结构钢综合指南

在当今世界，我们随处可见并使用钢结构。我们每天从家里到工作场所使用的铁路，或世界上访问量最大的旅游景点之一埃菲尔铁塔的存在，都是通过使用钢材作为结构材料实现的。由于其独特的特性，所有类型的钢材构成了我们现代社会的基础。但究竟什么是结构钢？低碳钢和结构钢有什么区别？人们为什么以及如何使用它？本文将详细解释所有这些问题以及更多问题。

1、什么是结构钢？

结构钢是一种用作建筑材料的钢材。它旨在具有良好的强度/重量比（也称为比强度）并且具有成本效益，以便作为建筑物、道路、桥梁等的结构部件受益。

2、为什么是钢？钢作为一种坚固的材料

钢是现代世界最重要的材料之一，有各种不同的等级和形状。它只是一种铁和极少量碳（重量高达 2.1%）的合金。有时也有其他元素。由于其高抗拉强度和低廉的价格，它是基础设施、工具、船舶、汽车、机器、电器和建筑物中使用的重要部件。

  通过根据所需特征进行必要的热处理来提供微观结构变化，从而以各种生产方法生产和使用钢。此外，合金元素可以添加到钢中以获得不同的性能。

3、 结构钢的种类和等级

结构钢不只有一种。根据特定应用的需要，存在各种不同的形状和等级。结构钢按其横截面的形状分类，例如最常用的 I、T、C 形 (2)。除了它们的形状外，钢的等级直接影响机械性能。因此，必须根据不同的设计要求选择不同牌号的结构钢。

几种类型的钢可以成型并用作梁、棒、板、棒或型材。以下是标准的结构钢材料：

碳钢：

当不需要添加任何其他合金元素（如钨、锆、钴、镍等），铜含量不超过 0.4% 或下列元素不超过规定的百分比时，可将钢定义为碳钢。重量（Mn：1.6%，Si：0.6%，Cu：0.6%）（3）。碳钢通常根据碳含量分为低碳（< 0.3%）、中碳（0.3-0.6%）、高碳（0.6-1%）和超高碳（1.25-2%）钢。它主要用于结构管道和油管。

高强度低合金钢：

这种钢被设计成比碳钢具有更好的机械性能和更耐大气腐蚀。它们含有高达 2.0% 的锰。小部分其他合金元素，如铬、镍、钼、氮、钒、铌和钛，可以以不同的组合使用，以改变特性 (3)。耐候钢是高强度低合金钢的一个子类，通过在表面形成一层钝化的锈状层，具有很强的抗大气腐蚀能力，是重要的结构钢之一。多用于结构型材和板材。

锻钢：

锻造只是在金属处于固态时对其进行成形的过程。它是通过对钢锭或钢坯施加机械能和热能来完成的。该过程为材料引入了均匀的晶粒结构，通过去除空隙、气泡和提高整体强度来减少基体中的不连续性 (4)。

调质合金钢：

一种主要用于建筑结构的结构钢（例如 A514）。顾名思义，这类钢经过调质热处理工序。

4、 常见的结构形状

世界范围内的许多标准中都给出了结构钢的形状。总之，钢的角度、公差、尺寸和截面尺寸在标准上都有规定，并给这些钢命名。下图1显示了钢的常见结构形状。虽然许多部分是通过热轧或冷轧形成的，但其他部分是通过将平板或弯板焊接在一起制成的。

图 1：各种类型的结构钢形状

5、结构钢的优缺点 

更高的强度/重量比：

相比之下，就强度/重量比而言，钢在所有其他传统结构材料（如石头、水泥或木材）中占主导地位。这意味着对基础差的容忍度更高。

良好的延展性：

延展性是材料承受载荷而不失效的能力。由于钢的弹性，它在弯曲后可以恢复到原来的形状。屈服到某个点可以防止过早失效。硬脆材料可能会突然失效，因此是不利的。

高韧性：

材料吸收能量的能力称为韧性。结构钢具有高韧性值；因此它们非常适合建筑应用。它们既坚固又具有延展性。此外，应该提到的是，低碳钢和结构钢之间的主要区别在于结构钢更硬，以便承受更高的载荷而不会出现不必要的下垂。

建筑品种：

钢结构使各种不同的建筑设计成为可能。在世界各地，都可以看到令人惊叹的钢结构建筑、塔楼和桥梁。人们会惊讶地发现，仅仅在一百年前，将这种材料用作结构部件在经济上是不合理的。

节省空间：

与钢筋混凝土相比，40×40 cm2的钢质载体可以与100×100 cm2的钢筋混凝土载体做同样的工作。这个例子表明，可以在可用区域方面实现净节省 (5)。

存在一些缺点，可以通过额外的成本来解决，例如腐蚀和火灾敏感性，或在重载下弯曲的风险。然而，在特定的设计应用中，主要优点可能仍然超过这些缺点。

6、 结构钢应用

当您听到结构钢这个词时，您会想到什么？希望这不仅仅是建筑。结构钢是建筑师、设计师、工程师、承包商和制造商最青睐的金属。由于具有特别高的耐用性、耐腐蚀性、抗拉性和相对低廉的价格，已被用于各个领域。

建造

结构钢在建筑行业有多种应用。它通常用于设计和建造工业场所。结构钢具有高强度/重量比，使其非常适合用于建造巨大的结构，如建筑物、仓库、桥梁、厂房等。钢框架、梁、柱、杆、梁、板等是由用于建筑行业的结构钢制造商创建。每年，约有 25% 的结构钢用于建筑物的建造。

矿业

采矿业有很多结构钢的应用。采矿下部结构中的大部分部件都使用结构钢进行了加固。所有车间、办公室、矿山结构件如矿用筛网、流化床锅炉、建筑物均采用结构钢制成。钢结构表面光滑，易于清洁。因此，不要干扰其他元素

运输

结构钢用于生产卡车、变速器、火车、铁路和船舶、锚链、飞机起落架和喷气发动机部件。这些车辆中的大多数都含有大量的结构钢。由于其弹性、耐腐蚀性、抗拉强度、延展性、延展性和经济性而使用结构钢。

海洋

例如，大多数船舶都是使用结构钢制造的；潜艇、船只、超级油轮、梯子、钢地板、格栅、楼梯和钢制部件。结构钢可以抵抗外部压力，易于成型。这些特性使结构钢适用于船舶行业。

活力

在能源行业有很多结构钢的应用。它被用于可再生和不可再生能源的许多工业建筑中，如输电塔、管道、风力涡轮机、电磁铁、变压器铁芯、油气井。

8、如何选择您的钢结构施工公司？

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