材料
钢结构材料主要参照的标准是“美国试验及材料协会”ASTM(American Society for Testing and Materials)。
容许应力设计手册(ASDM)中列出ASTM中的以下一些常用结构钢,屈服应力Fy从32到100ksi,抗拉强度Fu从58到130ksi。
A36:最常用的钢材,屈服强度36ksi(厚度不超过8in.)
高强钢A572 grade50
高强钢A992,最小抗拉强度Fu有65ksi,屈服强度50-65ksi。
耐候钢A588和A242,常用在桥梁与外露建筑中。
开口性截面
容许应力设计手册(ASDM)中的热轧型钢截面有六种:
- 宽翼缘和混杂形H型钢[W,M](Wide flange and miscellaneous)
- 普通工字钢[S](American standard beam)
- 桩承H型钢[HP](Bearing pile)
- 槽钢[C,MC](American standard and miscellaneous channels)
- 角钢[L](Angles)
- T型钢[WT,ST,MT](Structural tees)
其中宽翼缘H型钢截面抗弯最为有效,因为它有着宽翼缘和薄腹板,因此在相同线重量的前提下有着很好的抗弯刚度。这种形式的截面梁由Henry Gray发明,Henry Gray是英国人,1870年移民美国,1897年提出,1902年在一家德国钢厂诞生,1908年在美国Bethlehem钢厂轧制。
工字钢、槽钢的翼缘根部有一个坡度,这是考虑当翼缘受到大的局部集中荷载时,比如悬挂吊车会用到,此时翼缘是一个悬臂板了,所以根部会厚些。
型钢的最常用的表示方法如W36x135,表示截面高度大约为36in.(说大约是因为所有W36系列用的同一套滚轴,腹板净高是固定值,而腹板厚度、翼缘厚度及宽度是可变的),135代表这种截面135lb/ft.。最大高度是W40。M型的规格是非常规的,较少采用。
M、S、HP、C、MC、WT、ST、MT型截面的表示方法与之相同。
角钢的表示方法与我们习惯的方法相同,仅仅是英制单位不同。
闭口性截面
还有三种管截面HSS(Hollow Structural Section)
圆管(round HSS),方管(square HSS),矩形管(rectangular HSS)
对于圆管材料ASTM A53B级(Fy=35ksi,Fu=60ksi),按压力等级来分如P4、PX4、PXX4分别表示直径为4in.的标准厚度管、加厚和特厚管。
在非ASTM材料时,圆管用保留直径和壁厚三位小数的方式表示,如HSS 5.563 x 0.258表示直径为5.563in.壁厚为0.258in.的圆管,方管和矩形管的表示方法如HSS 5 x 3 x 3/8表示截面边长分别为5in.和3in.壁厚为3/8in.的矩形管.
钢板的表示方法
PL 1/2 x 14 x 1'-4. 表示钢板厚度是1/2in.,宽度是14in.,长度是1ft.4in.,这里所有的in.单位省略。