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五、常用建筑鋼材

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(一)碳素結(jié)構(gòu)鋼

碳素結(jié)構(gòu)鋼指一般的結(jié)構(gòu)鋼及工程用的熱軋板、管、帶、型、棒材。碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)包括四個(gè)部分，依順序?yàn)椋呵c(diǎn)字母(Q)，屈服點(diǎn)數(shù)值(單位MPa)，質(zhì)量等級(jí) (分為A、B、C、D四級(jí)，逐級(jí)提高)和脫氧方法符號(hào)(F為沸騰鋼，B為半鎮(zhèn)靜鋼，Z為鎮(zhèn)靜鋼，TZ為特殊鎮(zhèn)靜鋼。但表示中如遇Z、TZ可省略)。

例1：Q235—A·F，表示屈服點(diǎn)為235MPa，A級(jí)沸騰鋼。

例2：Q235—B，表示屈服點(diǎn)為235MPa，B級(jí)鎮(zhèn)靜鋼。

碳素結(jié)構(gòu)鋼依據(jù)屈服點(diǎn)Q數(shù)值的大小被劃分為五個(gè)牌號(hào)：分別為Q195、Q215、Q235、Q255、Q275，依牌號(hào)升序，含碳量及抗拉強(qiáng)度增大，但冷彎性及伸長(zhǎng)率下降

土木建筑工程中主要應(yīng)用的碳素結(jié)構(gòu)鋼是Q235號(hào)鋼，可軋制各種型鋼、鋼板、鋼管與鋼筋。Q235號(hào)鋼具有較高的強(qiáng)度，良好的塑性與韌性，可焊性及可加工等綜合性能好，且冶煉方便，成本較低，廣泛用于一般鋼結(jié)構(gòu)。其中C、D級(jí)可用在重要的焊接結(jié)構(gòu)。

Q195、Q215號(hào)鋼材強(qiáng)度較低，但塑性、韌性較好，易于冷加工，可制作鉚釘、鋼筋等。Q255、Q275號(hào)鋼材強(qiáng)度高，但塑性、韌性、可焊性差，可用于鋼筋混凝土配筋及鋼結(jié)構(gòu)中的構(gòu)件及螺栓等。

選用鋼材時(shí)，要根據(jù)結(jié)構(gòu)的受荷情況(動(dòng)荷載和靜荷載)、連接方式(焊接或非焊接)及使用時(shí)的溫度條件等，綜合考慮鋼材的牌號(hào)、質(zhì)量等級(jí)、脫氧方法加以詵擇。如受動(dòng)荷載、焊接結(jié)構(gòu)、在低溫情況下工作的結(jié)構(gòu)，不能選用A、B質(zhì)量等級(jí)及沸騰鋼。

(二)低合金結(jié)構(gòu)鋼

普通低合金結(jié)構(gòu)鋼一般是在普通碳素鋼的基礎(chǔ)上，少量添加若干合金元素而成，如硅、錳、釩、鈦、鈮等，加入這些合金元素可使這些鋼的強(qiáng)度、耐腐蝕性、耐磨性、低溫沖擊韌性等得到顯著提高和改善。

普通低合金結(jié)構(gòu)鋼具有如下幾方面的優(yōu)點(diǎn)：

1.強(qiáng)度較高，可以減少鋼結(jié)構(gòu)的自重，經(jīng)濟(jì)效益好;

2.具有良好的綜合性能，如耐腐性、耐低溫性好，抗沖擊性強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)等;

3.易于加工及施工，良好的可焊性及冷加工性能為施工提供了方便。

因此，在土木建筑工程中普通低合金結(jié)構(gòu)鋼應(yīng)用日益廣泛，在諸如大跨度橋梁、大型柱網(wǎng)構(gòu)架、電視塔、大型廳館中成為主體結(jié)構(gòu)材料。另外，當(dāng)?shù)秃辖痄撝械你t含量達(dá)到11.5%時(shí)，鉻就在合金金屬的表面形成一層惰性的氧化鉻膜，這時(shí)就成為不銹鋼。不銹鋼具有低的導(dǎo)熱性和良好的耐蝕性能，但溫度變化時(shí)膨脹性較大。不銹鋼可加工成板、管、型材、各種連接件等，表面可加工成無(wú)光澤的和高度拋光發(fā)亮的材料，既可作為建筑裝飾材料也可作為承重構(gòu)件。

(三)型鋼與鋼板

1.型鋼。絕大部分型鋼用熱軋方式生產(chǎn)，常用的熱軋型鋼有角鋼(等邊和不等邊)、工字鋼、槽鋼、T型鋼、H型鋼、Z型鋼等。

冷彎薄壁型鋼有角鋼、槽鋼等開(kāi)口薄壁型鋼及方形、矩形等空心薄壁型鋼。通常由2～6mm薄鋼板冷彎或模壓而成，可用于輕型鋼結(jié)構(gòu)。

2.鋼板。熱軋鋼板按厚度可分為中厚板(厚度大于4mm)和薄板(厚度為0.35～4mm)兩種，冷軋鋼板只有薄板(厚度為0.2～4mm)一種。薄鋼板可在面層鍍鋅(俗稱白鐵皮)、敷以有機(jī)涂層(或稱彩色鋼板)等。薄鋼板經(jīng)冷壓或冷軋成波形、雙曲形、V形等形狀，稱為壓型鋼板，主要用于圍護(hù)結(jié)構(gòu)、樓板、屋面等。

(四)鋼筋

鋼筋是土木建筑工程中使用量最大的鋼材品種之一，其材質(zhì)包括普通碳素鋼和普通低合金鋼兩大類。常用的有熱軋鋼筋、冷加工鋼筋以及鋼絲、鋼絞線等。鋼廠按直條或盤(pán)圓供貨。

1.熱軋鋼筋。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，對(duì)熱軋鋼筋的要求是機(jī)械強(qiáng)度較高，具有一定的塑性、韌性、冷彎性與可焊性。

熱軋鋼筋按屈服點(diǎn)與抗拉強(qiáng)度分為I、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)等級(jí)，其強(qiáng)度等級(jí)代號(hào)分別為HPB235、HRB335、HRB400(RRB400)。其中I級(jí)鋼筋由碳素結(jié)構(gòu)鋼軋制表面光圓;其余均由低合金結(jié)構(gòu)鋼軋制而成，外表帶肋。帶肋鋼筋橫截面為圓形，長(zhǎng)度方向有兩條縱肋及均勻分布的橫肋，按橫肋形狀又分為月牙肋和等高肋兩種。

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，對(duì)熱軋鋼筋的要求是機(jī)械強(qiáng)度較高，具有一定的塑性、韌性、冷彎性和可焊性。I級(jí)鋼筋的強(qiáng)度較低，但塑性及焊接性好，便于冷加工，廣泛用作普通鋼筋混凝土中的非預(yù)應(yīng)力鋼筋;Ⅱ級(jí)與Ⅲ級(jí)鋼筋的強(qiáng)度較高，塑性及焊接性也較好，廣泛用作大、中型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的受力鋼筋。

2.冷加工鋼筋。在常溫下對(duì)鋼筋進(jìn)行機(jī)械加工(冷拉、冷拔、冷軋)，使其產(chǎn)生塑性變形，從而達(dá)到提高強(qiáng)度(屈服點(diǎn))、節(jié)約鋼材的目的，這種方法稱為冷加工。經(jīng)冷加工后，隨鋼筋的強(qiáng)度有所提高，但其塑性、韌性有所下降。

3.熱處理鋼筋。熱處理鋼筋是以熱軋的螺紋鋼筋經(jīng)淬火和回火調(diào)質(zhì)處理而成，即以熱處理狀態(tài)交貨，成盤(pán)供應(yīng)，每盤(pán)長(zhǎng)約200m。預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處理鋼筋強(qiáng)度高，可代替高強(qiáng)鋼絲使用，配筋根數(shù)少，預(yù)應(yīng)力值穩(wěn)定，主要用作預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土軌枕，也可用于預(yù)應(yīng)力混凝土板、吊車梁等構(gòu)件。

4.碳素鋼絲、刻痕鋼絲和鋼絞線。預(yù)應(yīng)力混凝土需使用專門(mén)的鋼絲，這些鋼絲用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼經(jīng)冷拔、熱處理、冷軋等工藝過(guò)程制得，具有很高的強(qiáng)度，安全可靠且便于施工。預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲分為碳素鋼絲(矯直回火鋼絲，代號(hào)J)、冷拉鋼絲(代號(hào)L)及矯直回火刻痕鋼絲(代號(hào)JK)三種。

碳素鋼絲(矯直回火鋼絲)。由含碳量不低于0.8%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼盤(pán)條，經(jīng)冷拔及回火制成。碳素鋼絲具有很好的力學(xué)性能，是生產(chǎn)刻痕鋼絲和鋼絞線的母材。

刻痕鋼絲。將碳素鋼絲表面沿長(zhǎng)度方向壓出橢圓形刻痕，即為刻痕鋼絲。壓痕后，成盤(pán)的刻痕鋼絲需作低溫回火處理后交貨。

鋼絞線。鋼絞線是將碳素鋼絲若干根，經(jīng)絞捻及熱處理后制成。鋼絞線強(qiáng)度高、柔性好，特別適用于曲線配筋的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)、大跨度或重荷載的屋架等。

鋼絲和鋼絞線主要用于大跨度、大負(fù)荷的橋梁、電桿、枕軌、屋架、大跨度吊車梁等，安全可靠，節(jié)約鋼材，且不需冷拉、焊接接頭等加工，因此在土木建筑工程中得到廣泛應(yīng)用。

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