?鋼結(jié)構(gòu)工程中常用的鋼材需同時(shí)滿足 “力學(xué)性能達(dá)標(biāo)、加工性好、成本適配” 三大核心要求，主要圍繞碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼兩大類展開，部分場(chǎng)景會(huì)用到特種鋼材（如耐候鋼、不銹鋼）。不同鋼材的強(qiáng)度、適用場(chǎng)景差異顯著，需結(jié)合工程荷載、環(huán)境條件、結(jié)構(gòu)形式綜合選擇。以下按 “核心類別 + 適用場(chǎng)景” 分類說(shuō)明：
一、核心常用鋼材：碳素結(jié)構(gòu)鋼（Q235 系列）
碳素結(jié)構(gòu)鋼以 “低碳鋼” 為主（含碳量≤0.22%），強(qiáng)度適中、塑性好、焊接性能優(yōu)異，且價(jià)格低廉，是鋼結(jié)構(gòu)工程中用量最大、應(yīng)用最廣的基礎(chǔ)鋼材，核心代表為Q235 鋼（國(guó)標(biāo) GB/T 700 標(biāo)準(zhǔn)）。
1. 關(guān)鍵性能參數(shù)
屈服強(qiáng)度：≥235MPa（“Q235” 中 “235” 即屈服強(qiáng)度值）；
抗拉強(qiáng)度：375-500MPa；
塑性：伸長(zhǎng)率≥26%（斷裂前可產(chǎn)生較大塑性變形，抗震、抗沖擊能力好）；
焊接性：無(wú)需預(yù)熱即可焊接（適合工廠埋弧焊、現(xiàn)場(chǎng) CO?氣體保護(hù)焊），焊縫質(zhì)量穩(wěn)定。
2. 常見規(guī)格與形式
Q235 鋼多加工為鋼結(jié)構(gòu)核心構(gòu)件形式，適配不同受力需求：
H 型鋼：主要用于鋼柱、鋼梁（如門式剛架的立柱、橫梁），常見規(guī)格 H100×100~H600×300（截面高度 × 翼緣寬度）；
工字鋼：用于次要承重構(gòu)件（如平臺(tái)梁、次梁），規(guī)格 I10~I63（截面高度，單位 cm）；
槽鋼：用于支撐、檁條或輔助構(gòu)件（如墻面支撐、設(shè)備支架），規(guī)格 C5~C40；
角鋼：用于節(jié)點(diǎn)連接、支撐（如桁架桿件、檁條支撐），規(guī)格∠25×3~∠200×24（邊寬 × 邊厚）；
鋼板：用于節(jié)點(diǎn)板（桁架、網(wǎng)架的節(jié)點(diǎn)連接）、預(yù)埋件，厚度 6-60mm（常見 10-20mm）；
鋼管：用于網(wǎng)架桿件、支撐柱（如圓鋼管 Φ50×3~Φ300×10，方鋼管 100×100×4~300×300×12）。
3. 適用場(chǎng)景
輕型鋼結(jié)構(gòu)：如門式剛架廠房（單跨≤24m）、多層輕載建筑（如 3 層以下辦公樓、物流倉(cāng)庫(kù)）；
次要承重構(gòu)件：即使在高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)中，Q235 也可用于次梁、檁條、支撐等非核心受力部件；
對(duì)成本敏感的項(xiàng)目：如臨時(shí)建筑、小型廠房，Q235 價(jià)格比低合金鋼材低 10%-15%，可控制造價(jià)。
二、核心常用鋼材：低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼（Q355 系列）
低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼在碳素鋼基礎(chǔ)上添加少量合金元素（如錳、硅、釩，總合金含量≤5%），強(qiáng)度顯著高于 Q235，同時(shí)保持良好的塑性與焊接性，是大跨度、高層、重載鋼結(jié)構(gòu)的首選鋼材，核心代表為Q355 鋼（國(guó)標(biāo) GB/T 1591 標(biāo)準(zhǔn)）。
1. 關(guān)鍵性能參數(shù)
屈服強(qiáng)度：≥355MPa（比 Q235 高 51%）；
抗拉強(qiáng)度：470-630MPa；
低溫韌性：按沖擊溫度分為多個(gè)等級(jí)（如 Q355B：0℃沖擊功≥34J；Q355D：-40℃沖擊功≥34J），適配寒冷地區(qū)；
焊接性：中等厚度（≤30mm）無(wú)需預(yù)熱，厚板（＞30mm）需低溫預(yù)熱（50-100℃），避免焊縫裂紋。
2. 常見規(guī)格與形式
與 Q235 類似，Q355 主要加工為高受力構(gòu)件形式：
H 型鋼（高頻焊接或熱軋）：核心用于高層鋼框架柱、大跨度鋼梁（如 10 層以上寫字樓鋼柱、30m 跨度會(huì)展中心主梁），常見規(guī)格 H300×300~H900×300；
厚鋼板：用于重型節(jié)點(diǎn)板、支座板（如橋梁支座、大跨度桁架節(jié)點(diǎn)），厚度 20-100mm；
高強(qiáng)度螺栓用鋼：Q355 的延伸牌號(hào)（如 Q355ND）可用于制作高強(qiáng)螺栓（M20-M30），配合鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)連接；
鋼管（無(wú)縫或焊接）：用于大跨度網(wǎng)架、塔架（如機(jī)場(chǎng)航站樓網(wǎng)架桿件、100m 以上通信塔），圓鋼管 Φ100×6~Φ500×16。
3. 適用場(chǎng)景
高層 / 超高層鋼結(jié)構(gòu)：如 12 層以上寫字樓、酒店（鋼框架柱需承受巨大豎向荷載，Q355 可減小柱截面尺寸，增加建筑凈空）；
大跨度結(jié)構(gòu)：如 30m 以上跨度的體育館、會(huì)展中心、橋梁（鋼梁需承受大彎矩，Q355 的高強(qiáng)度可降低構(gòu)件自重）；
重載工業(yè)廠房：如重型機(jī)械車間、冶金廠房（需承受設(shè)備荷載≥10kN/㎡，Q355 的抗拉、抗壓性能更可靠）；
寒冷地區(qū)工程：如東北、西北的鋼結(jié)構(gòu)建筑，選擇 Q355D（-40℃低溫沖擊合格），避免冬季低溫導(dǎo)致構(gòu)件脆裂。
三、特種場(chǎng)景用鋼材：適配特殊環(huán)境或功能需求
部分鋼結(jié)構(gòu)工程因 “環(huán)境腐蝕、高溫、美觀” 等特殊需求，需選用特種鋼材，雖用量較少，但對(duì)工程安全性、耐久性至關(guān)重要。
1. 耐候鋼（Q355NH、Q235NH）
核心特性：通過(guò)添加銅、磷、鉻等合金元素，在鋼材表面形成致密的氧化膜（“銹層”），阻止內(nèi)部進(jìn)一步銹蝕，耐大氣腐蝕性能是普通鋼的 2-5 倍；
關(guān)鍵參數(shù)：屈服強(qiáng)度≥355MPa（Q355NH），耐鹽霧腐蝕時(shí)間≥5000 小時(shí)（普通鋼約 1000 小時(shí)）；
適用場(chǎng)景：
戶外露天結(jié)構(gòu)：如橋梁、景觀塔架、濱海地區(qū)的鋼結(jié)構(gòu)（如深圳、上海等沿海城市的戶外場(chǎng)館）；
免維護(hù)或少維護(hù)項(xiàng)目：如山區(qū)輸電塔、偏遠(yuǎn)地區(qū)的廠房（難以定期刷漆防腐）；
注意事項(xiàng)：初期會(huì)產(chǎn)生銹色（棕紅色），需結(jié)合建筑美觀需求設(shè)計(jì)（部分 “工業(yè)風(fēng)” 建筑會(huì)利用其銹色作為外觀效果）。
2. 不銹鋼（304、316L）
核心特性：含鉻≥18%、鎳≥8%，具有優(yōu)異的耐腐蝕性（尤其耐酸堿、鹽霧）和美觀性，表面可拋光或拉絲；
關(guān)鍵參數(shù)：屈服強(qiáng)度≥205MPa（304），抗拉強(qiáng)度≥515MPa，耐硝酸、硫酸腐蝕（316L 耐腐蝕性優(yōu)于 304，適合強(qiáng)腐蝕環(huán)境）；
適用場(chǎng)景：
腐蝕性環(huán)境：如化工廠房、食品加工廠（接觸酸堿介質(zhì)或食品級(jí)要求）、濱海地區(qū)的高端建筑（如酒店外墻裝飾鋼構(gòu)件）；
美觀需求：如商業(yè)綜合體的玻璃幕墻支撐、景觀鋼結(jié)構(gòu)（需裸露且保持銀白色外觀）；
注意事項(xiàng)：價(jià)格高（約為 Q355 的 5-8 倍），僅在必要時(shí)使用，且焊接需專用不銹鋼焊絲（避免焊縫腐蝕）。
3. 耐熱鋼（12Cr1MoV、Q345R）
核心特性：耐高溫性能好，在 500-600℃高溫下仍能保持足夠的強(qiáng)度和抗氧化性，適合高溫環(huán)境；
關(guān)鍵參數(shù)：12Cr1MoV 在 550℃時(shí)屈服強(qiáng)度≥180MPa（普通鋼 500℃時(shí)強(qiáng)度幾乎為 0）；
適用場(chǎng)景：
高溫工業(yè)設(shè)備：如冶金廠的加熱爐鋼結(jié)構(gòu)、發(fā)電廠的鍋爐支撐框架；
高溫?zé)煔夤艿溃喝缋贌龔S的煙氣處理系統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)；
注意事項(xiàng)：焊接需預(yù)熱至 200-300℃，并進(jìn)行焊后熱處理（消除焊接應(yīng)力，避免高溫下開裂）。
4. 高性能建筑用鋼（Q460、Q690）
核心特性：超高強(qiáng)度（屈服強(qiáng)度 460-690MPa），是普通 Q355 的 1.3-1.9 倍，可大幅減小構(gòu)件截面，降低結(jié)構(gòu)自重；
適用場(chǎng)景：
超高層鋼結(jié)構(gòu)：如 40 層以上的摩天大樓（如上海中心大廈部分鋼柱采用 Q690），減少柱截面占用面積；
大跨度空間結(jié)構(gòu)：如 100m 以上跨度的巨型網(wǎng)架、懸索橋（如港珠澳大橋的部分鋼構(gòu)件）；
注意事項(xiàng)：需專用焊接材料和工藝（如低氫型焊條），厚板需進(jìn)行預(yù)熱和焊后消氫處理（防止焊接裂紋），成本較高（Q690 價(jià)格約為 Q355 的 2 倍）。
四、鋼材選擇的核心原則：避免錯(cuò)用或過(guò)度設(shè)計(jì)
按受力等級(jí)匹配：
核心受力構(gòu)件（如高層鋼柱、大跨度主梁）選 Q355 及以上；
次要構(gòu)件（如次梁、檁條）選 Q235；
超高層、超大跨度選 Q460/Q690（需驗(yàn)算經(jīng)濟(jì)性，避免 “大材小用”）。
按環(huán)境條件匹配：
普通戶外選 Q355B + 防腐漆；
沿海 / 化工區(qū)選耐候鋼（Q355NH）或不銹鋼；
寒冷地區(qū)（-20℃以下）選 Q355D/Q355ND（低溫沖擊合格）。
按加工與成本匹配：
需頻繁焊接的構(gòu)件（如桁架、網(wǎng)架）優(yōu)先選 Q235/Q355（焊接性好）；
成本敏感項(xiàng)目選 Q235（價(jià)格低），耐久性要求高的項(xiàng)目選耐候鋼（長(zhǎng)期免維護(hù)，總成本更低）。