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1、8.5 8.5 建筑钢材的品种与选用建筑钢材的品种与选用建筑钢材按用途可划分为建筑钢材按用途可划分为钢结构用钢钢结构用钢和和混凝土结构用钢混凝土结构用钢两大类。两大类。前者主要应用有：前者主要应用有：型钢型钢、钢板和钢管；后者主要应用有：、钢板和钢管；后者主要应用有：钢筋钢筋、钢丝和钢绞线。钢丝和钢绞线。两者钢制品所用的原料用钢多为两者钢制品所用的原料用钢多为(普通普通)碳素结构钢碳素结构钢、优质碳素优质碳素结构钢结构钢和和低合金低合金(高强度高强度)结构钢结构钢。8.5.1 8.5.1 建筑钢材的主要品种建筑钢材的主要品种一、一、(普通普通)碳素结构钢碳素结构钢普通碳素结构钢简称碳素结构钢，
2、化学成分主要是铁，其次是碳，普通碳素结构钢简称碳素结构钢，化学成分主要是铁，其次是碳，故也称铁故也称铁-碳合金。其含碳量为碳合金。其含碳量为0.02%-2.06%0.02%-2.06%，此外尚含有少量的，此外尚含有少量的硅、锰和微量的硫、磷等元素。硅、锰和微量的硫、磷等元素。1、碳素结构钢的牌号碳素钢的牌号分为碳素钢的牌号分为5 5个牌号：个牌号：Q195Q195、Q215Q215、Q235Q235、Q255Q255、Q275Q275。碳素结构钢的牌号由四部分表示，按顺序为：屈服点字母碳素结构钢的牌号由四部分表示，按顺序为：屈服点字母（Q）、屈服点数值、质量等级（有）、屈服点数值、质量等级（有
3、A、B、C、D四级，逐级提四级，逐级提高）和脱氧程度（高）和脱氧程度（F为沸腾钢，为沸腾钢，Z为镇静钢，为镇静钢，TZ为特殊镇钢。为特殊镇钢。用牌号表示时用牌号表示时Z、TZ可省略）。可省略）。例如：例如：Q235AF：表示屈服点为：表示屈服点为235MPa，A级沸腾钢。级沸腾钢。Q235B：表示屈服点为：表示屈服点为235MPa，B级镇静钢。级镇静钢。2、碳素结构钢的技术要求及选用 碳素结构钢的质量等级，取决于钢内有害元素碳素结构钢的质量等级，取决于钢内有害元素S S和和P P的含量，的含量，S S、P P含量较低，钢的质量越好，其焊接性能和低温抗冲击性能都得到含量较低，钢的质量越好，其焊接
4、性能和低温抗冲击性能都得到提高。提高。Q235Q235是建筑钢结构最常用的牌号，因为是建筑钢结构最常用的牌号，因为Q235Q235既有较高的强度，又既有较高的强度，又有良好的塑性和韧性，而其可焊性也很好，能满足一般钢结构的有良好的塑性和韧性，而其可焊性也很好，能满足一般钢结构的用钢要求。用钢要求。Q195Q195、Q215Q215的钢材强度较低，但有较好的塑性和韧性，易于冷加的钢材强度较低，但有较好的塑性和韧性，易于冷加工，建筑用于铆钉、螺栓、钢筋和铁丝等。工，建筑用于铆钉、螺栓、钢筋和铁丝等。Q255Q255、Q275Q275的钢材强度虽较高，但塑性及韧性差，可焊性也差，的钢材强度虽较高，但
5、塑性及韧性差，可焊性也差，不易冷弯加工，建筑上可用于钢筋混凝土配筋和钢结构中的构件不易冷弯加工，建筑上可用于钢筋混凝土配筋和钢结构中的构件及螺栓，但较多用于机构零件及工具。及螺栓，但较多用于机构零件及工具。6.5.2 常用的建筑钢材一、钢筋钢筋主要用于混凝土结构，有钢筋主要用于混凝土结构，有钢筋混凝土结构用普通钢筋钢筋混凝土结构用普通钢筋和和预应预应力混凝土用预应力钢筋力混凝土用预应力钢筋。通常将公称直径为。通常将公称直径为8 840mm40mm的称为钢筋，的称为钢筋，公称直径不超过公称直径不超过8mm8mm的称为钢丝。主要有以下几种：的称为钢丝。主要有以下几种：主要有以下几种：热轧钢筋、冷轧
6、带肋钢筋、冷轧扭钢筋、预应主要有以下几种：热轧钢筋、冷轧带肋钢筋、冷轧扭钢筋、预应力混凝土用热处理钢筋、预应力混凝土用钢丝和钢绞线力混凝土用热处理钢筋、预应力混凝土用钢丝和钢绞线(一一)热轧钢筋热轧钢筋分为光圆钢筋和带肋钢筋。分为光圆钢筋和带肋钢筋。钢筋混凝土用热轧光圆钢筋钢筋混凝土用热轧光圆钢筋（GB13013）和）和钢钢筋混凝土用热轧带肋钢筋筋混凝土用热轧带肋钢筋（GB1499）规定，热轧钢）规定，热轧钢筋分为筋分为HPB235、HRB335、HRB400、HRB500四个牌四个牌号。号。牌号中牌号中HPB代表热轧光圆钢筋，由碳素结构钢轧制而代表热轧光圆钢筋，由碳素结构钢轧制而成，表面光圆
7、；成，表面光圆；牌号中牌号中HRB代表热轧带肋钢筋，由低合金钢轧制而成，代表热轧带肋钢筋，由低合金钢轧制而成，外表带肋。外表带肋。牌号中的数字表示热轧钢筋的牌号中的数字表示热轧钢筋的屈服强度屈服强度。选用选用按用途分普通钢筋、预应力钢筋。普通混凝土结构的抗裂性按用途分普通钢筋、预应力钢筋。普通混凝土结构的抗裂性很差，对受力钢筋的强度要求较低，可采用很差，对受力钢筋的强度要求较低，可采用I级、级、II级、级、III级级热轧钢筋作为非预应力钢筋。对于预应力混凝土结构，为了热轧钢筋作为非预应力钢筋。对于预应力混凝土结构，为了对钢筋和混凝土预加更大的应力，就要求采用强度更高的钢对钢筋和混凝土预加更大的
8、应力，就要求采用强度更高的钢筋作为受力钢筋。筋作为受力钢筋。光圆钢筋光圆钢筋HPB235的强度较低，但塑性及焊接性好，便于冷的强度较低，但塑性及焊接性好，便于冷加工，广泛用做普通钢筋混凝土；加工，广泛用做普通钢筋混凝土；HRB335，HRB400带肋带肋钢筋的强度较高，塑性及焊接性也较好，广泛用做大、中型钢筋的强度较高，塑性及焊接性也较好，广泛用做大、中型钢筋混凝土结构的受力钢筋；钢筋混凝土结构的受力钢筋；HRB400又称新又称新级钢，是我级钢，是我国规范提倡的钢筋混凝土结构用的主力钢筋。国规范提倡的钢筋混凝土结构用的主力钢筋。HRB500带肋带肋钢筋强度高，但塑性与焊接性较差，适宜作预应力钢
9、筋。钢筋强度高，但塑性与焊接性较差，适宜作预应力钢筋。(一一)热轧钢筋热轧钢筋8.6 8.6 钢材的腐蚀与防止钢材的腐蚀与防止一、钢材腐蚀的类型一、钢材腐蚀的类型（1）化学锈蚀）化学锈蚀（2）电化学锈蚀）电化学锈蚀 二、钢材锈蚀的防止二、钢材锈蚀的防止（1）涂敷保护膜：油漆、氧化膜）涂敷保护膜：油漆、氧化膜 （2）电化学防腐）电化学防腐：（原电池）：（原电池）（3）制成合金钢：不锈钢）制成合金钢：不锈钢工程实例工程实例1 1 世贸大厦坍塌世贸大厦坍塌现象：现象：美国纽约的世贸大厦为钢结构，2001年9月11日被恐怖主义者袭击、倒塌给人们提出了钢结构防火、防袭击破坏的新课题。使人们更加重视钢结构
10、发展趋势和新的性能要求。钢结构建筑有许多优点，与钢筋混凝土相比，有更好的抗震、防腐、耐久、环保和节能效果；可实现构架的轻量化和构件的大型化，施工亦较为简便。但同时也存在不少缺点，其中较突出的一点是防火问题。工程实例工程实例2 2 钢结构屋架的坍塌钢结构屋架的坍塌现象：现象：某厂的钢结构屋架用中碳钢焊接而成，使用一段时间后，屋架坍塌，请分析事故原因。原因分析原因分析：首先是因为钢材的选用不当，中碳钢的塑性和韧性比低碳钢差；且其焊接性能较差，焊接时钢材局部温度高，形成了热影响区，其塑性及韧性下降较多，较易产生裂纹。建筑上常用的主要钢种是普通碳素钢中的低碳钢和合金钢中的低合金高强度结构钢。本章小结钢材是建筑工程中常用的建筑材料之一。建筑钢材主要包括各种型钢、钢筋、钢丝和钢绞线等；建筑钢材的主要性能包括力学性能、工艺性能和耐久性三个方面；建筑钢材所用的钢种包括碳素结构钢（非合金钢）、低合金高强度结构钢。建筑工程中常用的钢筋，其力学性能、工艺性能、化学成分等必须符合相应标准的规定。钢丝和钢绞线具有强度高、变形较小等特点，主要用作普通预应力混凝土结构及大跨度预应力结构的预应力筋。