钢材。一般承受静载的结构则可选用质量等级稍低的钢材，以降低造价。

3.连接方式

焊接结构当温度变化和受力性质改变时，容易引起焊缝附近的母体金属出现冷、热裂纹，促使结构早期破坏。所以焊接结构对于钢材化学成分和机械性能要求比较严格。

4.使用温度和工作环境

在低温下工作的结构，尤其是焊接结构，冷脆倾向更加显著，钢材容易发生冷脆断裂，应选用良好的塑性和抗低温脆断性能的镇静钢。

5.钢材厚度

钢材力学性能一般随着钢材的厚度的增长而降低，钢材经多次轧制后，钢材愈薄，钢的内部结晶组织更为紧密，强度更高，质量更好。因此，钢结构用的钢材厚度不宜超过40mm。

8.3.4　钢材的防护

8.3.4.1　钢材腐蚀

钢材表面与周围介质发生作用而引起破坏的现象，称为腐蚀或锈蚀。钢材长期暴露于空气或潮湿的环境中，表面会腐蚀（锈蚀），尤其是当空气中含有各种介质污染时，钢材腐蚀情况更为严重。钢材腐蚀的现象十分普遍，钢材腐蚀的影响因素主要与所处的环境中的湿度、侵蚀性介质的性质及数量、含尘量、钢材的材质和表面状况有关。钢材锈蚀不但造成截面的均匀减少，而且产生的局部锈坑会引起应力集中，腐蚀会降低钢材的强度、塑性和韧性，另外在冲击反复负荷载作用下，会促使疲劳强度降低而出现脆裂，使结构破坏和危及建筑物的安全。例如某钢闸门使用10多年后，因钢材腐蚀严重，闸门承载能力下降达1/3～2/3；又如某挡潮闸的钢闸门受海边盐物大气的腐蚀，构件截面削弱，闸门的门叶发生失稳而破坏。

根据钢材与环境介质的作用原理，钢材的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀两类。

1.化学腐蚀

化学腐蚀指钢材与周围介质直接发生化学反应，使金属形成体积疏松的氧化物而引起锈蚀，通常是由于氧化作用引起。在常温下，钢材表面会形成一薄层钝化能力很弱的氧化保护膜，但疏松易破裂，外界有害介质易渗入反应而造成锈蚀。在干燥的环境中化学腐蚀的速度缓慢，但在干湿交替或温度较高的情况下腐蚀速度将大大地加快。

2.电化学腐蚀

电化学腐蚀是指钢材与电解质溶液相接触而产生电流，形成原电池而产生的锈蚀，是最主要的钢材锈蚀形式。因钢材中含有铁、碳等多种成分，由于成分的电极电位不同，铁活泼，易失去电子，使碳与铁在电解质中形成原电池的阴阳两极，阳极的铁失去电子成为Fe2＋离子，进入溶液，在阴极附近，因溶液中溶有氧气，被还原成OH—离子，两者结合生成Fe（OH）2，钢材形成铁锈。整个电化学腐蚀过程如下:

阳极区:Fe＝Fe2＋＋2e

阴极区:2H2O＋2e＋0.5O2＝Fe（OH）2

溶液区:Fe2＋2OH—＝Fe（OH）2

4Fe（OH）2＋O2＋2H2O＝4Fe（OH）2

钢材含碳等杂质越多，锈蚀越快，如果钢材表面不平，或与酸、碱和盐接触都会使锈蚀加快。钢材在大气中的腐蚀，实际上是以电化学腐蚀为主的化学腐蚀和电化学腐蚀共同作用的结果。

8.3.4.2　防腐的方法

钢材的腐蚀既有钢材本身材质的原因，又有环境介质的作用，是内因和外因相互作用的结果。影响钢材腐蚀速度的因素是钢材所处具体环境的湿度、所接触空气或水含有侵蚀性介质的数量和活力以及钢材自身的材质等。要防止或减少腐蚀破坏，可以从改变钢材本身容易腐蚀性，隔离环境中的侵蚀性介质或改变钢材表面的电化学过程等方面入手。

1.保护层法

保护层法是在钢材的表面施加保护层，使钢与周围介质隔离，从而防止腐蚀，分金属覆盖保护法和非金属覆盖保护法。

金属覆盖保护法是用耐腐蚀较强的金属，以电镀或喷镀方法覆盖钢材表面，提高钢材的抗腐蚀能力。常见的方法有:镀锡、镀锌、镀铬和镀铜等。可分为阳极覆盖和阴极覆盖两种。阳极覆盖是采用电位比钢材低的金属覆盖（如镀锌），所覆盖金属膜因化学作用而保护钢材；阴极覆盖则是采用电位比钢材高的金属覆盖（如镀锡），所镀金属膜起机械保护钢材的作用，一旦保护膜破裂，则会加速钢材在电解质中的腐蚀。

非金属保护法是在钢材表面用非金属作为保护膜，与环境介质隔离，避免或减缓腐蚀的方法。在钢材表面经除锈后，喷涂涂料、搪瓷和塑料等加以保护。涂料常分为通常分底漆、中间漆和面漆。底漆是要牢固地附着于钢材的表面，隔断其与外界空气的接触，防止生锈，常用的底漆有:红丹底漆、环氧富锌漆、无机富锌漆和铁红环氧底漆等；中间漆为防锈漆，如红丹防锈漆、铁红防锈漆等；面漆要求有较好的牢度和耐候性以保护底漆不受损伤或侵蚀，如灰铅油、醇酸漆、各类醇酸磁漆、酚醛磁漆等。一般为两道底漆（或一道底漆一道中间漆）与两道面漆，要求高时可增加一道中间漆或面漆。

2.制成合金钢

在钢中加入能提高抗锈蚀能力的元素，如将镍、铬加入到铁合金中可制得不锈钢，在低碳钢或合金钢中加入铜可有效地提高防锈能力等。方法有效，但成本很高。

8.3.4.3　钢结构的防火

钢是不燃性材料，但并不表明钢材能耐火。温度在200℃以内，钢材的性能基本不变；超过300℃，弹性模量、屈服点均开始显著下降，应变急剧增大；到达600℃时，钢材基本失去承载能力。试验表明:无保护层时钢柱和钢屋架的耐火性极限只有0.25h，而裸露钢梁的耐火性极限只有0.15h。所以，没有防火保护层的钢结构不能够抵抗火灾。

钢结构防火保护可采用绝热和吸热材料，防火方法以包覆法为主，即以防火涂料、不燃性板材或混凝土和砂浆将钢件包裹起来。

1.防火涂料

防火涂料分为膨胀型和非膨胀型两种。膨胀型（薄型）防火涂料的涂层厚度一般为2～7mm，附着力较强。因膨胀型防火涂料内含膨胀组分，遇火后会膨胀增厚5～10倍，形成多孔结构，阻隔火焰和热量，起到良好的隔热防火作用，可使构件的耐火极限达到0.5～1.5h。非膨胀型（厚型）防火材料的涂层厚度一般为8～50mm，密度小、强度低，喷涂后需再用装饰面层隔护，耐火极限可达0.5～3.0h。

2.不燃性材料

常用的不燃性板材有石膏板、蛭石板、珍珠岩板、矿棉板、岩棉板等，通过黏结剂或钢钉、钢箍等固定在钢构件上，推迟钢结构的升温速率。