土建工程师实训考点：建筑钢材

建筑钢材

钢材具有品质稳定、强度高、塑性和韧性好、可焊接和铆接、能承受冲击和振动荷载等优异性能，是土木工程中使用量最大的材料品种之一。常用的钢材品种有普通碳素结构钢、优质碳素结构钢和低合金高强结构钢。

常用的建筑钢材

建筑钢材可分为钢筋混凝土用钢、钢结构用钢和建筑装饰用钢材制品等。

1.钢筋混凝土结构用钢

(1)热轧钢筋。根据现行国家标准《钢筋混凝土用钢第1部分：热乳光圆钢筋》GB1499.1和《钢筋混凝土用钢第2部分：热轧带肋钢筋》GB1499.2的相关规定，热轧光圆钢筋为HPB300—种牌号，普通热轧钢筋分HRB335、HRB400、HRB500三种牌号，细晶粒热乳钢筋分HRBF335、HRBF400、HRBF500三种牌号。热轧钢筋的技术要求见表3.1.1。表中所列的强度值和伸长率均为要求的最小值。

由表3.1.1可知，随钢筋级别的提高，其屈服强度和极限强度逐渐增加，而其塑性则逐渐下降。

综合钢筋的强度、塑性、工艺性和经济性等因素，非预应力钢筋混凝土可选用HPB300、HRB335和HRB400钢筋，而预应力钢筋混凝土则宜选用HRB500、HRB400和HRB335钢筋。

(2)冷加工钢筋。冷加工钢筋是在常温下对热轧钢筋进行机械加工(冷拉、冷拔、冷轧、冷扭、冲压等)而成。常见的品种有冷拉热轧钢筋、冷轧带肋钢筋和冷拔低碳钢丝。

1)冷拉热轧钢筋。在常温下将热轧钢筋拉伸至超过屈服点小于抗拉强度的某一应力，然后卸荷，即制成了冷拉热乳钢筋。如卸荷后立即重新拉伸，卸荷点成为新的屈服点，因此冷拉可使屈服点提高，材料变脆，屈服阶段缩短，塑性、軔性降低。若卸荷后不立即重新拉伸，而是保持一定时间后重新拉伸，钢筋的屈服强度、抗拉强度进一步提高，而塑性、軔性继续降低，这种现象称为冷拉时效。实践中，可将冷拉、除锈、调直、切断合并为一道工序，这样可简化流程，提高效率。

2)冷乳带肋钢筋。用低碳钢热轧盘圆条直接冷轧或经冷拔后再冷轧，形成三面或两面横肋的钢筋。根据现行国家标准《冷轧带肋钢筋》GB13788—2008的规定，冷乳带肋钢筋分为CRB550、CRB650、CRB800、CRB970四个牌号。CRB550用于非预应力钢筋混凝土，其他牌号用于预应力混凝土。冷轧带肋钢筋克服了冷拉、冷拔钢筋握裹力低的缺点，具有强度高、握裹力强、节约钢材、质量稳定等优点，CRB650级、CRB800级和CRB970级钢筋宜用作中、小型预应力钢筋混凝土结构构件中的受力主筋，CRB550级钢筋宜用作普通钢筋混凝土结构构件中的受力主筋、架立筋、箍筋和构造箍筋。

3)冷拔低碳钢丝。将直径6.5-8.0mm的Q235或Q215盘圆条通过小直径的拔丝孔逐步拉拔而成，直径3-5mm。由于经多次拔制，其屈服强度可提高40%-60%，同时失去了低碳钢的良好塑性，变得硬脆。现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205—2012规定，冷拔低碳钢丝分为两级，甲级用于预应力混凝土结构构件中，乙级用于非预应力混凝土结构构件中。

(3)热处理钢筋。热处理钢筋是钢厂将热轧的带肋钢筋(中磷低合金钢)经淬火和高温回火调质处理而成的，即以热处理状态交货，成盘供应，每盘长约200m。热处理钢筋强度高，用材省，锚固性好，预应力稳定，主要用作预应力钢筋混凝土轨枕，也可以用于预应力混凝土板、吊车梁等构件。

(4)预应力混凝土用钢丝。预应力混凝土用钢丝是用优质碳素结构钢经冷加工及时效处理或热处理等工艺过程制得，具有很高的强度，安全可靠，且便于施工。根据现行国家标准《预应力混凝土用钢丝》GB/T5223—2014的规定，预应力混凝土用钢丝按照加工状态分为冷拉钢丝和消除应力钢丝两类，消除应力钢丝的塑性比冷拉钢丝好。消除应力钢丝按松弛性能又分为低松弛钢丝(WLR)和普通松弛钢丝(WNR)两种;按外形分为光面钢丝(P)、螺旋类钢丝(H)和刻痕钢丝三种。消除应力后钢丝的塑性比冷拉钢丝高;刻痕钢丝是经压痕乳制而成，刻痕后与混凝土握裹力大，可减少混凝土裂缝。

预应力混凝土用钢丝强度高、柔性好，适用于大跨度屋架、薄腹梁、吊车梁等大型构件的预应力结构。

(5)预应力混凝土钢绞线。钢绞线是将碳素钢丝若干根，经绞捻及消除内应力的热处理后制成。根据《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224—2014，钢绞线按其所用钢丝种类和根数不同分为五种类型。预应力混凝土用钢绞线强度高、柔性好，与混凝土黏结性能好，多用于大型屋架、薄腹梁、大跨度桥梁等大负荷的预应力混凝土结构。

2.钢结构用钢

钢结构用钢主要是热轧成型的钢板和型钢等。薄壁轻型钢结构中主要采用薄壁型钢、圆钢和小角钢。钢材所用的母材主要是普通碳素结构钢及低合金高强度结构钢。

钢结构常用的热轧型钢有：工字钢、H形钢、T形钢、槽钢、等边角钢、不等边角钢等。型钢是钢结构中采用的主要钢材。

钢板材包括钢板、花纹钢板、建筑用压型钢板和彩色涂层钢板等。钢板规格表示方法为“宽度X厚度X长度”(单位为mm)。钢板分厚板(厚度大于4mm)和薄板(厚度小于或等于4mm)两种。厚板主要用于结构，薄板主要用于屋面板、楼板和墙板等。在钢结构中，单块钢板一般较少使用，而是用几块板组合成工字形、箱形等结构形式来承受荷载。

3.钢管混凝土结构用钢

钢管混凝土结构即在薄壁钢管内填充普通混凝土，将两种不同性质的材料组合而形成的复合结构。近年来，随着理论研究的深入和新施工工艺的产生，钢管混凝土结构工程应用日益广泛。钢管混凝土结构按照截面形式的不同，可分为矩形钢管混凝土结构、圆钢管混凝土结构和多边形钢管混凝土结构等，其中矩形钢管混凝土结构和圆钢管混凝土结构应用较广。从已建成的众多建筑来看，目前钢管混凝土的使用范围还主要限于柱、桥墩、拱架等。

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