建筑鋼材第一節(jié)建筑鋼材的基本知識鋼材的分類

(一)按化學(xué)成分分類

國標(biāo)《鋼分類》（GB/T13304—91）規(guī)定，按化學(xué)成分分為：非合金鋼、低合金鋼和合金鋼。

1、非合金鋼即碳素鋼，合金元素含量極少

2、低合金鋼合金元素含量較低

3、合金鋼為了改善鋼材的某些性能，加入很多的合金元素

（二）按主要質(zhì)量等級分類

按主要質(zhì)量等級將鋼材分為：普通質(zhì)量鋼、優(yōu)質(zhì)鋼和特殊質(zhì)量鋼

（三）按脫氧方法分類

鋼在冶煉的過程中，不可避免的產(chǎn)生部分氧化鐵并殘留在鋼水中，降低了鋼的質(zhì)量，因此在鑄錠的過程中要進(jìn)行脫氧處理。脫氧的方法不同，鋼材的性能就有所差異，因此鋼材又可為：沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼和半鎮(zhèn)靜（半脫氧）鋼。

沸騰鋼僅用弱脫氧劑錳鐵進(jìn)行脫氧，脫氧不完全的鋼

鎮(zhèn)靜鋼用必要數(shù)量的硅、錳和鋁等脫氧劑進(jìn)行徹底脫氧的鋼

半鎮(zhèn)靜鋼其脫氧程度介于上述二者之間鋼材的基本組織及化學(xué)成分

鋼材的基本組織

鋼材中的鐵和碳原子形成合金有三種基本形式：固溶體、化合物和機(jī)械混合物。固溶體是鐵保持原來的晶格，碳溶解其中；化合物是Fe、C化合成化合物（Fe3C），其晶格和原來的不同；機(jī)械混合物是由上述固溶體與化合物混合而成。鋼就是由上述的單一結(jié)合形式或多種形式的組織構(gòu)成的，具有一定形態(tài)的聚合體。鋼材的組織有鐵素體、滲碳體和珠光體三種。

1、鐵素體試碳在鐵中的固溶體，由于原子之間的空隙很小，對碳的溶解度也很小，接近于純鐵，因此它賦予鋼材良好的延展性、塑性和韌性，但強(qiáng)度和硬度較低。

2、滲碳體是鐵和碳組成的化合物Fe3C，含碳量達(dá)6.67%，性質(zhì)硬而脆，是碳鋼的主要強(qiáng)度組分。

3、珠光體是鐵素體和滲碳體的機(jī)械混合物，其強(qiáng)度很高，塑性和韌性介于上述二者之間。三種基本組織的力學(xué)性質(zhì)見表7—1名稱抗拉強(qiáng)度

(Mpa)延伸率

(%)布氏硬度

HB鐵素體3434080滲碳體83310200珠光體343以下0600當(dāng)含碳量C=0.8%時全部為珠光體稱為共析鋼；含碳量低于0.8%時的鋼稱為亞共析鋼；當(dāng)含碳量高于0.8%時的鋼稱為過共析鋼。建筑鋼材均屬亞共析鋼。

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第二節(jié)建筑鋼材的性質(zhì)1、強(qiáng)度

建筑鋼材的抗拉強(qiáng)度包括：屈服強(qiáng)度、極限抗拉強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度。

（1）屈服強(qiáng)度（或稱屈服極限）

鋼材在靜荷載的作用下，開始喪失對變形的抵抗能力，并產(chǎn)生大量塑性變形的應(yīng)力。如圖7—2所示，在屈服階段，鋸齒形的最高點(diǎn)所對應(yīng)的應(yīng)力成為上屈服點(diǎn)（B上）；最低點(diǎn)對應(yīng)的應(yīng)力成為下屈服點(diǎn)（B下）。因上屈服點(diǎn)不穩(wěn)定，所以國標(biāo)規(guī)定以下屈服點(diǎn)的應(yīng)力作為鋼材的屈服強(qiáng)度，用σs

表示。中、高碳鋼沒有明顯的屈服點(diǎn)，通常以殘余變形為0.2%的應(yīng)力作為屈服強(qiáng)度，用σ0.2表示，屈服強(qiáng)度對鋼材的使用有著重要的意義，當(dāng)構(gòu)件的實(shí)際應(yīng)力達(dá)到屈服點(diǎn)時，將產(chǎn)生不可恢復(fù)的永久性變形，這在結(jié)構(gòu)中是不允許的，因此屈服強(qiáng)度是確定鋼材容許應(yīng)力的主要依據(jù)。

鋼材受力變化曲線圖（7-2）（2）極限抗拉強(qiáng)度（或稱抗拉強(qiáng)度）

鋼材在拉力的作用下能承受的最大拉應(yīng)力，如圖7—2第Ⅲ階段的最高點(diǎn)?？估瓘?qiáng)度雖然不能直接作為計(jì)算的依據(jù)，但屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度的比值即屈強(qiáng)比，用σs/σb

表示，在工程上很有意義。屈強(qiáng)比越小，結(jié)構(gòu)的可靠性越高，即防止結(jié)構(gòu)破壞的潛力越大；但此值太小時，鋼材的有效利用率太低，合理的屈強(qiáng)比一般在0.6~0.75之間。

屈服強(qiáng)度和強(qiáng)度極限是鋼材力學(xué)性質(zhì)的主要檢驗(yàn)指標(biāo)。

（3）疲勞強(qiáng)度

鋼材承受交變荷載的反復(fù)作用時，可能在遠(yuǎn)低于屈服強(qiáng)度時發(fā)生破壞，這種破壞成為疲勞破壞。鋼材疲勞破壞的指標(biāo)即疲勞強(qiáng)度，或稱疲勞極限。疲勞強(qiáng)度是試件在交變應(yīng)力作用下，不發(fā)生疲勞破壞的最大主應(yīng)力，一般把鋼材承受交變荷載106~107此是不發(fā)生破壞的最大主應(yīng)力作為疲勞強(qiáng)度。2、彈性

從圖7—2可以看出，鋼材在靜荷載作用下，受拉的OA階段，應(yīng)力和應(yīng)變成正比，這一階段成為彈性階段，具有這種變形特征的性質(zhì)稱為彈性。在此階段中應(yīng)力和應(yīng)變的比值稱為彈性模量，即E=σ/ε，單位MPa。

彈性模量是衡量鋼材抵抗變形能力的指標(biāo)，E越大，使其產(chǎn)生一定量彈性變形的應(yīng)力值越大；在一定應(yīng)力下，產(chǎn)生的彈性變形越小。在工程上，彈性模量反映了鋼材的剛度，是鋼材在受力條件下計(jì)算結(jié)構(gòu)變形的重要指標(biāo)。建筑常用碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235的彈性模量E=（2.0~2.1）*105Mpa。3、塑性

建筑鋼材應(yīng)有很好的塑性，在工程中，鋼材的塑性通常用伸長率（或斷面收縮率）和冷彎來表示。

伸長率是指試件拉斷后，標(biāo)距長度的增量與原標(biāo)距長度之比，符號δ，常用%表示，如圖7—3所示拉伸示意圖（7-3）

δ=（L1-L0）/L0*100%

斷面收縮率是指試件拉斷后，頸縮處橫截面積的減縮量占原橫截面積的百分率，符號Ψ，常以%表示。為了測量方便，常用伸長率表征鋼材的塑性。伸長率是鋼材的塑性的重要指標(biāo)，δ越大，說明鋼材塑性越好，伸長率和標(biāo)距有關(guān)，對于同種鋼材δ5＞δ10。

冷彎鋼材在常溫下承受彎曲變形的能力。冷彎是通過檢驗(yàn)試件經(jīng)規(guī)定的彎曲程度后，彎曲處外面及側(cè)面有無裂紋、起層、鱗落和斷裂等情況進(jìn)行評定的。一般用彎曲角度α以及彎心直徑d與鋼材的厚度或直徑a的比值來表示。彎曲角度越大，d與a的比值越小，表明冷彎性能好。冷彎也是檢驗(yàn)鋼材塑性的一種方法，并與伸長率存在有機(jī)的聯(lián)系，伸長率大的鋼材，其冷彎性能必然好，但冷彎檢驗(yàn)對鋼材塑性的評定比拉伸試驗(yàn)更嚴(yán)格、更敏感。冷彎有助于暴露鋼材的某些缺陷，如氣孔、雜質(zhì)和裂紋等。在焊接時，局部脆性及接頭缺陷都可通過冷彎而發(fā)現(xiàn)，所以鋼材的冷彎不僅是評定塑性、加工性能的要求，也是評定焊接質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。對于重要結(jié)構(gòu)和彎曲成型的鋼材，冷彎必須合格。冷彎示意圖（7-4）

塑性是鋼材的重要技術(shù)性質(zhì)，盡管結(jié)構(gòu)是在彈性階段使用的，但其應(yīng)力集中處，應(yīng)力可能超過屈服強(qiáng)度，一定的塑性變形能力，可保證應(yīng)力重新分配，從而避免結(jié)構(gòu)的破壞。4、沖擊韌性

沖擊韌性是指鋼材抵抗沖擊荷載而不破壞的能力。規(guī)范規(guī)定是以刻槽的標(biāo)準(zhǔn)試件，在沖擊試驗(yàn)的擺錘沖擊下，以破壞后缺口處單位面積上所消耗的功來表示，符號ak

，單位J，如圖9—6所示。ak

越大，沖斷試件消耗的能量，或者說鋼材斷裂前吸收的能量越多，說明鋼材的韌性越好。

鋼材的沖擊韌性與鋼的化學(xué)成分、冶煉與加工有關(guān)。一般來說，鋼中的P、S含量越高，夾雜物以及焊接中形成的微裂紋等都會降低沖擊韌性。

此外，鋼材的沖擊韌性還受溫度和時間的影響。常溫下，隨溫度的降低，沖擊韌性降低的很小，此時破壞的鋼件斷口呈韌性斷裂狀；當(dāng)溫度降至某一溫度范圍時，ak

突然發(fā)生明顯下降，鋼材開始呈脆性斷裂，這種性質(zhì)稱為冷脆性，發(fā)生冷脆性時的溫度（范圍）稱為脆性臨界溫度（范圍）。低于這一溫度時，降低趨勢又緩和，但此時ak

值很小。在北方嚴(yán)寒地區(qū)選用鋼材時，必須對鋼材的冷脆性進(jìn)行評定，此時選用的鋼材的脆性臨界溫度應(yīng)比環(huán)境最低溫度低些。由于脆性臨界溫度的測定工作復(fù)雜，規(guī)范中通常是根據(jù)氣溫條件規(guī)定-20℃或-40℃的負(fù)溫沖擊值指標(biāo)。

5、硬度

硬度是在表面局部體積內(nèi)，抵抗其他較硬物體壓入產(chǎn)生塑性變形的能力，通常與抗拉強(qiáng)度有一定的關(guān)系。目前測定鋼材硬度的方法很多，最常用的有布氏硬度，用HB表示。

建筑鋼材常以屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、伸長率、冷彎、沖擊韌性等性質(zhì)作為評定牌號的依據(jù)

返回鍵第三節(jié)鋼材的化學(xué)成分

對性能的影響（一）鋼材的化學(xué)成分

1、碳

碳是決定鋼材性能的主要元素。碳對鋼材性能的影響如圖7—5所示。含碳量的影響（7-5）隨著含碳量的增加，鋼材的強(qiáng)度和硬度相應(yīng)提高，而塑性和韌性相應(yīng)降低。當(dāng)含碳量超過1%時，鋼材的極限強(qiáng)度開始下降。此外，含碳量過高還會增加鋼的冷脆性和時效敏感性，降低抗大氣腐蝕性和可焊性。

2、硅、錳

硅和錳是在煉鋼是為了脫氧去硫而有意加入的元素。由于硅與氧的結(jié)合能力很大，因而能奪取氧化鐵中的氧形成二氧化硅進(jìn)入鋼渣中，其余大部分硅溶于鐵素體中，當(dāng)含量較低時（小于1%），可提高鋼材的強(qiáng)度，對塑性、韌性影響不大。錳對氧和硫的結(jié)合力分別大于鐵對氧和硫的結(jié)合力，因此錳能使有害的FeS、FeO分別形成MnS、MnO而進(jìn)入鋼渣中，其余的錳溶于鐵素體中，使晶格歪扭阻止滑移變形，顯著地提高了鋼材的強(qiáng)度。

3、磷、硫

磷與碳相似，能使鋼的屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度提高，塑性和韌性下降，顯著增加鋼的冷脆性，磷的偏析較嚴(yán)重，焊接時焊縫容易產(chǎn)生冷裂紋，所以磷是降低鋼材可焊性的元素之一。因此在碳鋼中，磷的含量有嚴(yán)格的限制，但在合金鋼中，磷可改善鋼材的抗大氣腐蝕性，也可作為合金元素。

硫在鋼材中以FeS形式存在，硫化鐵是一種低熔點(diǎn)化合物，當(dāng)鋼材在紅熱狀態(tài)下進(jìn)行加工或焊接時，硫化鐵已經(jīng)熔化，使鋼的內(nèi)部產(chǎn)生裂紋，這種在高溫下產(chǎn)生裂紋的特性稱為熱脆性。熱脆性大大降低鋼材的熱加工性和可焊性。此外，硫偏析較嚴(yán)重，降低了沖擊任性、疲勞強(qiáng)度和抗腐蝕性，因此在碳鋼中，硫也是嚴(yán)格控制的含量。4、氧、氮

氧、氮都能部分溶于鐵素體中，大部分已化合物形式存在，這些非金屬夾雜物，降低了鋼材的力學(xué)性能，特別是嚴(yán)重降低了鋼的韌性，并能促進(jìn)時效，降低可焊性，所以在鋼材中氧和氮都有嚴(yán)格的限制。（二）鋼材的防銹蝕

鋼材表面與周圍環(huán)境接觸，在一定條件下，可發(fā)生作用而使鋼材表面腐蝕。腐蝕不僅造成鋼材受力截面減小，表面不平整導(dǎo)致應(yīng)力集中，降低了鋼材的承載能力；還會使疲勞強(qiáng)度大為降低，尤其是顯著降低鋼材的沖擊韌性，使鋼材脆斷?；炷林械匿摻罡g后，產(chǎn)生體積膨脹，使混凝土順筋開裂。因此為了確保鋼材不產(chǎn)生腐蝕，必須采取防腐措施。

鋼筋腐蝕的原因

根據(jù)鋼材表面與周圍介質(zhì)的不同作用，一般把腐蝕分為下列兩種。

1、化學(xué)腐蝕

由非電解質(zhì)溶液或各種干燥介質(zhì)（如O2、CO2、SO2、Cl2等）所引起的一種純化學(xué)性質(zhì)的腐蝕，無電流產(chǎn)生。這種腐蝕多數(shù)是氧化作用，在鋼材的表面形成疏松的氧化物，在干燥的環(huán)境下進(jìn)展很緩慢，但在溫度和濕度較高的條件下，這種腐蝕進(jìn)展很快。

電化學(xué)腐蝕

鋼材與電解質(zhì)溶液相接觸產(chǎn)生電流，形成原電池而發(fā)生的腐蝕稱電化學(xué)腐蝕。鋼材中含有鐵素體、滲碳體、非金屬夾雜物等，這些成分的電極電位不同，即活潑性不同，在電解質(zhì)存在時，很容易形成原電池的兩個極。鋼材與潮濕介質(zhì)空氣、水、土壤接觸時，表面覆蓋一層水膜，水中溶有來至空氣的各種離子，便形成了電解質(zhì)。首先鋼中的鐵素體失去電子即Fe→Fe2++2e成為陽極，滲碳體成為陰極。在酸性電解質(zhì)中H+得到電子變成氫氣跑掉；在中性介質(zhì)中，由于氧的還原作用使水中含有OH—，隨之生成不溶于水的Fe（OH）2；進(jìn)一步氧化成Fe（OH）3及其脫水產(chǎn)物Fe2O3，即紅褐色鐵銹的主要成分。

鋼材腐蝕的防止

防止鋼材腐蝕的方法有三種：

1、保護(hù)膜法

用保護(hù)模使鋼材與周圍介質(zhì)隔離，從而避免或減緩?fù)饨绺g性介質(zhì)對鋼材的破壞作用。例如在鋼材的表面噴刷涂料、搪瓷、塑料等或以金屬鍍層作為保護(hù)膜，如鋅、錫、鉻等。2、電化學(xué)保護(hù)法

無電流保護(hù)法是在鋼鐵結(jié)構(gòu)上接一塊較鋼鐵更為活潑的金屬如鋅、鎂，因?yàn)殇\、鎂比鋼鐵的電位低，所以鋅、鎂成為腐蝕電池的陽極遭到破壞（犧牲陽極），而鋼鐵結(jié)構(gòu)得到保護(hù)。這種方法對于那些不容易或不能覆蓋保護(hù)層的地方，如蒸汽鍋爐、輪船外殼、地下管道、港口結(jié)構(gòu)、道橋建筑等。

外加電流保護(hù)法是在鋼鐵結(jié)構(gòu)附近，安放一些廢鋼鐵或其他難熔金屬，如高硅鐵及鉛銀合金等，將外加直流電源的負(fù)極接在被保護(hù)的鋼鐵結(jié)構(gòu)上，正極接在難熔的金屬上，通電后者難熔金屬成為陽極而被腐蝕，鋼鐵結(jié)構(gòu)成為陰極得到保護(hù)。3、合金化

在碳鋼中加入能提高抗腐蝕能力的合金元素，如鎳、鉻、鈦、銅等制成不同的合金鋼。

防止混凝土中鋼筋的腐蝕可以采用上述的方法，但最經(jīng)濟(jì)有效的方法使提高混凝土的密實(shí)度和堿度。并保證鋼筋有足夠的保護(hù)層厚度。

在水泥水化的產(chǎn)物中，由1/5左右的氫氧化鈣產(chǎn)生，介質(zhì)的PH值達(dá)到13左右，使鋼筋的表面產(chǎn)生鈍化膜，因此混凝土中的鋼筋是不易生銹的。但大氣中的CO2以擴(kuò)散方式進(jìn)入混凝土中，與氫氧化鈣作用而使混凝土中性化。當(dāng)PH值降低到11.5以下時鈍化膜可能破壞，使鋼材表面成活化狀態(tài)，此時若具備潮濕和供氧條件，鋼筋表面積開始發(fā)生電化學(xué)腐蝕作用，由于鐵銹的體積比鋼大2~4倍，這可導(dǎo)致混凝土順筋開裂。由于二氧化碳是以擴(kuò)散方式進(jìn)入混凝土內(nèi)部進(jìn)行碳化的，所以提高混凝土的密實(shí)度就十分有效地減緩了碳化過程。

因?yàn)镃l—有破壞鈍化膜的作用，因此在配制鋼筋混凝土?xí)r還應(yīng)限制氯鹽的使用量。

返回鍵第四節(jié)建筑鋼材的標(biāo)準(zhǔn)及選用

一、鋼結(jié)構(gòu)用鋼

目前國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)用鋼的品種主要是普通碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼。

碳素結(jié)構(gòu)鋼（非合金鋼）

1、牌號及其表示方法

國標(biāo)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》（GB700—88）中規(guī)定，牌號由代表屈服點(diǎn)的字母、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級符號、脫氧方法等四部分按順序組成。其中以“Q”代表屈服點(diǎn)；屈服點(diǎn)數(shù)值共分195、215、235、255和275MPa五種；質(zhì)量等級以硫、磷等雜質(zhì)含量由多到少，分別為A、B、C、D符號表示；脫氧方法以F表示沸騰鋼、b表示半鎮(zhèn)靜鋼、Z、TZ表示鎮(zhèn)靜鋼和特殊鎮(zhèn)靜鋼，Z和TZ在鋼的牌號中予以省略。

例如：Q235—A·F表示屈服點(diǎn)為235MPa的A級沸騰鋼

2、技術(shù)要求

各牌號鋼的鋼材類別應(yīng)符合表7-6鋼材規(guī)格和用途

3、選用一方面要根據(jù)鋼材的質(zhì)量、性能及相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)；另一方面要根據(jù)工程使用條件對鋼材性能的要求。

國標(biāo)將碳素結(jié)構(gòu)鋼分為五個牌號，每個牌號又分為不同的質(zhì)量等級。一般來講，牌號數(shù)值越大，含碳量越高，其強(qiáng)度、硬度越高，但塑性、韌性越低。硫、磷含量低的D、C級鋼的質(zhì)量優(yōu)于B、A級鋼。特殊鎮(zhèn)靜鋼、鎮(zhèn)靜鋼質(zhì)量優(yōu)于半鎮(zhèn)靜鋼，更優(yōu)于沸騰鋼，當(dāng)然質(zhì)量好的鋼成本也高。

工程結(jié)構(gòu)的荷載類型、焊接情況及環(huán)境溫度等條件對鋼材性能有不同的要求，選用鋼材時必須滿足。一般情況下，沸騰鋼在下述情況下是限制使用的：（1）在直接承受動荷載的焊接結(jié)構(gòu)。（2）非焊接結(jié)構(gòu)而計(jì)算溫度低于或等于—20℃時。（3）受靜荷載及間接動荷載作用，而計(jì)算溫度等于或低于—30℃時的焊接結(jié)構(gòu)。

鋼結(jié)構(gòu)中，主要應(yīng)用的是碳素鋼Q235，即用Q235軋成的各種型材、板材和管材。Q235鋼的強(qiáng)度、韌性和塑性以及可加工性能好，且冶煉方便、成本較低。由于Q235—D含有足夠的形成細(xì)粒結(jié)構(gòu)的元素，同時對硫、磷元素控制較嚴(yán)格，其沖擊韌性好，抵抗振動、沖擊荷載能力強(qiáng)，尤其在一定的負(fù)溫條件下，較其他牌號更為合理。A級鋼一般僅適用于承受靜荷載作用的結(jié)構(gòu)。

4、選用

鋼材的選用一方面要根據(jù)鋼材的質(zhì)量、性能及相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)；另一方面要根據(jù)工程使用條件對鋼材性能的要求。

國標(biāo)將碳素結(jié)構(gòu)鋼分為五個牌號，每個牌號又分為不同的質(zhì)量等級。一般來講，牌號數(shù)值越大，含碳量越高，其強(qiáng)度、硬度越高，但塑性、韌性越低。硫、磷含量低的D、C級鋼的質(zhì)量優(yōu)于B、A級鋼。特殊鎮(zhèn)靜鋼、鎮(zhèn)靜鋼質(zhì)量優(yōu)于半鎮(zhèn)靜鋼，更優(yōu)于沸騰鋼，當(dāng)然質(zhì)量好的鋼成本也高工程結(jié)構(gòu)的荷載類型、焊接情況及環(huán)境溫度等條件對鋼材性能有不同的要求，選用鋼材時必須滿足。一般情況下，沸騰鋼在下述情況下是限制使用的：（1）在直接承受動荷載的焊接結(jié)構(gòu)。（2）非焊接結(jié)構(gòu)而計(jì)算溫度低于或等于—20℃時。（3）受靜荷載及間接動荷載作用，而計(jì)算溫度等于或低于—30℃時的焊接結(jié)構(gòu)。

鋼結(jié)構(gòu)中，主要應(yīng)用的是碳素鋼Q235，即用Q235軋成的各種型材、板材和管材。Q235鋼的強(qiáng)度、韌性和塑性以及可加工性能好，且冶煉方便、成本較低。由于Q235—D含有足夠的形成細(xì)粒結(jié)構(gòu)的元素，同時對硫、磷元素控制較嚴(yán)格，其沖擊韌性好，抵抗振動、沖擊荷載能力強(qiáng)，尤其在一定的負(fù)溫條件下，較其他牌號更為合理。A級鋼一般僅適用于承受靜荷載作用的結(jié)構(gòu)。Q215鋼強(qiáng)度低、塑性大、受力產(chǎn)生變形大，經(jīng)冷加工后可代替Q235鋼使用。

Q275鋼雖然強(qiáng)度高，但塑性較差，有時軋成帶肋鋼筋用于混凝土中。

低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼

低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼是一種在碳素結(jié)構(gòu)鋼的基礎(chǔ)上添加總量小于5%合金元素的鋼材，具有強(qiáng)度高、塑性和低溫沖擊韌性好、耐腐蝕等特點(diǎn)。牌號及其表示方法

國標(biāo)《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》（GB1591—94）規(guī)定，低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼以屈服點(diǎn)等級為主，劃分成五個牌號，其表示方法如下：

屈服點(diǎn)等級—質(zhì)量等級

屈服點(diǎn)等級：Q295、Q345、Q390、Q420、Q460

質(zhì)量等級：E、D、C、B、A

性能與應(yīng)用

由于合金元素的強(qiáng)化作用，使低合金結(jié)構(gòu)鋼不但具有較高的強(qiáng)度，且具有較好的塑性、韌性和可焊性。Q345鋼的綜合性能較好，是鋼結(jié)構(gòu)的常用牌號，Q390也是推薦使用的牌號。與碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235相比，低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼Q345的強(qiáng)度和承載力更高，并具有良好的承受動荷載和耐疲勞性能，但價(jià)格稍高。用低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼代替碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235可節(jié)省鋼材15%~25%，并減輕結(jié)構(gòu)的自重。低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼廣泛應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)中，特別是大型結(jié)構(gòu)、重型結(jié)構(gòu)、大跨度結(jié)構(gòu)、高層建筑、橋梁工程、承受動力荷載合沖擊荷載的結(jié)構(gòu)。二、混凝土結(jié)構(gòu)用鋼

目前混凝土結(jié)構(gòu)用鋼主要有：熱軋鋼筋、冷拉熱軋鋼筋、冷拔低碳鋼絲、冷軋帶肋鋼筋、熱處理鋼筋和預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲及鋼絞線。

1、熱軋鋼筋

混凝土結(jié)構(gòu)用熱軋鋼筋應(yīng)有較高的強(qiáng)度，具有一定的塑性、韌性、冷彎和可焊性。熱軋鋼筋主要有用Q235軋制的光圓鋼筋和用合金鋼軋制的帶肋鋼筋兩類。

熱軋鋼筋的標(biāo)準(zhǔn)

國標(biāo)《鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋》（GB13013—91）和《鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋》（GB1499—91）規(guī)定，按強(qiáng)度（屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度）將鋼筋分為四級。熱軋直條圓鋼筋為Ⅰ級，強(qiáng)度等級代號為R235；熱軋帶肋鋼筋的級別為Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級，其強(qiáng)度等級代號為RL335、RL400、RL540；2、熱軋鋼筋的選用

普通混凝土廢預(yù)應(yīng)力鋼筋可根據(jù)使用條件選用Ⅰ級鋼筋或Ⅱ、Ⅲ級鋼筋；預(yù)應(yīng)力混凝土應(yīng)優(yōu)先選用Ⅳ級鋼筋，也可選用Ⅲ級或Ⅱ級鋼筋。熱軋鋼筋除Ⅰ級是光圓鋼筋，其余為月牙肋或等高肋鋼筋，粗糙的表面可提高混凝土與鋼筋之間的握裹力。

3、冷拉熱軋鋼筋

將Ⅰ~Ⅳ級熱軋鋼筋，在常溫下拉伸至超過屈服點(diǎn)的某一應(yīng)力，然后卸荷，即制成了冷拉鋼筋。冷拉可使屈服點(diǎn)提高17%~27%，材料變脆、屈服階段變短，伸長率降低，冷拉時效后強(qiáng)度略有提高。生產(chǎn)中可將冷拉、除銹、調(diào)直、切斷合并為一道工序，這樣簡化了流程，提高了效率；冷拉既可以節(jié)約鋼材，有可以制成預(yù)應(yīng)力鋼筋，增加了品種規(guī)格，設(shè)備簡單，易于操作，是鋼筋冷加工的常用方法之一。4、冷軋帶肋鋼筋

冷軋帶肋鋼筋使用低碳鋼熱軋圓盤條經(jīng)冷軋或冷拔減徑后，在其表面冷軋成三面有肋的鋼筋。國標(biāo)《冷軋帶肋鋼筋》（GB13788—92）規(guī)定，冷軋帶肋鋼筋代號用LL表示，并按抗拉強(qiáng)度等計(jì)劃分為三級：LL550、LL650、LL800，其直徑一般為5、6、7、8、10mm，

冷軋帶肋鋼筋克服了冷拉、冷拔鋼筋握裹力低的缺點(diǎn)，同時具有和冷拉、冷拔相近的強(qiáng)度，因此在中、小型預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件和普通混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件中得到了越來越廣泛的應(yīng)用

5、冷拔低碳鋼絲

冷拔低碳鋼絲是將直徑為6.5~8mm的Q235（或Q215）圓盤條通過截面小于鋼筋截面的鎢合金拔絲模而制成。冷拔鋼絲不僅受拉、同時還將受到擠壓作用，如圖7-7所示。經(jīng)受一次或多次的拔制而得的鋼絲，其屈服強(qiáng)度可提高40%~60%，且已失去了低碳鋼的性質(zhì)，變得硬脆，屬硬鋼類鋼絲，國標(biāo)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50204—92）規(guī)定，冷拔低碳鋼絲按力學(xué)強(qiáng)度分為兩極：甲級為預(yù)應(yīng)力鋼絲，乙級為非預(yù)應(yīng)力鋼絲?；炷凉S自行冷拔時，應(yīng)對鋼絲的質(zhì)量嚴(yán)格控制，對其外觀要求分批抽樣，表面不準(zhǔn)銹蝕、油污、傷痕、皂漬、裂紋等，逐盤檢查其力學(xué)、工藝性質(zhì)并符合表9-11的規(guī)定。凡伸長率不合格者，不準(zhǔn)用于預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中。冷拔鋼絲示意圖（圖9-7）

五）熱處理鋼筋

熱處理是指將鋼材按一定規(guī)則加熱、保溫和冷卻，以改變其組織，從而獲得需要性能的一種工藝過程。熱處理鋼筋是鋼廠將熱軋的帶肋鋼筋（中碳低合金鋼）經(jīng)淬火和高溫回火調(diào)質(zhì)處理而成的。其特點(diǎn)是塑性降低不大，但強(qiáng)度提高很多，綜合性能比較理想。表9-12為國標(biāo)（GB4463—84）規(guī)定的力學(xué)指標(biāo)。

熱處理鋼筋主要用于預(yù)應(yīng)力混凝土軌