选型不当可能导致结构失效、成本超支或施工困难。本文结合工程实践，梳理方管与矩形管选型的核心逻辑与避坑策略。

一、需求分析：明确三大核心指标

载荷类型：

静载荷场景（如建筑立柱）重点考察屈服强度（≥235MPa）；

动载荷场景（如起重机臂架）需计算疲劳寿命（≥2×10^6次循环）；

冲击载荷场景（如防撞护栏）应关注冲击韧性（AKV≥34J，-20℃）。

环境条件：

腐蚀性环境（如沿海地区）需选择316L不锈钢或热镀锌管（锌层≥80μm）；

高温环境（如锅炉框架）应选用15CrMo合金钢（使用温度≤550℃）；

低温环境（如北极科考站）需验证-40℃冲击功（≥27J）。

使用寿命：

临时结构（如展会展台）可选用Q195普通碳钢管（设计寿命5年）；

永久结构（如桥梁）必须采用Q345B低合金钢（设计寿命50年）。

二、参数计算：四步确定规格尺寸

截面模量计算：
对于承受弯矩M的结构，所需截面模量W≥M/[σ]，其中[σ]为许用应力（Q235钢取160MPa）。例如，某平台需承受50kN·m弯矩，选用100×100×6mm方管（W=18.2×10^4mm³）可满足要求。

长细比校核：
压杆稳定性要求λ=μL/i≤[λ]，其中μ为长度系数（两端铰接取1），L为杆件长度，i为回转半径。某桁架弦杆长6m，选用80×80×4mm方管（i=23.1mm），λ=6000/23.1=260<[λ]=150，需加大截面或增设支撑。

局部稳定性验证：
宽厚比b/t≤15√(235/fy)，其中fy为屈服强度。对于120×60×5mm矩形管（b=120mm，t=5mm），b/t=24>15√(235/235)=15，需设置加劲肋或改用更厚壁厚。

连接强度核算：
螺栓连接时，单个M16螺栓抗剪承载力为12.7kN。某节点需传递80kN剪力，至少需配置7个螺栓（80/12.7≈6.3，取整为7）。

三、采购策略：平衡成本与质量的四大法则

材质优化：
在满足性能前提下，优先选用性价比高的材质。例如，某机械底座原设计采用Q345B 100×100×8mm方管，通过有限元分析改用Q235B 120×120×6mm方管，成本降低18%且性能达标。

壁厚选择：
避免“过度设计”。某钢结构工程原选用8mm厚方管，经风洞试验验证，6mm厚管材在12级台风下仍满足变形要求，单吨钢材成本节省1200元。

表面处理决策：
室内干燥环境可采用防锈漆（成本约800元/吨）；
潮湿环境应选择热镀锌（成本增加2500元/吨但寿命延长3倍）；
高装饰性场景需进行氟碳喷涂（成本达5000元/吨）。

供应商评估：
重点考察三大能力：

检测能力：是否具备光谱分析、万能试验机等设备；

交付能力：常规规格库存量是否≥500吨；

服务能力：能否提供切割、坡口等增值服务。

结语：方管与矩形管的选型是技术、经济与安全的综合博弈。通过建立“需求-计算-采购”的闭环决策体系，可实现结构安全、成本可控与施工便捷的三重目标。