​钢结构工程中常用的钢材需同时满足 “力学性能达标、加工性好、成本适配” 三大核心要求，主要围绕碳素结构钢、低合金高强度结构钢两大类展开，部分场景会用到特种钢材（如耐候钢、不锈钢）。不同钢材的强度、适用场景差异显著，需结合工程荷载、环境条件、结构形式综合选择。以下按 “核心类别 + 适用场景” 分类说明：
一、核心常用钢材：碳素结构钢（Q235 系列）
碳素结构钢以 “低碳钢” 为主（含碳量≤0.22%），强度适中、塑性好、焊接性能优异，且价格低廉，是钢结构工程中用量最大、应用最广的基础钢材，核心代表为Q235 钢（国标 GB/T 700 标准）。
1. 关键性能参数
屈服强度：≥235MPa（“Q235” 中 “235” 即屈服强度值）；
抗拉强度：375-500MPa；
塑性：伸长率≥26%（断裂前可产生较大塑性变形，抗震、抗冲击能力好）；
焊接性：无需预热即可焊接（适合工厂埋弧焊、现场 CO₂气体保护焊），焊缝质量稳定。
2. 常见规格与形式
Q235 钢多加工为钢结构核心构件形式，适配不同受力需求：
H 型钢：主要用于钢柱、钢梁（如门式刚架的立柱、横梁），常见规格 H100×100~H600×300（截面高度 × 翼缘宽度）；
工字钢：用于次要承重构件（如平台梁、次梁），规格 I10~I63（截面高度，单位 cm）；
槽钢：用于支撑、檩条或辅助构件（如墙面支撑、设备支架），规格 C5~C40；
角钢：用于节点连接、支撑（如桁架杆件、檩条支撑），规格∠25×3~∠200×24（边宽 × 边厚）；
钢板：用于节点板（桁架、网架的节点连接）、预埋件，厚度 6-60mm（常见 10-20mm）；
钢管：用于网架杆件、支撑柱（如圆钢管 Φ50×3~Φ300×10，方钢管 100×100×4~300×300×12）。
3. 适用场景
轻型钢结构：如门式刚架厂房（单跨≤24m）、多层轻载建筑（如 3 层以下办公楼、物流仓库）；
次要承重构件：即使在高强度结构中，Q235 也可用于次梁、檩条、支撑等非核心受力部件；
对成本敏感的项目：如临时建筑、小型厂房，Q235 价格比低合金钢材低 10%-15%，可控制造价。
二、核心常用钢材：低合金高强度结构钢（Q355 系列）
低合金高强度结构钢在碳素钢基础上添加少量合金元素（如锰、硅、钒，总合金含量≤5%），强度显著高于 Q235，同时保持良好的塑性与焊接性，是大跨度、高层、重载钢结构的首选钢材，核心代表为Q355 钢（国标 GB/T 1591 标准）。
1. 关键性能参数
屈服强度：≥355MPa（比 Q235 高 51%）；
抗拉强度：470-630MPa；
低温韧性：按冲击温度分为多个等级（如 Q355B：0℃冲击功≥34J；Q355D：-40℃冲击功≥34J），适配寒冷地区；
焊接性：中等厚度（≤30mm）无需预热，厚板（＞30mm）需低温预热（50-100℃），避免焊缝裂纹。
2. 常见规格与形式
与 Q235 类似，Q355 主要加工为高受力构件形式：
H 型钢（高频焊接或热轧）：核心用于高层钢框架柱、大跨度钢梁（如 10 层以上写字楼钢柱、30m 跨度会展中心主梁），常见规格 H300×300~H900×300；
厚钢板：用于重型节点板、支座板（如桥梁支座、大跨度桁架节点），厚度 20-100mm；
高强度螺栓用钢：Q355 的延伸牌号（如 Q355ND）可用于制作高强螺栓（M20-M30），配合钢结构节点连接；
钢管（无缝或焊接）：用于大跨度网架、塔架（如机场航站楼网架杆件、100m 以上通信塔），圆钢管 Φ100×6~Φ500×16。
3. 适用场景
高层 / 超高层钢结构：如 12 层以上写字楼、酒店（钢框架柱需承受巨大竖向荷载，Q355 可减小柱截面尺寸，增加建筑净空）；
大跨度结构：如 30m 以上跨度的体育馆、会展中心、桥梁（钢梁需承受大弯矩，Q355 的高强度可降低构件自重）；
重载工业厂房：如重型机械车间、冶金厂房（需承受设备荷载≥10kN/㎡，Q355 的抗拉、抗压性能更可靠）；
寒冷地区工程：如东北、西北的钢结构建筑，选择 Q355D（-40℃低温冲击合格），避免冬季低温导致构件脆裂。
三、特种场景用钢材：适配特殊环境或功能需求
部分钢结构工程因 “环境腐蚀、高温、美观” 等特殊需求，需选用特种钢材，虽用量较少，但对工程安全性、耐久性至关重要。
1. 耐候钢（Q355NH、Q235NH）
核心特性：通过添加铜、磷、铬等合金元素，在钢材表面形成致密的氧化膜（“锈层”），阻止内部进一步锈蚀，耐大气腐蚀性能是普通钢的 2-5 倍；
关键参数：屈服强度≥355MPa（Q355NH），耐盐雾腐蚀时间≥5000 小时（普通钢约 1000 小时）；
适用场景：
户外露天结构：如桥梁、景观塔架、滨海地区的钢结构（如深圳、上海等沿海城市的户外场馆）；
免维护或少维护项目：如山区输电塔、偏远地区的厂房（难以定期刷漆防腐）；
注意事项：初期会产生锈色（棕红色），需结合建筑美观需求设计（部分 “工业风” 建筑会利用其锈色作为外观效果）。
2. 不锈钢（304、316L）
核心特性：含铬≥18%、镍≥8%，具有优异的耐腐蚀性（尤其耐酸碱、盐雾）和美观性，表面可抛光或拉丝；
关键参数：屈服强度≥205MPa（304），抗拉强度≥515MPa，耐硝酸、硫酸腐蚀（316L 耐腐蚀性优于 304，适合强腐蚀环境）；
适用场景：
腐蚀性环境：如化工厂房、食品加工厂（接触酸碱介质或食品级要求）、滨海地区的高端建筑（如酒店外墙装饰钢构件）；
美观需求：如商业综合体的玻璃幕墙支撑、景观钢结构（需裸露且保持银白色外观）；
注意事项：价格高（约为 Q355 的 5-8 倍），仅在必要时使用，且焊接需专用不锈钢焊丝（避免焊缝腐蚀）。
3. 耐热钢（12Cr1MoV、Q345R）
核心特性：耐高温性能好，在 500-600℃高温下仍能保持足够的强度和抗氧化性，适合高温环境；
关键参数：12Cr1MoV 在 550℃时屈服强度≥180MPa（普通钢 500℃时强度几乎为 0）；
适用场景：
高温工业设备：如冶金厂的加热炉钢结构、发电厂的锅炉支撑框架；
高温烟气管道：如垃圾焚烧厂的烟气处理系统钢结构；
注意事项：焊接需预热至 200-300℃，并进行焊后热处理（消除焊接应力，避免高温下开裂）。
4. 高性能建筑用钢（Q460、Q690）
核心特性：超高强度（屈服强度 460-690MPa），是普通 Q355 的 1.3-1.9 倍，可大幅减小构件截面，降低结构自重；
适用场景：
超高层钢结构：如 40 层以上的摩天大楼（如上海中心大厦部分钢柱采用 Q690），减少柱截面占用面积；
大跨度空间结构：如 100m 以上跨度的巨型网架、悬索桥（如港珠澳大桥的部分钢构件）；
注意事项：需专用焊接材料和工艺（如低氢型焊条），厚板需进行预热和焊后消氢处理（防止焊接裂纹），成本较高（Q690 价格约为 Q355 的 2 倍）。
四、钢材选择的核心原则：避免错用或过度设计
按受力等级匹配：
核心受力构件（如高层钢柱、大跨度主梁）选 Q355 及以上；
次要构件（如次梁、檩条）选 Q235；
超高层、超大跨度选 Q460/Q690（需验算经济性，避免 “大材小用”）。
按环境条件匹配：
普通户外选 Q355B + 防腐漆；
沿海 / 化工区选耐候钢（Q355NH）或不锈钢；
寒冷地区（-20℃以下）选 Q355D/Q355ND（低温冲击合格）。
按加工与成本匹配：
需频繁焊接的构件（如桁架、网架）优先选 Q235/Q355（焊接性好）；
成本敏感项目选 Q235（价格低），耐久性要求高的项目选耐候钢（长期免维护，总成本更低）。