建筑钢材的标准与选用

8.3 建筑钢材的标准与选用

建筑工程用钢有钢结构用钢和钢筋混凝土结构用钢两类，前者主要应用型钢和钢板，后者主要采用钢筋和钢丝。

一、钢结构用钢

钢结构用钢主要有碳素结构钢和低合金结构钢两种。

（一）碳素结构钢（非合金钢）

1.碳素结构钢的牌号及其表示方法

碳素结构钢的牌号由四个部分组成：屈服点的字母（Q）、屈服点数值（N／mm2）、质量等级符号（A、B、C、D）、脱氧程度符号（F、B、Z、TZ）。碳素结构钢的质量等级是按钢中硫、磷含量由多至划分的，随A、B、C、D的顺序质量等级逐级提高。当为镇静钢或特殊镇静钢时，则牌号表示“Z”与“TZ”符号可予以省略。

按标准规定，我国碳素结构钢分五个牌号，即Q195、Q215、Q235、Q255和Q275。例如Q235—A·F，它表示：屈服点为235N／mm2的平炉或氧气转炉冶炼的A级沸腾碳素结构钢。

2.碳素结构钢的技术要求

按照标准GB700—88规定，碳素结构钢的技术要求包括化学成分、力学性能、冶炼方法、交货状态、表面质量等五个方面。各牌号碳素结构钢的化学成分及力学性能应分别符合表8.3.1、表8.3.2的要求。

表8.3.1 碳素结构钢的化学成分(GB700-88)

表8.3.2 碳素结构钢的力学性能(GB700-88)

3.碳素结构钢各类牌号的特性与用途

建筑工程中常用的碳素结构钢牌号为Q235，由于该牌号钢既具有较高的强度，又具有较好的塑性和韧性，可焊性也好，故能较好地满足一般钢结构和钢筋混凝土结构的用钢要求。相反用Q195和Q215号钢，虽塑性很好，但强度太低；而Q255和Q275号钢，其强度很高，但塑性较差，可焊性亦差，所以均不适用。

Q235号钢冶炼方便，成本较低，故在建筑中应用广泛。由于塑性好，在结构中能保证在超载、冲击、焊接、温度应力等不利条件下的安全：并适于各种加工，大量被用作轧制各种型钢、钢板及钢筋。其力学性能稳定，对轧制、加热、急剧冷却时的敏感性较小。其中Q235—A级钢，一般仅适用于承受静荷载作用的结构，Q235—C和D级钢可用于重要焊接的结构。另外，由于Q235—D级钢含有足够的形成细晶粒结构的元素，同时对硫、磷有害元素控制严格，故其冲击韧性很好，具有较强的抗冲击、振动荷载的能力，尤其适宜在较低温度下使用。

Q195和Q215号钢常用作生产一般使用的钢钉、铆钉、螺栓及铁丝等；Q255及Q275号钢多用于生产机械零件和工具等。

（二）低合金高强度结构钢

低合金高强度结构钢是在碳素钢结构钢的基础上，添加少量的一种或多种合金元素（总含量 < 5%）的一种结构钢。其目的是提高钢的屈服强度、抗拉强度、耐磨性、耐蚀性与耐低温性等。因而它是综合性较为理想的建筑钢材，在大跨度、承重动荷载和冲击荷载的结构中更适用。此外，与使用碳素钢相比，可以节约钢材20%～30%，而成本并不很高。

1.低合金结构钢的牌号及其表示方法

根据国家标准（GB1591—94）规定，我国低合金结构钢共有5个牌号，所加元素主要有锰、硅、钒、钛、铌、铬、镍及稀土元素。其牌号的表示由屈服点字母Q、屈服点数值、质量等级（A、B、C、D、E五级）三部分组成。

2.低合金结构钢的应用

低合金结构钢主要用于轧制各种型钢（角钢、槽钢、工字钢）、钢板、钢管及钢筋，广泛用于钢结构和钢筋混凝土结构中，特别适用于各种重型结构、大跨度结构、高层结构及桥梁工程等，尤其对用于大跨度和大柱网的结构，其技术经济效果更为显著。

二、钢筋混凝土结构用钢

（一）热轧钢筋

钢筋混凝土用热轧钢筋，根据其表面状态特征、工艺与供应方式可分为热轧光圆钢筋、热轧带肋钢筋与热轧热处理钢筋等，热轧带肋钢筋通常为圆形横截面，且表面通常带有两条纵肋和沿长度方向均匀分布的横肋。按肋纹的形状分为月牙肋和等高肋，如图8.3.1所示；热轧钢筋按其力学性能，分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级，其强度等级代号分别为R235、RL335、RL400、 RL540。其中Ⅰ级钢筋由碳素结构钢轧制，其余均由低合金钢轧制而成。

Ⅰ级钢筋的强度较低，但塑性及焊接性能很好，便于各种冷加工，故广泛用于普通钢筋混凝土构件的受力筋及各种钢筋混凝土结构的构造筋。Ⅱ级和Ⅲ级钢筋的强度较高，塑性和焊接性能也较好，广泛用作大、中型钢筋混凝土结构的受力钢筋。Ⅳ级钢筋强度高，但塑性和可焊性较差，可用作预应力钢筋。