第六章建筑鋼材

第七章建筑鋼材

建筑鋼材是建筑工程中所用各種鋼材的總稱(chēng)。鋼材具有強(qiáng)度高，有一定塑性和韌性，能承受沖擊和振動(dòng)荷載，可以焊接或鉚接，便于裝配等優(yōu)點(diǎn)；其缺點(diǎn)主要是易銹蝕，維護(hù)費(fèi)用大，耐火性差，生產(chǎn)能耗大。在建筑工程中鋼材被大量用作結(jié)構(gòu)材料，并被列為建筑工程的三大重要材料之一.本章內(nèi)容21

概述2

建筑鋼筋的主要技術(shù)性能4

常用建筑鋼材5

鋼材的檢驗(yàn)3建筑鋼材的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用一鋼的冶煉第一節(jié)概述平爐煉鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼電爐煉鋼鋼的冶煉

鋼是將煉鋼生鐵在1700℃左右的煉鋼爐中冶煉，把生鐵中的雜質(zhì)氧化，將含碳量降到2.06%以下，并將其他元素調(diào)整到規(guī)定范圍。鋼的冶煉方法根據(jù)煉鋼設(shè)備的不同主要分為平爐、轉(zhuǎn)爐和電爐三類(lèi)。建筑鋼多是平爐鋼、頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐鋼和側(cè)吹堿性轉(zhuǎn)爐鋼。煉鋼需要足夠的氧，但如果鋼材中殘存了氧，會(huì)使鋼質(zhì)變差。因此，必須在冶煉后期脫氧。根據(jù)脫氧程度所表現(xiàn)的狀態(tài)，分為鎮(zhèn)靜鋼、半鎮(zhèn)靜鋼和沸騰鋼三類(lèi)。鋼材交貨時(shí)，必須對(duì)所用爐種以規(guī)定的代號(hào)作出標(biāo)志，脫氧狀態(tài)也是鋼質(zhì)標(biāo)志的內(nèi)容。二、鋼的分類(lèi)合金鋼

碳素鋼按化學(xué)成分分

沸騰鋼半鎮(zhèn)靜鋼

鎮(zhèn)靜鋼特殊鎮(zhèn)靜鋼按脫氧程度分特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼

優(yōu)質(zhì)鋼

普通鋼

高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼按有害雜質(zhì)含量分按用途分

結(jié)構(gòu)鋼

特殊鋼

工具鋼按有害雜質(zhì)含量分類(lèi)按鋼中有害雜質(zhì)磷（P）和硫（S）含量的多少，鋼材可分為以下四類(lèi)：(1)普通鋼。磷含量不大于0.045%；硫含量不大于0.050%。(2)優(yōu)質(zhì)鋼。磷含量不大于0.035%；硫含量不大于0.035%。(3)高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼。磷含量不大于0.030%；硫含量不大于0.030%。(4)特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼。磷含量不大于0.025%；硫含量不大于0.020%。按用途分類(lèi)

(1)結(jié)構(gòu)鋼。主要用作工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件及機(jī)械零件的鋼。(2)工具鋼。主要用于各種刀具、量具及模具的鋼。(3)特殊鋼。具有特殊物理、化學(xué)或機(jī)械性能的鋼，如不銹鋼、耐熱鋼、耐酸鋼、耐磨鋼、磁性鋼等。建筑鋼材的產(chǎn)品一般分為型材、板材、線(xiàn)材和管材等幾類(lèi)。型材包括鋼結(jié)構(gòu)用的角鋼、工字鋼、槽鋼、方鋼、軌道鋼等。線(xiàn)材包括鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土用的鋼筋、鋼絲和鋼鉸線(xiàn)等。板材包括用于水利水電工程金屬結(jié)構(gòu)、房屋、橋梁及建筑機(jī)械的中厚鋼板；用于屋面、墻面、樓板等的薄鋼板。管材主要用于鋼桁架和供水、供氣（汽）管線(xiàn)等。三、鋼材的加工進(jìn)行熱軋加熱1150～1300℃將鋼錠熱軋鋼材

冶煉生產(chǎn)的鋼，除極少量直接用作鑄件外，絕大部分都是先澆鑄成鋼錠，然后再加工制成各種鋼材。將鋼錠加熱到1150～1300℃后進(jìn)行熱軋，所得的產(chǎn)品為熱軋鋼材。將鋼錠先熱軋，經(jīng)冷卻至室溫后再進(jìn)行冷軋的產(chǎn)品為冷軋鋼材。一般建筑鋼材以熱軋為主。鋼管是用鋼板加工焊制而成的。無(wú)縫鋼管是對(duì)實(shí)心鋼坯進(jìn)行穿孔，經(jīng)熱軋、擠壓、冷軋、冷拔等工藝而制得。第二節(jié)建筑鋼材的主要技術(shù)性能鋼材的技術(shù)性能包括力學(xué)性能和工藝性能兩個(gè)方面。力學(xué)性能主要包括拉伸性能、沖擊韌性、疲勞強(qiáng)度、硬度等；工藝性能是鋼材在加工制造過(guò)程中所表現(xiàn)的特性，包括冷彎性能、焊接性能、熱處理性能等

建筑鋼材的技術(shù)性能力學(xué)性能工藝性能化學(xué)性能抗拉性能沖擊韌性疲勞強(qiáng)度硬度冷彎性能一、拉伸性能

鋼材的拉伸性能，典型地反映在廣泛使用的軟鋼（低碳鋼）拉伸試驗(yàn)時(shí)得到的應(yīng)力σ與應(yīng)變?chǔ)诺年P(guān)系上，如圖6-1。鋼材從拉伸到拉斷，在外力作用下的變形可分為四個(gè)階段，即彈性階段、屈服階段、強(qiáng)化階段和頸縮階段。在拉伸的開(kāi)始階段，0A為直線(xiàn)，說(shuō)明應(yīng)力與應(yīng)變成正比，即σ/ε=E。A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力σp稱(chēng)為比例極限。當(dāng)應(yīng)力超過(guò)比例極限時(shí)，應(yīng)力與應(yīng)變開(kāi)始失去比例關(guān)系，但仍保持彈性變形。所以，e點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力σe稱(chēng)為彈性極限。Oe為彈性階段。低碳鋼的受拉過(guò)程分為四個(gè)階段建筑鋼材的抗拉性能O彈性階段OA屈服階段AB強(qiáng)化階段BC頸縮階段CDABCD低碳鋼受拉的應(yīng)力－應(yīng)變圖屈服階段AB

當(dāng)荷載繼續(xù)增大，線(xiàn)段呈曲線(xiàn)形,開(kāi)始形成塑性變形。應(yīng)力增加到B上點(diǎn)后，變形急劇增加，應(yīng)力則在不大的范圍(B上、B下、B)內(nèi)波動(dòng)，呈現(xiàn)鋸齒狀。把此時(shí)應(yīng)力不增加，應(yīng)變?cè)黾訒r(shí)的應(yīng)力σs，定義為屈服極限強(qiáng)度。屈服點(diǎn)σs是熱軋鋼筋和冷拉鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值確定的依據(jù)，也是工程設(shè)計(jì)中強(qiáng)度取值的依據(jù)。該階段為屈服階段。超過(guò)屈服點(diǎn)后，應(yīng)力增加又產(chǎn)生應(yīng)變，鋼材進(jìn)入強(qiáng)化階段，C點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力，即試件拉斷前的最大應(yīng)力σb，稱(chēng)為抗拉強(qiáng)度?？估瓘?qiáng)度σb是鋼絲、鋼絞線(xiàn)和熱處理鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值確定的依據(jù)。BC為強(qiáng)化階段。超過(guò)C點(diǎn)后，塑性變形迅速增大，試件出現(xiàn)頸縮，應(yīng)力隨之下降，試件很快被拉斷，CD為頸縮階段。圖6-1低碳鋼受拉應(yīng)力—應(yīng)變圖6-2試件拉伸前和斷裂后標(biāo)距長(zhǎng)度鋼材的σe和σs越高，表示鋼材對(duì)小量塑性變形的抵抗能力越大。因此，在不發(fā)生塑性變形的條件下，所能承受的應(yīng)力就越大。σe與σb差值越大的鋼，說(shuō)明超過(guò)屈服點(diǎn)后的強(qiáng)度儲(chǔ)備能力越大，結(jié)構(gòu)的安全性高。試件拉斷后，將拉斷后的兩段試件拼對(duì)起來(lái)，量出拉斷后的標(biāo)距長(zhǎng)，見(jiàn)圖6-2。按下式計(jì)算伸長(zhǎng)率：（6-1）式中δ——試件的伸長(zhǎng)率，%；——拉伸前的標(biāo)距長(zhǎng)度，mm；——拉斷后的標(biāo)距長(zhǎng)度，mm。

伸長(zhǎng)率是衡量鋼材塑性的重要指標(biāo)，其值越大說(shuō)明鋼材的塑性越好。塑性變形能力強(qiáng)，可使應(yīng)力重新分布，避免應(yīng)力集中，結(jié)構(gòu)的安全性增大。標(biāo)距的大小影響伸長(zhǎng)率的計(jì)算結(jié)果，通常以δ5和δ10分別表示=5d0和=10d0時(shí)的伸長(zhǎng)率。同一種鋼材，其δ5大于δ10。某些線(xiàn)材的標(biāo)距用=100mm，伸長(zhǎng)率用δ100表示。中碳鋼和高碳鋼（硬鋼）的拉伸曲線(xiàn)與低碳鋼不同，屈服現(xiàn)象不明顯，伸長(zhǎng)率小。這類(lèi)鋼材由于沒(méi)有明顯的屈服階段，不能測(cè)定屈服點(diǎn)，故常以發(fā)生殘余變形為0.2%原標(biāo)距長(zhǎng)度時(shí)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值，作為規(guī)定的屈服極限，用σ0.2表示。建筑鋼材的抗拉性能

一條通過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn)，應(yīng)力與應(yīng)變成正比。彈性彈性模量

E值的大小反映了鋼材抵抗彈性變形的能力。

A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力。αOA低碳鋼受拉的應(yīng)力－應(yīng)變圖E1

＞E2圖形的特點(diǎn)：

試件的特點(diǎn)：計(jì)算的指標(biāo)：ABCD彈性極限一、彈性階段OA二、屈服階段AB

一條波動(dòng)的曲線(xiàn)，應(yīng)力增加很小，而應(yīng)變?cè)黾雍艽?。所能承受的拉力增加很小，而塑性變形迅速增加，似乎鋼材不能承受外力—?/p>

屈服強(qiáng)度（也叫屈服點(diǎn)）點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力。圖形的特點(diǎn)：試件的特點(diǎn)：計(jì)算的指標(biāo)：屈服。αOA低碳鋼受拉的應(yīng)力－應(yīng)變圖ACDBB上B下建筑鋼材的抗拉性能αOA低碳鋼受拉的應(yīng)力－應(yīng)變圖ACDBB上B下建筑鋼材的抗拉性能

一段上升的曲線(xiàn)。抵抗塑性變形的能力又重新提高——抗拉強(qiáng)度

圖形的特點(diǎn)：試件的特點(diǎn)：計(jì)算的指標(biāo)：C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力。強(qiáng)化。三、強(qiáng)化階段BC

一段下降的曲線(xiàn)。變形迅速發(fā)展，在有雜質(zhì)或缺陷處，斷面急劇縮小——

直到斷裂。伸長(zhǎng)率δ：

圖形的特點(diǎn)：試件的特點(diǎn)：計(jì)算的指標(biāo)：αOAACDBB上B下L1L0建筑鋼材的抗拉性能頸縮四、頸縮階段CD

鋼材抵抗沖擊荷載不被破壞的能力稱(chēng)為沖擊韌性。

用于重要結(jié)構(gòu)的鋼材，特別是承受沖擊振動(dòng)荷載的結(jié)構(gòu)所使用的鋼材，必須保證沖擊韌性。定義（二）沖擊韌性

鋼材抵抗沖擊荷載不被破壞的能力稱(chēng)為沖擊韌性。用于重要結(jié)構(gòu)的鋼材，特別是承受沖擊振動(dòng)荷載的結(jié)構(gòu)所使用的鋼材，必須保證沖擊韌性。鋼材的沖擊韌性用標(biāo)準(zhǔn)試件在做沖擊試驗(yàn)時(shí)，每平方厘米所吸收的沖擊斷裂功（J/cm2）表示，其符號(hào)為αk。試驗(yàn)時(shí)將試件放置在固定支座上，然后以擺錘沖擊試件刻槽的背面，使試件承受沖擊彎曲而斷裂。顯然，αk值越大，鋼材的沖擊韌性越好。影響鋼材沖擊韌性的因素很多，當(dāng)鋼材內(nèi)硫、磷的含量高，存在化學(xué)偏析，含有非金屬夾雜物及焊接形成的微裂縫時(shí)，鋼材的沖擊韌性都會(huì)顯著降低。環(huán)境溫度對(duì)鋼材的沖擊功影響很大。試驗(yàn)證明，沖擊韌性隨溫度的降低而下降，開(kāi)始時(shí)下降緩和，當(dāng)達(dá)到一定溫度范圍時(shí)，突然下降很多而呈脆性，這種性質(zhì)稱(chēng)為鋼材

的冷脆性。這時(shí)的溫度稱(chēng)為脆性臨界溫度，其數(shù)值愈低，鋼材的低溫沖擊韌性愈好。所以，在負(fù)溫下使用的結(jié)構(gòu)，應(yīng)選用脆性臨界溫度較使用溫度低的鋼材。由于脆性臨界溫度的測(cè)定較復(fù)雜，故規(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)。沖擊韌性將隨時(shí)間的延長(zhǎng)而下降的現(xiàn)象稱(chēng)為時(shí)效，完成時(shí)效的過(guò)程可達(dá)數(shù)十年，但鋼材如經(jīng)冷加工或使用中受振動(dòng)和反復(fù)荷載的影響，時(shí)效可迅速發(fā)展。因時(shí)效導(dǎo)致鋼材性能改變的程度稱(chēng)為時(shí)效敏感性。時(shí)效敏感性越大的鋼材，經(jīng)過(guò)時(shí)效后沖擊韌性的降低越顯著。為了保證安全，對(duì)于承受動(dòng)荷載的重要結(jié)構(gòu)，應(yīng)當(dāng)選用時(shí)效敏感性小的鋼材?？傊瑢?duì)于直接承受動(dòng)荷載，而且可能在負(fù)溫下工作的重要結(jié)構(gòu)，必須按照有關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行鋼材的沖擊韌性檢驗(yàn)。

（三）疲勞強(qiáng)度鋼材在交變荷載反復(fù)多次作用下，可在最大應(yīng)變力遠(yuǎn)低于屈服強(qiáng)度的情況下突然破壞，這種破壞稱(chēng)為疲勞破壞定義

一般將承受變荷載達(dá)107周次時(shí)不發(fā)生破環(huán)的最大應(yīng)力，定義為疲勞強(qiáng)度。定義

鋼材在交變荷載反復(fù)多次作用下，可在最大應(yīng)力遠(yuǎn)低于屈服強(qiáng)度的情況下突然破壞，這種破壞稱(chēng)為疲勞破壞。鋼材的疲勞破壞指標(biāo)用疲勞強(qiáng)度（或稱(chēng)疲勞極限）來(lái)表示，它是試件在交變應(yīng)力作用下，不發(fā)生疲勞破壞的最大應(yīng)力值。一般將承受交變荷載達(dá)107周次時(shí)不發(fā)生破壞的最大應(yīng)力，定義為疲勞強(qiáng)度。在設(shè)計(jì)承受反復(fù)荷載且須進(jìn)行疲勞驗(yàn)算的結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)當(dāng)了解所用鋼材的疲勞強(qiáng)度。研究表明，鋼材的疲勞破壞是拉應(yīng)力引起的，首先在局部開(kāi)始形成微細(xì)裂縫，由于裂縫尖端處產(chǎn)生應(yīng)力集中而使裂縫迅速擴(kuò)展直至鋼材斷裂。因此，鋼材內(nèi)部成分的偏析和夾雜物的多少以及最大應(yīng)力處的表面光潔程度、加工損傷等，都是影響鋼材疲勞強(qiáng)度的因素。疲勞破壞常常是突然發(fā)生的，往往造成嚴(yán)重事故。

（四）硬度定義

硬度是指鋼材抵抗外物壓入表面產(chǎn)生塑性變形的能力。布氏法洛氏法維氏法測(cè)定方法

硬度是指鋼材抵抗外物壓入表面產(chǎn)生塑性變形的能力。鋼材的硬度是以一定的靜荷載，把一定直徑的淬火鋼球壓入試件表面，然后測(cè)定壓痕的面積或深度來(lái)定的。測(cè)定鋼材硬度的方法有布氏法、洛氏法和維氏法等，較常用的為布氏法和洛氏法。相應(yīng)的硬度試驗(yàn)指標(biāo)稱(chēng)布氏硬度(HB)和洛氏硬度(HR)。

布氏法是利用直徑為D(mm)的淬火鋼球，以P(N)的荷載將其壓入試件表面，經(jīng)規(guī)定的持續(xù)時(shí)間后卸除荷載，以壓痕表面積F(mm2)去除荷載P，所得的應(yīng)力值即為試件的布氏硬度值。各類(lèi)鋼材的HB值與抗拉強(qiáng)度之間有較好的相關(guān)關(guān)系。鋼材的強(qiáng)度越高，塑性變形抵抗力越強(qiáng)，硬度值也越大。對(duì)于碳素鋼，當(dāng)HB<175時(shí)，抗拉強(qiáng)度σb=3.6HB；當(dāng)HB>175時(shí)，抗拉強(qiáng)度σb=3.5HB。根據(jù)這一關(guān)系，可以直接在鋼結(jié)構(gòu)上測(cè)出鋼材的HB值，并估算出該鋼材的抗拉強(qiáng)度。洛氏法是按壓入試件深度的大小表示材料的硬度值。洛氏法壓痕很小，一般用于判斷機(jī)械零件的熱處理效果。（一）冷彎性能二工藝性能（二）鋼筋彎曲的檢測(cè)步驟如下冷彎性能是指常溫下對(duì)鋼材試件按規(guī)定進(jìn)行彎曲（90o或180o），鋼材承受彎曲變形的能力。試樣在力作用下彎曲至兩臂相距規(guī)定距離且相互平行試樣在力作用下彎曲至兩臂直接接觸①測(cè)定室溫10～35℃。室溫要求嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)室溫是18～28℃。②依據(jù)給定條件進(jìn)行彎曲，在作用力下彎曲程度分為③彎曲試驗(yàn)時(shí)應(yīng)緩慢平穩(wěn)地方施加試驗(yàn)力。

冷彎性能是指常溫下對(duì)鋼材試件按規(guī)定進(jìn)行彎曲(90o或180o)，鋼材承受彎曲變形的能力。冷彎性能是鋼材的重要工藝性能。試驗(yàn)時(shí)采用的彎曲角度愈大，彎心直徑對(duì)試件厚度（或直徑）的比值愈小，表示對(duì)冷彎性能的要求愈高。冷彎?rùn)z驗(yàn)是：按規(guī)定的彎曲角度和彎心直徑進(jìn)行彎曲后，檢查試件彎曲處外面及側(cè)面不發(fā)生裂縫、斷裂或起層,即認(rèn)為冷彎性能合格。

冷彎是鋼材處于不利變形條件下的塑性，而伸長(zhǎng)率則是反映鋼材在均勻變形下的塑性。因此，冷彎是對(duì)鋼材塑性更嚴(yán)格的檢驗(yàn)，它能揭示鋼材是否存在內(nèi)部組織不均勻、內(nèi)應(yīng)力和夾雜物等缺陷。冷彎試驗(yàn)對(duì)焊接質(zhì)量也是一種嚴(yán)格的檢驗(yàn)，能揭示焊件在受彎表面存在未熔合、微裂紋及夾雜物等缺陷。（三）焊接性能定義

鋼的焊接性能是指在一定焊接工藝條件下，在焊接及附近過(guò)熱區(qū)不產(chǎn)生裂縫及硬脆傾向，焊縫處鋼材的力學(xué)性能，尤其是強(qiáng)度不得低于原有鋼材

鋼材的可焊性是指鋼材是否適應(yīng)通常的焊接方法與工藝的性能。可焊性能的好壞，主要取決于鋼材的化學(xué)成分。含碳量小于0.25%的碳素鋼具有良好的可焊性。加入合金元素（如硅、錳、釩、鈦等）也將增大焊接處的硬脆性，降低可焊性。化學(xué)成分有益因素猛硅碳三、影響鋼材性能的因素化學(xué)成分有害因素硫磷氧、氮、氫鋼材的冷加工及時(shí)效鋼筋的冷加工方式冷拉冷拔冷軋鋼筋經(jīng)冷拉時(shí)效后應(yīng)力-應(yīng)變圖的變化

第三節(jié)建筑鋼材的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用

建筑鋼材常用于鋼結(jié)構(gòu)（型鋼）和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（鋼筋和鋼絲），兩者均多為碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼。牌號(hào)組成

代表屈服點(diǎn)的字母屈服點(diǎn)名稱(chēng)質(zhì)量等級(jí)符號(hào)脫氧程度符號(hào)一、碳素結(jié)構(gòu)鋼1.碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)及其表示方法2.碳素結(jié)構(gòu)鋼的技術(shù)要求碳素結(jié)構(gòu)鋼隨著牌號(hào)的增大，其含碳量增加，強(qiáng)度提高，塑性和韌性降低，冷彎性能逐漸變差。3.碳素結(jié)構(gòu)鋼的特性與選用工程中應(yīng)用最廣泛的碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)為Q235，其含碳量為0.14%～0.22%，屬低碳鋼，由于該牌號(hào)鋼既具有較高的強(qiáng)度，又具有較好的塑性和韌性，可焊性也好，故能較好的滿(mǎn)足一般鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的用鋼要求。Q195、Q215號(hào)鋼強(qiáng)度低，塑性和韌性較好，易于冷加工，常用作鋼釘、鉚釘、螺栓及鐵絲等。Q215號(hào)鋼經(jīng)冷加工后可代替Q235號(hào)鋼使用。Q255、Q275號(hào)鋼強(qiáng)度較高，但塑性、韌性和可焊性較差，不易焊接和冷加工，可用于軋制鋼筋、制作螺栓配件等。分類(lèi)高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼優(yōu)質(zhì)鋼二、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼三、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)組成屈服點(diǎn)字母Q屈服點(diǎn)數(shù)值質(zhì)量等級(jí)

為了改善碳鋼的力學(xué)性能和工藝性能，或?yàn)榱说玫侥撤N特殊的理化性能，在煉鋼時(shí)有意識(shí)地加入一定量的一種或幾種合金元素，所得的鋼稱(chēng)為合金鋼。低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼是在碳素結(jié)構(gòu)鋼的基礎(chǔ)上，添加總量小于5%的一種或幾種合金元素的一種結(jié)構(gòu)鋼，所加元素主要有錳、硅、釩、鈦、鈮、鉻、鎳及稀土元素。其目的是為了提高鋼的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、耐磨性、耐蝕性及耐低溫性能等。因此，它是綜合性能較為理想的鋼材。鋼筋的檢驗(yàn)主要包括以下四個(gè)方面。外觀檢驗(yàn)鋼筋尺寸及每米長(zhǎng)質(zhì)機(jī)械性能和化學(xué)成分檢驗(yàn)收批和驗(yàn)的判定（一）低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)表示法

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1591-1994《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》及GB221—2000《鋼鐵產(chǎn)品牌號(hào)表示方法》的規(guī)定，低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼分5個(gè)牌號(hào)。其牌號(hào)的表示方法由屈服點(diǎn)字母“Q”、屈服點(diǎn)數(shù)值（單位為MPa）、質(zhì)量等級(jí)（A、B、C、D、E五級(jí)）三部分組成。例如：Q345C，Q345D。低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼分為鎮(zhèn)靜鋼和特殊鎮(zhèn)靜鋼，在牌號(hào)的組成中沒(méi)有表示脫氧方法的符號(hào)。低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)也可以采用二位阿拉伯?dāng)?shù)字（表示平均含碳量，以萬(wàn)分之幾計(jì)）和規(guī)定的元素符號(hào)，按順序表示。（二）低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的技術(shù)要求低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的拉伸、冷彎和沖擊試驗(yàn)指標(biāo)，按鋼材厚度或直徑不同。（三）低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的特點(diǎn)與應(yīng)用

由于低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼中的合金元素的結(jié)晶強(qiáng)化和固熔強(qiáng)化等作用，該鋼材不但具有較高的強(qiáng)度，而且也具有較好的塑性、韌性和可焊性。因此，在鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中常采用低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼軋制型鋼（角鋼、槽鋼、工字鋼）、鋼板、鋼管及鋼筋，來(lái)建筑橋梁、高層及大跨度建筑，尤其在承受動(dòng)荷載和沖擊荷載的結(jié)構(gòu)中更為適用。另外，與使用碳素鋼相比，可節(jié)約鋼材20%～30%，而成本并不很高。目前我國(guó)生產(chǎn)的低合金結(jié)構(gòu)鋼有17種，分別是：09MnV、09MnNb、09Mn2、12Mn、18Nb、12MnV、09MnCuPTi、10MnSiCu、14MnNb、16Mn、16MnRE、10MnPNbRE、15MnV、15MnTi、16MnNb、14MnVTiRE、15MnVN。鋼號(hào)中前面兩個(gè)數(shù)字代表鋼的平均含碳量的萬(wàn)分?jǐn)?shù)，合金元素后無(wú)數(shù)字者，表示該元素的平均含量少于1.5%，標(biāo)有“2”、“3”則指其含量為“1.5～2.49”及“2.5～3.49”，余類(lèi)推。外觀檢驗(yàn)查對(duì)標(biāo)志表面質(zhì)量尺寸，外形質(zhì)量檢查

試樣數(shù)量不少于10根，試樣總廠(chǎng)度不小于60m重量偏差=試樣實(shí)際重量-試樣總長(zhǎng)度×理論重量試樣總長(zhǎng)度×理論重量×100%機(jī)械性能檢測(cè)鋼材彎曲試驗(yàn)

鋼材拉伸試驗(yàn)

鋼筋檢驗(yàn)以不大于60t為一批 ，每批鋼筋中任意抽出兩根，每根鋼筋截取一套試件，每套試件為兩根，每套試件為兩根。其中一根做拉伸試驗(yàn)測(cè)定其屈服點(diǎn)、抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率；另外做冷彎試驗(yàn)。 第四節(jié)常用建筑鋼材一、熱軋鋼筋按表面形狀分

熱軋光圓鋼筋

熱軋帶肋鋼筋

（一）熱軋光圓鋼筋

經(jīng)熱軋成型并自然冷卻的成品，其橫截面為圓形，且表面為光滑的鋼筋混凝土配筋用鋼材，稱(chēng)為熱軋光圓鋼筋（HPB）。熱軋直條光圓鋼筋級(jí)別為Ⅰ級(jí)，強(qiáng)度等級(jí)為R235。熱軋光圓鋼筋的公稱(chēng)直徑為8、10、12、16、20mm。按直條交貨時(shí)，其通常長(zhǎng)度為3.5～12m。冷彎試驗(yàn)時(shí)受彎曲部位外表面不得產(chǎn)生裂紋。（二）熱軋帶肋鋼筋經(jīng)熱軋成型并自然冷卻的橫截面為圓形的，且表面通常帶有兩條縱肋和沿長(zhǎng)度方向均勻分布的橫肋的鋼筋，稱(chēng)為熱軋帶肋鋼筋。

熱軋帶肋鋼筋的牌號(hào)由HRB（Hotrolled、Ribbed、Bars）和牌號(hào)的屈服點(diǎn)最小值構(gòu)成。熱軋帶肋鋼筋分為HRB335、HRB400、HRB500三個(gè)牌號(hào)。熱軋帶肋鋼筋的公稱(chēng)直徑為6、8、10、12、16、20、25、32、40、50mm。熱軋帶肋鋼筋通常按定尺長(zhǎng)度交貨，具體交貨長(zhǎng)度應(yīng)在合同中注明，其長(zhǎng)度允許偏差不得大于+50mm。熱軋鋼筋中熱軋光圓鋼筋的強(qiáng)度較低，但塑性及焊接性能很好，便于各種冷加工，因而廣泛用作普通鋼筋混凝土構(gòu)件的受力筋及各種鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的構(gòu)造筋；HRB335和HRB400鋼筋強(qiáng)度較高，塑性和焊接性能也較好，故廣泛用作大、中型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的受力鋼筋；HRB500鋼筋強(qiáng)度高，但塑性及焊接性能較差，可用作預(yù)應(yīng)力鋼筋。特點(diǎn)強(qiáng)度高塑性好

提高構(gòu)件整體質(zhì)量握裹力強(qiáng)節(jié)約鋼材降低成本二、冷軋帶肋鋼工藝性能應(yīng)符合表6-9的規(guī)定。冷軋帶肋鋼筋反復(fù)彎曲試驗(yàn)的彎曲半徑應(yīng)符合表6-10的規(guī)定。有關(guān)技術(shù)要求細(xì)則，參見(jiàn)GB13788-2000《冷軋帶肋鋼筋》。冷軋帶肋鋼筋具有以下優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)度高、塑性好，綜合力學(xué)性能優(yōu)良。（2）握裹力強(qiáng)。節(jié)約鋼材，降低成本。（4）提高構(gòu)件整體質(zhì)量，改善構(gòu)件的延性，避免“抽絲”現(xiàn)象。冷軋帶肋鋼筋適用于中、小型預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件和普通混凝土構(gòu)件，也可焊接網(wǎng)片。冷軋帶肋鋼筋三、熱處理鋼筋四、預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲和鋼絞線(xiàn)螺旋肋鋼絲外形示意圖三、熱處理鋼筋

熱處理鋼筋分為預(yù)應(yīng)力用熱處理鋼筋和鋼筋混凝土用余熱處理鋼筋。預(yù)應(yīng)力用熱處理鋼筋是用熱軋螺紋鋼筋經(jīng)淬火和回火調(diào)質(zhì)熱處理而成的。其外形分為有縱肋和無(wú)縱肋兩種。根據(jù)《預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處理鋼筋》（GB4463-84）的規(guī)定，其所用鋼材有40Si2Mn、48Si2Mn和45Si2Cr三個(gè)牌號(hào)，力學(xué)性能應(yīng)符合表6-11的規(guī)定。預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處理鋼筋的優(yōu)點(diǎn)是：強(qiáng)度高，可代替高強(qiáng)鋼絲使用；節(jié)約鋼材；錨固性好，不易打滑，預(yù)應(yīng)力值穩(wěn)定；施工簡(jiǎn)便，開(kāi)盤(pán)后鋼筋自然伸直，不需調(diào)直及焊接。主要用于預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土枕軌，也用于預(yù)應(yīng)力梁、板結(jié)構(gòu)及吊車(chē)梁等。余熱處理鋼筋是把熱軋后的鋼筋立即穿水，控制表面冷卻，然后利用芯部余熱自身完成回火處理所得的成品鋼筋。其級(jí)別分為3級(jí)，強(qiáng)度等級(jí)代號(hào)為KL400。四、預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲和鋼絞線(xiàn)

預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲或鋼鉸線(xiàn)常作為大型預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的主要受力鋼筋。（一）預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度鋼絲是用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼盤(pán)條，經(jīng)酸洗、冷拉或再經(jīng)回火處理等工藝制成，專(zhuān)用于預(yù)應(yīng)力混凝土。消除應(yīng)力鋼絲按松弛性能又分為低松弛級(jí)鋼絲和普通松弛級(jí)鋼絲。預(yù)應(yīng)力鋼絲按外形分為光圓、螺旋肋和刻痕三種。冷拉鋼絲（用盤(pán)條通過(guò)拔絲模或軋輥經(jīng)冷加工而成）：代號(hào)“WCD”低松弛鋼絲（鋼絲在塑性變形下進(jìn)行短時(shí)熱處理而成）：代號(hào)“WLR”普通松弛鋼絲（鋼絲通過(guò)矯直工序后在適當(dāng)溫度下進(jìn)行短時(shí)熱處理）：代號(hào)“WNR”光圓鋼絲：代號(hào)“P”螺旋肋鋼絲（鋼絲表面沿長(zhǎng)度方向上具有規(guī)則間隔的肋條）：代號(hào)“H”刻痕鋼絲（鋼絲表面沿長(zhǎng)度方向上具有規(guī)則間隔的壓痕）：代號(hào)“I”預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲每盤(pán)應(yīng)由一根鋼絲組成，其盤(pán)重不小于500kg，允許有10%的盤(pán)數(shù)小于500kg但不小于100kg。鋼絲表面不得有裂紋和油污，也不允許有影響使用的拉痕、機(jī)械損傷等。冷拉鋼絲的力學(xué)性能應(yīng)符合表6-12的規(guī)定。規(guī)定非比例伸長(zhǎng)應(yīng)力σP0.2值不小于公稱(chēng)抗拉強(qiáng)度的75%。消除應(yīng)力的光圓及螺旋肋鋼絲的力學(xué)性能應(yīng)符合表6-13的規(guī)定。規(guī)定非比例伸長(zhǎng)應(yīng)力σP0.2值對(duì)低松弛鋼絲應(yīng)不小于公稱(chēng)抗拉強(qiáng)度的88%，對(duì)普通松弛鋼絲應(yīng)不小于公稱(chēng)抗拉強(qiáng)度的85%。消除應(yīng)力的刻痕鋼絲的力學(xué)性能應(yīng)符合表6-14的規(guī)定。規(guī)定非比例伸長(zhǎng)應(yīng)力σP0.2值對(duì)低松弛鋼絲值應(yīng)不小于公稱(chēng)抗拉強(qiáng)度的88%，對(duì)普通松弛鋼絲應(yīng)不小于公稱(chēng)抗拉強(qiáng)度的85%。預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲具有強(qiáng)度高、柔性好、無(wú)接頭等優(yōu)點(diǎn)。施工方便，不需冷拉、焊接接頭等加工，而且質(zhì)量穩(wěn)定、安全可靠。主要應(yīng)用于大跨度屋架及薄腹梁、大跨度吊車(chē)梁、橋梁、電桿、枕軌或曲線(xiàn)配筋的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件。刻痕鋼絲由于屈服強(qiáng)度高且與混凝土的握裹力大，主要用于預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)以減少混凝土裂縫。（二）鋼絞線(xiàn)預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)是用兩（或三、或七）根鋼絲在絞線(xiàn)機(jī)上捻制后，再經(jīng)低溫回火和消除應(yīng)力等工序制成。鋼鉸線(xiàn)的捻向一般為左（S）捻。預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)以盤(pán)或卷狀態(tài)交貨,每盤(pán)鋼鉸線(xiàn)應(yīng)由一整根組成，如無(wú)特殊要求，每盤(pán)鋼鉸線(xiàn)的長(zhǎng)度不小于200m。成品鋼鉸線(xiàn)的表面不得有潤(rùn)滑劑、油漬等降低鋼鉸線(xiàn)與混凝土粘接力的物質(zhì)。鋼鉸線(xiàn)表面允許有輕微的浮銹，但不得銹蝕成目視可見(jiàn)的麻坑。鋼絞線(xiàn)具有強(qiáng)度高、與混凝土粘結(jié)性能好、斷面面積大、使用根數(shù)少、柔性好、易于在混凝土結(jié)構(gòu)中排列布置、易于錨固等優(yōu)點(diǎn)，主要用于大跨度、重荷載的后張法預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中。五、型鋼型鋼是長(zhǎng)度和截面周長(zhǎng)之比相當(dāng)大的直條鋼材的統(tǒng)稱(chēng)。型鋼按截面形狀分為簡(jiǎn)單截面和復(fù)雜截面（異型）兩大類(lèi)。簡(jiǎn)單截面的熱軋型鋼有5種：扁鋼、圓鋼、方鋼、六角鋼和八角鋼六、鋼板鋼板是寬厚比很大的矩形板。按軋制工藝不同分熱軋和冷軋兩大類(lèi)。按其公稱(chēng)厚度，鋼板分為薄板（厚度0.1～4mm）；中板（厚度4～20mm）；厚板（厚度20～60mm）；特厚板（厚度超過(guò)60mm）。1.熱軋鋼板2.熱軋花紋鋼板3.冷軋鋼板4.鋼帶鋼帶主要用作彎曲型鋼、焊接鋼管、制作五金件的原料，直接用于各種結(jié)構(gòu)及容器等。除以上介紹的鋼板以外，還有鍍層薄鋼板，如鍍錫鋼板(舊稱(chēng)馬口鐵)、鍍鋅薄板(俗稱(chēng)白鐵皮)、鍍鋁鋼板、鍍鉛錫合金鋼板等。七、鋼管1.無(wú)縫鋼管2.焊接鋼管五、型鋼

型鋼是長(zhǎng)度和截面周長(zhǎng)之比相當(dāng)大的直條鋼材的統(tǒng)稱(chēng)。六、鋼板鋼板是寬厚比很大的矩形板。

七、鋼管

按工藝分

冷軋

熱軋1.無(wú)縫鋼管2.焊接鋼管第五節(jié)鋼材的檢驗(yàn)鋼材是否符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，直接影響工程結(jié)構(gòu)的使用安全。因此，必須加強(qiáng)對(duì)鋼材品種的檢驗(yàn)。一項(xiàng)具體的鋼材品種的檢驗(yàn)，涉及到制材所用鋼種的標(biāo)準(zhǔn)，鋼材牌號(hào)表示法標(biāo)準(zhǔn)，金屬材料的取樣規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)和試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)，鋼材驗(yàn)收、包裝、標(biāo)志及質(zhì)量證明書(shū)的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)等。鋼筋的檢驗(yàn)主要包括以下四個(gè)方面。外觀檢驗(yàn)鋼筋尺寸及每米長(zhǎng)質(zhì)機(jī)械性能和化學(xué)成分檢驗(yàn)收批和驗(yàn)的判定外觀檢驗(yàn)查對(duì)標(biāo)志表面質(zhì)量尺寸，外形外觀檢驗(yàn)

鋼筋表面不得有裂縫、結(jié)疤和折疊。鋼筋表面的凸塊和其他缺陷的深度或高度，不得超過(guò)所在部位尺寸的容許偏差。帶肋鋼筋的凸塊，不得超過(guò)橫肋的高度。鋼筋的外形，光圓鋼筋的不圓度不得大于0.40mm；帶肋鋼筋的各細(xì)部尺寸，如直徑、肋高、肋寬及肋間距等，按公稱(chēng)直徑不同，應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)容許偏差的規(guī)定。鋼筋每米彎曲度應(yīng)不大于4mm，總彎曲度不大于鋼筋總長(zhǎng)度的0.4%。帶肋鋼筋表面應(yīng)軋有牌號(hào)（用1、2、3、4分別表示HPB235、HRB335、HRB400、HRB500）標(biāo)志，還可依次軋上廠(chǎng)名或商標(biāo)（用漢語(yǔ)拼音字頭表示）和直徑（mm）數(shù)字。鋼筋應(yīng)有出廠(chǎng)證明書(shū)或試驗(yàn)報(bào)告單。

除以上規(guī)定外，鋼筋的包裝、標(biāo)志和質(zhì)量證明書(shū)，應(yīng)符合GB2101《型鋼驗(yàn)收、包裝、標(biāo)志及質(zhì)量證明書(shū)的一般規(guī)定》的有關(guān)規(guī)定。(二)鋼筋尺寸及每米長(zhǎng)質(zhì)量鋼筋的尺寸，主要是公稱(chēng)直徑和定尺長(zhǎng)度，均不得超過(guò)容許偏差。熱軋帶肋鋼筋的公稱(chēng)直徑是指與橫截面面積相等的圓的直徑，其范圍在8～50mm。熱軋光圓鋼筋的公稱(chēng)直徑為8～20mm的范圍，容許偏差為±0.4mm。光圓鋼筋和帶肋鋼筋公稱(chēng)直徑的測(cè)量均精確到0.1mm。鋼筋按直條交貨時(shí),其長(zhǎng)度通常為3.5～12m，鋼筋按定尺長(zhǎng)度交貨時(shí)，其長(zhǎng)度容許偏差不得大于+50mm。測(cè)量鋼筋質(zhì)量偏差時(shí),試樣數(shù)量不少于10個(gè)，試樣總長(zhǎng)度不小于60m。長(zhǎng)度應(yīng)逐個(gè)測(cè)量，精確到10mm。試樣總質(zhì)量不大于100kg時(shí)，精確到0.5kg；試樣總質(zhì)量大于100kg時(shí)，精確到1kg。當(dāng)供方能保證鋼筋質(zhì)量偏差規(guī)定時(shí)，試樣的數(shù)量和長(zhǎng)度可不受上述限制。質(zhì)量檢查

試樣數(shù)量不少于10根，試樣總廠(chǎng)度不小于60m重量偏差=試樣實(shí)際重量-試樣總長(zhǎng)度×理論重量試樣總長(zhǎng)度×理論重量×100%機(jī)械性能檢測(cè)鋼材彎曲試驗(yàn)

鋼材拉伸試驗(yàn)機(jī)械性能和化學(xué)成分檢驗(yàn)鋼筋的屈服點(diǎn)、