摘要：现阶段建筑钢结构应用越来越广泛，对钢材的要求也越来越高，其关键是钢材的性能。本文首先论述影响钢材性能的各种因素，基于此，提出建筑钢结构对钢材的一些要求及满足要求的应对措施。
关键词：建筑钢结构；钢材性能；钢材要求；应对措施
引言
建筑钢结构在使用的过程中，钢材作为工程施工的主体，对原材料的规格及设计要求、抗震性都有较高的要求。并且以钢材作为建筑主体结构的建筑通常会与玻璃、膜材等现代化的建筑材料配合使用，所以对钢材的要求还需将与此类材料的融合、形成牢固性纳入考虑范围。
1、影响钢材性能的因素
随着钢结构的广泛使用，钢结构的质量越来越受到重视和关注，纵观钢结构事故，钢材性能是影响钢结构质量的一个重要方面，对其开展分析。
1.1化学成分的影响
硫和磷（其中特别是硫）是钢中的有害成分，它们降低钢材的塑性、韧性、可焊性和疲劳强度。在高温时，硫使钢变脆，即热脆，一般硫的含量不超过 0.045%。在低温时，磷使钢变脆，即冷脆。氧和氮都是钢中有害杂质，氧的作用和硫类似，氮的作用与磷类似。硅和锰是钢中的有益元素，在碳素结构钢中，硅的含量应不大于 0.3%，锰的含量为 0.3% ～ 0.8%。
1.2冶金和轧制的影响
热轧钢材由于不均匀冷却产生残余应力，一般在冷却较慢处产生拉应力，冷却较快时产生压应力。钢材在冶金和轧制中难免会出现缺陷，如偏析，非金属夹杂，裂纹，分层。这些缺陷将严重降低钢材的塑性、韧性和冷弯性能，尤其在产生拉应力集中时使脆性破坏的可能性增加。
1.3钢材的硬化
钢材的硬化包括时效硬化、冷作硬化和应变时效硬化。硬化虽然可以提高钢材的强度，但却降低了钢材的塑性和韧性，使脆性破坏的可能性增加。重要承重结构的钢板用冲压机械剪切时，由于剪切应力很大，剪切边缘有 1.5mm—2mm 的区域产生冷作硬化，使钢板脆性增加，因此对于厚度较大，承受动载的一类重要结构，剪切后，应将金属的硬化层部分刨削或铲削除去。对重级工作制吊车梁等受拉零件的全部边缘用气割或机械剪切时，应将硬化层全部刨除，用半自动或手工气割局部时，应用机械或砂轮将局部淬硬层除去。
1.4温度的影响
钢材性能随温度的变化而变化，0℃以上，总的趋势是：温度升高，钢材的强度降低，应变增大，温度升高约在 200℃以内，钢材性能没有明显变化，430℃—540℃之间强度急剧下降，600℃时，强度很低，不能承担荷载，但在 250℃左右，钢材的强度反而略有提高，同时塑性、韧性均下降，材料有转脆的倾向，钢材表面氧化膜呈现蓝色，称为蓝脆现象。温度过低钢材容易发生脆断，伸长率下降，强度降低，冷弯性能下降。
2、建筑钢结构对钢材的要求
2.1设计上的要求
一是布置和选型。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在高层建筑钢结构的选型过程中，需要对材质、预算和周边环境进行综合考虑，同时在结构内部设计时，需要遵循因地制宜的原则，对不同位置采用不同建材，严禁因省事而使用相同的建材。这是因为建筑位置的不同，对结构要求也有所不同，并且建筑墙梁、柱子、墙面等的不同，对于力的要求也不尽相同，这就需要以建筑强度和力度等方面的要求为基础，科学布置和选用恰当的钢结构。
二是构件截面的估算。布置完结构后需要初步估算构件的截面，尤其是支撑和梁柱等尺寸和断面形状的假定，如钢梁可选择焊接型钢截面、轧制和槽钢等；一般构件截面的估算工作内容包括：以翼缘宽度和截面高度为依据，对板件的厚度进行估算；对荷载与支座情况进行估算，确定翼缘宽度和截面高度，从实际需要出发来选择钢梁设定支撑断面和梁柱的形状与大小。
三是构件和节点设计。在设计构件的过程中，必须要恰当选择材料，建立健全相关制度，保证材料采购与监督的有效性，以免出现材料质量问题；同时在施工环节应使用丰富经验和专业能力强的人员进行作业，防止施工中出现技术或质量问题。钢结构设计中的重点内容之一就是节点设计，其从传力特点出发可分为半刚接、绞接和刚接等，连接方式的不同对结构的影响也有所不同。
2.2 抗震性能要求
钢材中存在简单的塑性，除了塑性铰截面外，其余截面都处于弹性范围。在实际的操作当中，钢材的弯矩也大于塑性弯矩，处于强化阶段。对于现代化高层建筑的抗地震性，所用钢材的屈服强度不能超过350MPa，抗震体系或者是屈强比为0.8，钢材轧制时的延展性16%左右。另外在钢材通过螺栓进行连接时，只要无栓孔界面发生足够的塑性变形，带栓孔净截面仍然处于未发生断裂状态。如果在钢结构的连续梁的塑性设计时，所出现的第一个塑性铰继续承载时，此塑性铰所在的截面必须像真实铰一样转动。同时钢材在塑性设计计算时，还要让塑性铰截面外的截面处于弹性范围内，满足构件在塑性范围内实现足够的转动，这样的钢材所承受的应力（单位截面内）范围内的实际弯矩会大于理想的塑性弯矩，且材料必须有强化阶级。通常在钢材的抗震钢结构中，在设计时抗震性建立在钢结构的基座的梁端部分，使其能够以钢材吸收震动能力的方式增强主体框架的稳定性。由此可以看出，除了考虑建筑区域内发生地震的频率与地震最高级别外，钢材的设计及选用要求需要根据钢结构强柱弱梁的要求还有钢材的用途决定。
2.3混凝土钢筋要求
预应力钢筋应采用预应力混凝土用钢棒，预应力混凝土用钢丝，其质量应符合《预应力混凝土用钢棒》YB/T111和《预应力混凝土用钢丝》GB/T5223的规定；螺旋筋宜采用冷拔低碳钢丝、低碳钢热轧圆盘条，其质量应分别符合《冷拔钢丝预应力混凝土构件设计与施工规程》JGJl9、《低碳钢热轧圆盘条》GB/T701的规定；端部锚固钢筋、架立圈宜采用低碳钢热轧圆盘条和钢筋混凝土热轧带肋钢筋，其质量应分别符合《低碳钢热轧圆盘条》GB/T701、《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》GBl499的规定；端板、桩套箍宜采用Q235钢，其质量应符合《碳素结构钢》GB/T700的规定。
3、结语
总而言之，在建筑钢结构的建造过程中，要综合考虑建筑功能等因素，这样才能选择出更为适合的钢材，保证钢结构建筑的质量。希望通过本文论述为同行提供一定借鉴，共同努力促进行业水平的提高。
参考文献：
[1]赵小珍.浅析常用建筑钢材检测方法[J].科学之友.2011（04）：47.
[2]张闯.论正交试验下的建筑钢材质量优化[J].现代营销（学苑版）.2012（06）：61.
[3]陈学海.建筑钢材质量检测方法探析[J].中国建材科技.2015（04）：126.
论文作者:刘晓杰
论文发表刊物:《基层建设》2017年第17期
论文发表时间:2017/10/17
标签：钢材论文; 塑性论文; 钢结构论文; 截面论文; 建筑论文; 预应力论文; 强度论文; 《基层建设》2017年第17期论文;