建筑钢材机械性能试验检测

（3）技术要求
– 化学成分、力学性能、冷弯性能应符合GB700规定。
（4）应用
– Q195、Q215，含碳量低，强度低，塑性、韧性、加工 性能和可焊性好，主要用于轧制薄板和盘条、制造铆 钉、地脚螺栓等。
– Q235，含碳适中，综合性能好，强度、塑性和焊接等 性能得到很好配合，用途最广泛。常轧制成盘条或钢 筋，以及圆钢、方钢、扁钢、角钢、工字钢、槽钢等 型钢，广泛地应用于建筑工程中。
Q295
A B
295 275 255 235 390～570 23 295 275 255 235 390～570 23
A 345 325 295 275 470～630 21 B 345 325 295 275 470～630 21 Q345 C 345 325 295 275 470～630 22 D 345 325 295 275 470～630 22 E 345 325 295 275 470～630 22 A 390 370 350 330 490～650 19 B 390 370 350 330 490～650 19 Q390 C 390 370 350 330 490～650 20 D 390 370 350 330 490～650 20 E 390 370 350 330 490～650 20 A 420 400 380 360 520～680 18 B 420 400 380 360 520～680 18 Q420 C 420 400 380 360 520～680 19 D 420 400 380 360 520～680 19 E 420 400 380 360 520～680 19
（4）力学性能和工艺性能
低碳热轧圆盘条的力学性能和工艺性能
牌号
Q215 Q235
力学性能
屈服点σs， MPa
抗拉强度σb， MPa
不小于
伸长率δ5， %
215
375
27
235
410
23
冷弯试验 180°
d=弯心直径 a=试样直径
d=0
d=0.5a
（5）应用
– 大量用作建筑工程中钢筋混凝土的配筋外，还适用于 供拉丝、包装及其它用途。
2.3常用建筑钢材的试验检测 2.3.1钢筋
产品名称
检测项目
低碳钢热轧圆盘 条
钢筋混凝土用热 轧带肋钢筋
钢筋混凝土用热 轧光圆钢筋
拉伸试验 弯曲试验 拉伸试验 弯曲试验 拉伸试验 弯曲试验
试样数量
代表数量
1
2（不同根） 2（任 2 根） 2（任 2 根） 2（任 2 根）
按批检查和验 收，每批重量不
➢ 可焊性
可焊性是指在一定焊接工艺条件下，在焊缝及其 附近过热区是否产生裂缝及脆硬影响，焊接后接头强 度是否与母体相近的性能。
– 可焊性受化学成分及含量的影响。含碳量高、含硫量 高、合金元素含量高等，均会降低可焊性。含碳量小 于0.25%的非合金钢具有良好的可焊性。
– 焊接结构应选择含碳量较低的氧气转炉或平炉的镇静 钢。当采用高碳钢及合金钢时，为了改善焊接后的硬 脆性，焊接时一般要采用焊前预热及焊后热处理等措 施。
2.3.2低合金高强度结构钢
屈服点σs(MPa)
180°弯曲试验不得产生裂纹
牌 号
质量 等级
厚度(直径，边长)(mm)
≤16
＞16～ ＞35～ ＞50～
35
50 100
抗拉强度 σb(MPa)
伸长率 d=弯心直径；a=试样厚度/直径
δs(%)
钢材厚度(直径)(mm)
不小于
不小于
≤16
＞16～100
（4）力学性能和工艺性能
– 应符合GB13788的相关规定 。
（5）应用
– 冷轧带肋钢筋用于非预应力构件，与热轧圆盘条相比， 强度提高17%左右，可节约钢材30%左右；
– 用于预应力构件，与低碳冷拔丝比，伸长率高，钢筋 与混凝土之间的粘结力较大，适用于中、小预应力混 凝土结构构件，也适用于焊接钢筋网。
头部
（1）拉伸试验过程
σ
D
上屈服点
OB—弹性阶段
C上
B
C
A C下 下屈服点
BC—屈服阶段
E
CD—强化阶段
DE—颈缩阶段
0
Fε
以下屈服点的应力作
为钢材的屈服强度。
钢材拉伸过程的σ-ε图
σ
σB
σp
B A
弹性阶段
σp—比例极限，MPa。 σB—弹性极限，MPa。
0
ε
注：由于A、B两点相距较
近，一般认为σp=σB 。
Q255
Q275
冷弯试验 B＝2a 180°
钢材厚度(直径)(mm)
60
＞60～100 ＞100～200
0 0.5a 0.5a
a a 1.5a
2a
弯心直径 d
—
1.5a 2a 2a
2.5a
3a
—
2a 2.5a 2.5a
3a
3.5a
3a
4a
4.5a
➢ 牌号Q195的屈服点仅供参考，不作为交货条件；
➢ 进行拉伸和弯曲试验时，钢板和钢带应取横向试 样，伸长率允许降低1%。型钢应取纵向试样。
•1.2建筑钢材的主要品种
• 型钢
➢简单截面型钢：圆钢、方 钢、六角钢、八角钢等；
➢复杂截面型钢：工字钢、 角钢、槽钢、钢轨等。
• 钢板 光面钢板、花纹钢板、 彩色涂层钢板等。
压型彩钢板
•钢管
无缝钢管、焊接钢管 等。
• 线材
如钢筋、钢丝、钢 绞线等。
•1.3钢的分类
1.3.1按冶炼方法分
按冶炼方法分
第一章建筑钢材概述
• 1.1钢及其特性
• 1.1.1钢
➢ 理论上，凡是把含碳量小于2%，含杂质比较少的 铁碳合金称为钢。
➢ 含碳量超过2%，称为生铁；含碳量小于0.08%， 称为工业纯铁。
• 1.1.2钢的特点
➢ 具有强度高，塑性好，具有良好的韧性；工艺性 能良好，易于加工；但是，钢材易锈蚀、耐火性 差。
2.2.2低碳热轧圆盘条
（1）概述
– 低碳热轧圆盘条的公称直径为5.5～30mm，大多通过卷 线机成盘卷供应，因此称为盘条、盘圆或线材。
（2）分类
– 按用途分为：供拉丝用盘条（代号L）、供建筑和其他 一般用途用盘条（代号J）两种。
（3）牌号
– 低碳热轧圆盘条的牌号表示方法由屈服点符号、屈服 点数值、质量等级符号、脱氧方法符号、用途类别符 号等五个内容表示。
– Q345、Q390，综合力学性能好，焊接性能、冷热加工 性能和耐蚀性能均好，C、D、E级钢具有良好的低温 韧性。主要用于承受较高荷载的焊接结构。
– Q420、Q460，强度高，特别是在热处理后有较高的综 合力学性能。主要用于大型工程结构及要求强度高、
荷载大的轻型结构。
2.2钢筋
2.2.1热扎钢筋
（1）生产
– 采用钢锭经加热轧制自然冷却而成。
（2）分类
– 钢筋混凝土用热轧钢筋分为光圆钢筋 和带肋钢筋两种。
（3）牌号
– 热轧直条光圆钢筋 ：HPB235 – 热轧带肋钢筋：HRB335、HRB400、
HRB500
H、R、B分别 为热轧 （Hotrolled）、 带肋 （Ribbed）、 钢筋（Bars） 三个词英文首 位字母。
– 对于承受冲击荷载和振动荷载部位的钢材，必须考虑 冲击韧性。
•1.4.3工艺性能
➢ 冷弯性能
指钢材在常温下承受弯曲变形的能力。
冷弯试验的指标：弯心直径d与试件厚度（直径） a的比值d/a；弯曲角度（90°或180°）；试样弯曲外 表面无肉眼可见裂纹则冷弯合格。
通过冷弯试验，更有助于暴露钢材的某些内在 缺陷，它能揭示钢材是否存在内部组织不均匀、内 应力和夹杂物等缺陷。
钢材拉伸弹性阶段示意图
σ
屈服阶段
C上
B
C
A C下
放大后
C上
C B C下
0
ε
钢材拉伸屈服阶段示意图
σ
σb
C上
B
C
A C下
0
D
强化阶段
σb—— 抗拉强度或 强度极限。
ε
钢材拉伸强化阶段示意图
σ
D
C上
B
C
A C下
DE——颈缩阶 段
E
0
ε
钢材拉伸颈缩阶段示意图
（2）拉伸过程的参数
• 强度指标
➢屈服强度：
s
Fs A0
➢抗拉强度：
b
Fb A0
• 塑性指标
➢伸长率：
l1 l0 100%
l0
（3）硬钢（高碳钢）的拉伸性能
σ
A
• 硬钢强度高，塑性差，
拉伸过程无明显屈服
阶段，无法直接测定
屈服强度。用条件屈
服强度σ0.2来代替屈服 强度。
0b
a
ε
0.2%
oa——总变形。 ba——弹性变形99.8%。 ob——塑性变形0.2%。
建筑钢材机械性能 试验检测
厦门市建筑科学研究院（集团）有限公司 厦门市建筑工程检测中心有限公司 张百乐
• 第一章 建筑钢材概述 • 第二章 建筑钢材的品种、牌号及标准 • 第三章 金属材料 室温拉伸试验方法 • 第四章 金属材料 弯曲试验方法 • 第五章 钢筋焊接接头试验检测 • 第六章 钢筋机械连接接头试验检测
2.2.3冷轧带肋钢筋
（1）生产
– 冷轧带肋钢筋由热轧圆盘条经冷轧或冷拔减径后，在 表面冷轧成两面或三面有肋的钢筋。钢筋冷轧后允许 进行低温回火处理。
（2）牌号
– 按抗拉强度分为CRB550、CRB650、CRB800、 CRB970、CRB1170共五个牌号。