1、建筑鋼材有兩種可能的破壞形式
塑性破壞和脆性破壞，二者的特征可從塑性變形、名義應(yīng)力、斷口形式三方面來理解。影響脆性破壞的因素有有害化學(xué)元素、冶金缺陷等，但總的來看，鋼材的質(zhì)量、應(yīng)力集中和低溫的影響比較大。防止脆性破壞必須合理設(shè)計、正確制造和正確使用三者的相互配合。
2、鋼材的σ－ε曲線在下列標(biāo)準(zhǔn)條件下獲得的：
Ⅰ）標(biāo)準(zhǔn)試件（無應(yīng)力集中）；
Ⅱ）靜荷載一次拉伸到破壞；
Ⅲ）試驗溫度為20°C。
按建筑鋼材的σ－ε曲線其工作可分為彈性、彈塑性、塑性和強化四個階段，并將其簡化成理想彈塑性體。從拉伸試驗得到抗拉強度fu、屈服強度fy、伸長率δ5三個鋼材基本性能指標(biāo)，fu、fy是靜力強度指標(biāo)，δ5是鋼材在靜荷載作用下塑性性能指標(biāo)。承重結(jié)構(gòu)鋼材都應(yīng)具有這三個指標(biāo)合格的保證，對重要或需要冷加工的構(gòu)件，其鋼材尚應(yīng)具有冷彎試驗的合格保證。
3、沖擊韌性Cv
沖擊韌性Cv是表示鋼材在動力荷載作用下抵抗脆性斷裂能力指標(biāo)，對直接承受較大動力荷載的結(jié)構(gòu)應(yīng)提出相應(yīng)沖擊韌性要求。
4、應(yīng)力
鋼材在靜荷載作用下，單向應(yīng)力時，要求截面最大應(yīng)力不超過屈服點；復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)時，要求折算應(yīng)力δeq不超過fy。
5、理解各種因素對鋼材性能的不利影響
對化學(xué)成分要分清有利元素和有害元素，應(yīng)特別注意碳、硫、磷的影響。重視應(yīng)力集中產(chǎn)生的影響，其后果是導(dǎo)致局部產(chǎn)生雙向或三向受拉的應(yīng)力狀態(tài)，使鋼材變脆。應(yīng)通過合理的構(gòu)造措施（如平緩過度）盡量避免應(yīng)力集中。
6、正確選擇鋼材和提出合理指標(biāo)要求
規(guī)范推薦Q235、16Mn、16Mnq、15MnV、15MnVq鋼為承重結(jié)構(gòu)鋼，理解它們牌號的表示方法，冶金工廠對材質(zhì)應(yīng)保證的項目和能附加保證的項目，掌握根據(jù)設(shè)計結(jié)構(gòu)的具體條件正確選擇鋼材和提出合理指標(biāo)要求的方法。
附：鋼結(jié)構(gòu)牌號
GB/T5613-1995標(biāo)準(zhǔn)中對鑄鋼規(guī)定了兩種牌號表示方法
1）以屈服強度和抗拉強度力學(xué)性能為主的牌號表示方法，如ZG200-400等。ZG是代表鑄鋼的符號，200和400分別是屈服強度和抗拉強度的最低值（ MPa）.
2)以化學(xué)成分為主的牌號表示方法，如ZG20Cr13等。Cr為鉻元素符號，20為平均碳含量（以萬分之幾計），13為鉻平均含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）（％）。
另加一些字母和符號分別表示不同的含義，如ZD345―570為一般工程與結(jié)構(gòu)用低合金鑄鋼；ZG200―400H為焊接結(jié)構(gòu)有用碳素鑄鋼；ZGMn 13為鑄鋼。
拓展
鋼結(jié)構(gòu)用鋼主要有兩種：低碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼。
低合金高強結(jié)構(gòu)鋼的牌號最低由Q295開始，而碳素結(jié)構(gòu)鋼最高的牌號是Q275截止，盡管對公稱屈服點的含義解釋相同，但數(shù)值并無重復(fù)且恰好銜接。
1、碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號為：Q×××（A~D）+脫氧方式。其中Q×××表示屈服強度；A~D表示沖擊韌性質(zhì)量等級由底到高；在灌注過程中，由脫氧程度不同分鎮(zhèn)靜鋼〖TZ、Z〗，半鎮(zhèn)靜鋼〖b〗，沸騰鋼〖F〗。對于Q235來說，A、B兩級可以是(Z、b、F)，C級只能是(Z)，D級只能是(TZ)。
2、低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼：在冶煉過程中添加少量幾種合金元素，使鋼的強度明顯提高，其中合金含量低于5%，故稱為低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼；牌號表示與碳素結(jié)構(gòu)鋼相同，質(zhì)量等級按沖擊韌性分為 A~E 5個等級。低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼的A、B級為鎮(zhèn)靜鋼，C、D、E級為特殊鎮(zhèn)靜鋼。
3、合金結(jié)構(gòu)鋼：包括優(yōu)質(zhì)鋼、高級優(yōu)質(zhì)鋼和特級優(yōu)質(zhì)鋼；合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號共77個，按主加合金元素劃分為24個鋼組。
牌號含義：合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號由數(shù)字和合金元素化學(xué)符號組成。數(shù)字表示此鋼平均含碳量是萬分之幾；繼后的化學(xué)符號代表所加的合金元素，并后綴此元素平均含量的代表數(shù)碼（對各合金元素平均含量代碼的規(guī)定：當(dāng)小于1.5%時一般不寫，但當(dāng)如此表示發(fā)生牌號雷同時須將合金元素含量高的后邊標(biāo)1，以示區(qū)別；當(dāng)含量為1.5%~2.49%、2.50%~3.49%、3.50%~4.49%時分別寫出2、3、4標(biāo)示，含量再高時，以此類推）。
質(zhì)量等級標(biāo)記：在鋼的牌號末尾應(yīng)將所屬冶金質(zhì)量劃定的等級按規(guī)定加注標(biāo)記，優(yōu)質(zhì)鋼不加、高級優(yōu)質(zhì)鋼加 A 、特級優(yōu)質(zhì)鋼加 E。
鋼材選擇時要做到結(jié)構(gòu)安全可靠，同時用材經(jīng)濟合理。影響鋼材選擇的因素：
1、結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的重要性；
2、荷載性質(zhì)（靜載or動載）；
3、連接方法（焊接、鉚接or螺栓連接）；
4、工作條件（溫度or腐蝕介質(zhì)）
對于重要結(jié)構(gòu)、直接承受動荷載、處于低溫條件下的結(jié)構(gòu)及焊接結(jié)構(gòu)，應(yīng)選用質(zhì)量較高的鋼材。
輕鋼與重鋼的區(qū)別？
首先，沒有輕鋼的叫法，輕鋼相對于普鋼。
輕型鋼結(jié)構(gòu)是一個很模糊的概念，沒有嚴(yán)格的定義�！ �
判定結(jié)構(gòu)為普鋼與輕鋼結(jié)構(gòu)確實沒有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，很多有經(jīng)驗的設(shè)計師或項目經(jīng)理也常常不能完全說明白，但我們可以以一些數(shù)據(jù)綜合考慮并加以判斷：
1、廠房行車起吊重量：大于等于25噸，可以認(rèn)為為普鋼結(jié)構(gòu)了。
2、每平米用鋼量：大于等于50KG/M2，可認(rèn)為是普鋼結(jié)構(gòu)。
3、主要構(gòu)件鋼板厚度：大于等于10MM，輕鋼結(jié)構(gòu)用的較少。
另外，還有一些參考值：如每平米造價，最大構(gòu)件重量，最大跨度，結(jié)構(gòu)形式，檐高等，以上這些在判斷廠房是否為普鋼或輕鋼時可以提供經(jīng)驗數(shù)據(jù)，當(dāng)然現(xiàn)在很多建筑都是輕、普鋼都有。
但有一些我們可以較肯定的說是普鋼，如：石化廠房設(shè)施、電廠廠房、大跨度的體育場館、展覽中心，高層或超高層鋼結(jié)構(gòu)。
普通鋼結(jié)構(gòu)的范圍很廣，可以包含各種鋼結(jié)構(gòu)，不管荷載大小，甚至包括輕型鋼結(jié)構(gòu)的許多內(nèi)容，輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程只是針對其“輕”的特點而規(guī)定了一些更具體的內(nèi)容，而且范圍只局限在單層門式剛架。
輕型鋼結(jié)構(gòu)是一個很模糊的概念，沒有嚴(yán)格的定義�！ �
一般可以有兩種理解。一種是現(xiàn)行《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》中第十一章“圓鋼、小角鋼的輕型鋼結(jié)構(gòu)”，是指用圓鋼和小于L45×4和L56×36×4的角鋼制作的輕型鋼結(jié)構(gòu)，主要在鋼材缺乏年代時用于不宜用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)制造的小型結(jié)構(gòu)，現(xiàn)已基本上不大采用，所以這次鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范修訂中已基本上傾向去掉。
另一種是《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》所規(guī)定的具有輕型屋蓋和輕型外墻的單層實腹門式剛架結(jié)構(gòu)，這里的輕型主要是指圍護是用輕質(zhì)材料。
由此可見，輕鋼與普鋼之分不在結(jié)構(gòu)本身的輕重，而在所承受的圍護材料的輕重，而在結(jié)構(gòu)設(shè)計概念上還是一致的。
H型鋼與工字鋼的區(qū)別
1、工字型鋼主要不論是普通型還是輕型的，由于截面尺寸均相對較高、較窄，故對截面兩個主袖的慣性矩相差較大*因此，一般僅能直接用于在其腹板平面內(nèi)受彎的構(gòu)件或?qū)⑵浣M成格構(gòu)式受力構(gòu)件。對軸心受壓構(gòu)件或在垂直于腹板平面還有彎曲的構(gòu)件均不宜采用，這就使其在應(yīng)用范圍上有著很大的局限
2、 H型鋼屬于高效經(jīng)濟裁面型材(其它還有冷彎薄壁型鋼、壓型鋼板等)，由于 截面形狀合理，它們能使鋼材更高地發(fā)揮效能，提高承裁能力。不同于普通工字型的是H型鋼的翼繡進行了加寬，且內(nèi)、外表面通常是平行的，這樣可便于用高強度螺桂和其他構(gòu)件連接。其尺寸構(gòu)成合理系列，型號齊全，便于設(shè)計選用。H型鋼的軋制不同于普通工字鋼僅用一套水平軋輥，由于其翼絳較寬且無斜度(或斜度很小)，故須增設(shè)一組立式軋輥同時進行輥軋。因此，其軋制工藝和設(shè)備都比普通軋機復(fù)雜。
總之H型鋼是工字鋼的換代產(chǎn)品，所以兩者在實際應(yīng)用中選擇使用的標(biāo)準(zhǔn)是：盡量不用工字鋼。
熱軋和冷軋的區(qū)別
1、冷軋成型鋼允許截面出現(xiàn)局部屈曲，從而可以充分利用桿件屈曲后的承載力；而熱軋型鋼不允許截面發(fā)生局部屈曲。
2、熱軋型鋼和冷軋型鋼殘余應(yīng)力產(chǎn)生的原因不同，所以截面上的分布也有很大差異。冷彎薄壁型鋼截面上的殘余應(yīng)力分布是彎曲型的，而熱扎型鋼或焊接型鋼截面上殘余應(yīng)力分布是薄膜型 。
3、熱軋型鋼的自由扭轉(zhuǎn)剛度比冷軋型鋼高，所以熱軋型鋼的抗扭性能要優(yōu)于冷軋型鋼。
拓展
熱軋優(yōu)點
熱軋的優(yōu)點是可以破壞鋼錠的鑄造組織，細(xì)化鋼材的晶粒，并消除顯微組織的缺陷，從而使鋼材組織密實，力學(xué)性能得到改善。這種改善主要體現(xiàn)在沿軋制方向上，從而使鋼材在一定程度上不再是各向同性體；澆注時形成的氣泡、裂紋和疏松，也可在高溫和壓力作用下被焊合。
熱軋缺點
一是經(jīng)過熱軋之后，鋼材內(nèi)部的非金屬夾雜物（主要是硫化物和氧化物，還有硅酸鹽）被壓成薄片，出現(xiàn)分層（夾層）現(xiàn)象。分層使鋼材沿厚度方向受拉的性能大大惡化，并且有可能在焊縫收縮時出現(xiàn)層間撕裂。焊縫收縮誘發(fā)的局部應(yīng)變時常達到屈服點應(yīng)變的數(shù)倍，比荷載引起的應(yīng)變大得多。
二是不均勻冷卻造成的殘余應(yīng)力。殘余應(yīng)力是在沒有外力作用下內(nèi)部自相平衡的應(yīng)力，各種截面的熱軋型鋼都有這類殘余應(yīng)力，一般型鋼截面尺寸越大，殘余應(yīng)力也越大。殘余應(yīng)力雖然是自相平衡的，但對鋼構(gòu)件在外力作用下的性能還是有一定影響。如對變形、穩(wěn)定性、抗疲勞等方面都可能產(chǎn)生不利的作用。
冷軋是指在常溫下，經(jīng)過冷拉、冷彎、冷拔等冷加工把鋼板或鋼帶加工成各種型式的鋼材。
冷軋優(yōu)點
優(yōu)點是成型速度快、產(chǎn)量高，且不損傷涂層，可以做成多種多樣的截面形式，以適應(yīng)使用條件的需要；冷軋可以使鋼材產(chǎn)生很大的塑性變形，從而提高了鋼材的屈服點。
冷軋缺點
缺點一是雖然成型過程中沒有經(jīng)過熱態(tài)塑性壓縮，但截面內(nèi)仍然存在殘余應(yīng)力，對鋼材整體和局部屈曲的特性必然產(chǎn)生影響。
二是冷軋型鋼樣式一般為開口截面，使得截面的自由扭轉(zhuǎn)剛度較低。在受彎時容易出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)，受壓時容易出現(xiàn)彎扭屈曲，抗扭性能較差。
三是冷軋成型鋼壁厚較小，在板件銜接的轉(zhuǎn)角處又沒有加厚，承受局部性的集中荷載的能力弱。
