戶外大型鋼結(jié)構(gòu)廣告牌選用鋼材注意事項
戶外大型鋼結(jié)構(gòu)廣告牌長期暴露于自然環(huán)境中,需承受風(fēng)荷載、自重、地震、腐蝕等多重作用,鋼材作為核心材料,其性能直接決定結(jié)構(gòu)的安全性、耐久性和經(jīng)濟(jì)性。選用時需從材料性能、環(huán)境適配、設(shè)計要求、加工施工等多維度綜合考量,具體注意事項如下:
一、核心性能把控:匹配受力特性與安全底線
鋼結(jié)構(gòu)廣告牌的不同構(gòu)件(鋼管柱、橫梁、支撐、牌面框架等)受力形式差異大(受彎、受拉、受壓、受剪等),鋼材需滿足對應(yīng)的核心性能要求:
1、強(qiáng)度:與荷載需求精準(zhǔn)匹配
1.1抗拉 / 抗壓強(qiáng)度:核心承重構(gòu)件(如鋼管柱、主橫梁)需承受風(fēng)荷載產(chǎn)生的彎矩、廣告牌自重產(chǎn)生的軸力,應(yīng)選用屈服強(qiáng)度≥345MPa 的低合金高強(qiáng)度鋼(如 Q355B),其強(qiáng)度比 Q235B(235MPa)高 40% 以上,可在相同荷載下減少截面尺寸,降低結(jié)構(gòu)自重。
1.2局部承壓強(qiáng)度:螺栓連接節(jié)點(如柱與橫梁連接處)需考慮鋼材的局部承壓能力,避免螺栓孔周圍鋼材因擠壓發(fā)生塑性變形,此時需保證鋼材的極限強(qiáng)度與螺栓強(qiáng)度匹配(如 8.8 級螺栓對應(yīng)鋼材抗拉強(qiáng)度≥800MPa)。
2、塑性:避免脆性破壞的 “緩沖墊”
鋼材的伸長率(δ?)需≥20%(Q355B 標(biāo)準(zhǔn)要求),確保結(jié)構(gòu)在超載或突發(fā)荷載(如強(qiáng)風(fēng)、地震)下先發(fā)生塑性變形(而非突然斷裂),為預(yù)警和維修爭取時間。低溫地區(qū)(-10℃以下)需額外關(guān)注鋼材的塑性保持能力,避免低溫脆化。
3、 韌性:抗沖擊與交變荷載能力
戶外廣告牌長期受陣風(fēng)、地震等交變荷載作用,易產(chǎn)生疲勞破壞,鋼材需具備良好的韌性(以沖擊功衡量):
3.1非低溫地區(qū):選用常溫沖擊功(20℃,Akv)≥34J 的鋼材(Q355B 標(biāo)準(zhǔn));
3.2寒冷地區(qū)(如東北、內(nèi)蒙古):需選用 - 20℃沖擊功≥34J 的 Q355D,或 - 40℃沖擊功≥27J 的 Q355E,避免低溫下受沖擊斷裂。

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4、可焊性:保證節(jié)點連接可靠性
鋼結(jié)構(gòu)大量依賴焊接連接(如柱與橫梁焊接、牌面框架拼接),鋼材的可焊性直接影響焊縫質(zhì)量。低合金高強(qiáng)度鋼(如 Q355)的碳當(dāng)量(Ceq)需≤0.45%(Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15),碳當(dāng)量過高會導(dǎo)致焊接時易產(chǎn)生冷裂紋,需通過預(yù)熱(150-250℃)或選用低氫型焊條(如 E5015-G)彌補(bǔ)。
二、環(huán)境適配:針對性對抗自然侵蝕
戶外環(huán)境的腐蝕、溫差、紫外線等因素是鋼材老化的主要誘因,需根據(jù)地域特點 “定制” 鋼材選型:
1、腐蝕環(huán)境:優(yōu)先耐候鋼或強(qiáng)化防腐
1.1沿海/高濕度地區(qū)(如珠三角、長三角沿海):鹽霧濃度高,普通鋼材每年銹蝕速率達(dá) 0.1-0.3mm,建議選用耐候鋼(如 Q355NH、Q295NH),其通過添加 Cr、Ni、Cu 等合金元素,表面形成致密氧化層(patina),耐腐蝕性是普通鋼材的 2-8 倍,可減少 50% 以上的防腐維護(hù)成本。
1.2工業(yè)區(qū)/污染區(qū)(如化工園區(qū)、礦區(qū)):酸堿氣體多,需在耐候鋼基礎(chǔ)上增加防腐涂層(如氟碳漆),或直接選用鍍鋅 + 涂漆復(fù)合防腐(鋅層≥85μm + 漆層≥120μm),延長使用壽命至 15 年以上。
1.3干燥內(nèi)陸地區(qū):腐蝕較輕,可選用 Q355B + 熱浸鍍鋅(鋅層≥60μm),兼顧成本與耐久性。
2、 溫差與日照:抗變形能力
高溫地區(qū)(如華南)夏季鋼材表面溫度可達(dá) 60-70℃,低溫地區(qū)冬季可達(dá) - 30℃,溫差導(dǎo)致鋼材熱脹冷縮,需選用線膨脹系數(shù)穩(wěn)定(約 12×10??/℃)的鋼材,避免因變形過大導(dǎo)致節(jié)點松動。同時,鋼材的導(dǎo)熱系數(shù)不宜過高(普通鋼材約 45W/(m?K)),可通過表面涂淺色反光漆降低吸熱,減少溫度應(yīng)力。
三、鋼材類型與牌號:按需選擇 “性價比” 方案
不同類型鋼材的特性差異顯著,需結(jié)合構(gòu)件功能選擇:
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構(gòu)件類型 |
受力特點 |
推薦鋼材類型 / 牌號 |
選擇理由 |
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鋼管柱(主承重) |
受彎、受壓、抗剪 |
Q355B 螺旋縫埋弧焊鋼管、Q355NH 耐候鋼管 |
強(qiáng)度高、焊縫質(zhì)量穩(wěn)定,耐候鋼適合腐蝕環(huán)境 |
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橫梁、縱梁 |
受彎為主,局部受剪 |
Q355B 熱軋 H 型鋼、Q355B 鋼板焊接組合截面 |
H 型鋼截面慣性矩大,抗彎性能優(yōu);組合截面可按需設(shè)計,適應(yīng)復(fù)雜受力 |
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牌面框架 |
受拉、受彎(風(fēng)荷載) |
Q235B 或 Q355B 冷彎薄壁型鋼 |
自重輕、加工便捷,Q355B 可減薄壁厚,降低成本 |
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連接節(jié)點(耳板、法蘭) |
局部承壓、受剪 |
Q355B 厚鋼板(厚度≥16mm) |
厚鋼板抗局部擠壓能力強(qiáng),避免節(jié)點變形 |
避免選用的鋼材:不符合國標(biāo)(如無材質(zhì)證明的 “非標(biāo)鋼”)、含硫磷量過高(S≤0.045%,P≤0.045%)的鋼材(易產(chǎn)生熱脆或冷脆)、薄壁直縫焊管(焊縫強(qiáng)度低,易開裂)。

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四、質(zhì)量控制:從進(jìn)場到加工全流程把關(guān)
1、進(jìn)場檢驗:杜絕 “不合格材料”
1.1需提供完整質(zhì)量證明文件:材質(zhì)證明書(含化學(xué)成分、力學(xué)性能)、探傷報告(無縫鋼管需 100% 超聲探傷,焊接鋼管需 20% 探傷)、出廠合格證。
1.2外觀檢查:無裂紋、結(jié)疤、折疊、分層;銹蝕等級≤A(GB/T 8923 標(biāo)準(zhǔn)),否則需除銹后再使用;厚度偏差≤±10%(如設(shè)計壁厚 10mm,實際需≥9mm)。
1.3抽樣復(fù)驗:對重要構(gòu)件用鋼(如柱體鋼管、厚鋼板),需抽樣送檢力學(xué)性能(抗拉、屈服、伸長率)和化學(xué)成分,確保與材質(zhì)書一致。
2、加工適配性:滿足施工需求
1.1焊接加工:鋼材需具備良好的焊接性,Q355B 焊接時需控制預(yù)熱溫度(環(huán)境溫度<0℃時預(yù)熱至 80-120℃),避免焊縫冷裂紋;厚鋼板(≥25mm)焊接后需做消應(yīng)力處理(250-350℃保溫 2 小時),減少焊接殘余應(yīng)力。
1.2冷加工:冷彎薄壁型鋼需保證冷彎性能(180° 彎曲試驗無裂紋),避免加工時開裂;冷矯正、冷彎曲時,鋼材溫度不宜低于 - 16℃,防止低溫脆斷。
1.3切割與鉆孔:鋼材需易于切割(氣割、等離子切割),鉆孔時無撕裂、毛刺,確保螺栓連接緊密。
五、合規(guī)性:符合設(shè)計與地方規(guī)范
1、國家標(biāo)準(zhǔn):需滿足《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50017)、《戶外廣告設(shè)施技術(shù)規(guī)范》(CJJ 149)、《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》(GB/T 1591)等,例如:廣告牌鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限≥15 年,鋼材強(qiáng)度設(shè)計值需按規(guī)范取值(如 Q355 鋼抗壓 / 抗拉強(qiáng)度設(shè)計值為 305N/mm²)。
2、地方規(guī)范:不同地區(qū)有細(xì)化要求,如上?!稇敉鈴V告設(shè)施設(shè)置技術(shù)規(guī)程》(DG/TJ08-2012)規(guī)定:沿海地區(qū)廣告牌鋼結(jié)構(gòu)需采用耐候鋼或等效防腐措施;北京要求鋼材焊接節(jié)點需做 100% 無損檢測。
六、后期維護(hù)關(guān)聯(lián):為耐久性 “兜底”
鋼材選用需與后期維護(hù)方案匹配:
1、普通鋼材(如 Q355B)需每 3-5 年檢查防腐層,銹蝕面積>20% 時需重新除銹涂漆;
2、耐候鋼(Q355NH)在形成穩(wěn)定氧化層(約 1-2 年)后,可每 5-8 年檢查一次,僅需清理表面浮銹,無需頻繁涂漆;
3、螺栓連接部位的鋼材(如法蘭盤)需重點關(guān)注,建議選用鍍鋅 + 達(dá)克羅涂層的復(fù)合防腐,避免螺栓與鋼材接觸腐蝕(電化學(xué)腐蝕)。
綜上,戶外大型鋼結(jié)構(gòu)廣告牌選用鋼材需 “以安全為核心、以環(huán)境為導(dǎo)向、以規(guī)范為依據(jù)”,結(jié)合構(gòu)件受力、地域環(huán)境、加工需求綜合選擇,同時嚴(yán)格把控進(jìn)場質(zhì)量與后期維護(hù),才能確保結(jié)構(gòu)長期穩(wěn)定。
