金属材料

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2.7 常用建筑钢材
4) 冷轧带肋钢筋 采用普通低碳钢或低合金钢热轧的圆盘条，经冷轧或冷拔减径后在其
表面冷轧成二面或三面有肋的钢筋，也可经低温回火处理。 牌号：根据《冷轧带肋钢筋》(GB 13788—2000)，冷轧带肋钢筋按抗
拉强度最小值分为CRB550、CRB650、CRB800、CRB970和CRB1170五个牌号， 其中C、R、B分别为冷轧(Cold rolled)、带肋(Ribbed)和钢筋(Bar)三个 词的英文首位字母。
6～25 28～50
屈服点 (MPa)
抗拉强度
(MPa)
(Βιβλιοθήκη Baidu)
≥
335
490
16
冷弯 d—弯心直径 a—钢筋公称直径
180о d=3a d=4a
HRB400（Ⅲ)
6～25 28～50
400
570
14
180о d=4a d=5a
HRB500 ( Ⅳ)
6～25 28～50
500
630
12
180о d=6a d=7a
热轧带肋钢筋的特点和应用： ★HRB335和HRB400钢筋的强度较高，塑性和焊接性能较好，广泛用于 大、中型钢筋混凝土结构的受力筋。 ★HRB500钢筋强度高，但塑性和焊接性能较差，可用作预应力钢筋。
3) 低碳钢热轧圆盘条 低碳钢热轧圆盘条是由屈服强度较低的碳素结构钢轧制的盘条。可
用作拉丝、建筑、包装及其他用途，是目前用量最大、使用最广的线 材，也称普通线材。普通线材大量用作建筑混凝土的配筋、拉制普通低 碳钢丝和镀锌低碳钢丝。
6) 预应力混凝土用钢丝和钢绞线 (1) 预应力混凝土用钢丝是用优质碳素结构钢制成。 分类：《预应力混凝土用钢丝》(GB/T 5223—2002) ①按加工状态分为： 冷拉钢丝(WCD) 消除应力钢丝 消除应力钢丝按松弛性能又分为： 低松弛级钢丝(WLR) 普通松弛钢丝(WNR) ②按外形分类： 光圆(P) 螺旋肋钢丝(H) 刻痕钢丝(I)。
(2) 预应力混凝土用钢绞线是以数根优质碳素结构钢钢丝经绞捻和消 除内应力的热处理而制成。
类型：《预应力混凝土用钢绞线》(GB/T 5224—2004)根据捻制结构(钢 丝的股数)，将其分为1×2、1×3、1×3I、1×7和(1×7)C五类。
特点：预应力混凝土用钢绞线的最大负荷随钢丝的根数不同而不同，7 根捻制结构的钢绞线，整根钢绞线的最大力达384kN以上，规定非比例延伸 力可达346kN以上，1 000h松弛率≤1.0%～4.5%。
第2章
建筑金属材料
本章内容
• 钢的冶炼与分类 • 钢材的力学性能与工艺性能 • 钢的组织和化学成分对钢材性能的影响 • 建筑钢材的锈蚀与防护 • 建筑钢材的品种与选用 • 常用建筑钢材 • 铝合金及制品 • 思考题
2.7 常用建筑钢材
2.7 常用建筑钢材
一、钢筋
1. 热轧钢筋 钢筋混凝土用热轧钢筋，根据其表面形状分为光圆钢筋和带肋钢筋两 类。 1) 热轧光圆钢筋 根据《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》(GB 13013—1991)的规定，热轧 光圆钢筋级别为Ⅰ级，强度等级代号为R235。“R”表示“热轧”，“235” 表示屈服强度要求值(MPa)，其力学性能和工艺性能应符合表7-7的规定。
2.7 常用建筑钢材
特点：预应力混凝土用钢丝有强度高(抗拉强度 在1470MPa～1770MPa 以上，屈服强度 在1100MPa～1330MPa以上)，柔性好(标距为200mm的伸 长率大于1.5%，弯曲180о达4次以上)，无接头，质量稳定可靠，施工方 便，不须冷拉、不须焊接等优点。
应用：主要用于大跨度屋架及薄腹梁、大跨度吊车梁、桥梁、电杆和 轨枕等的预应力钢筋等。
2.7 常用建筑钢材
R235（ HPB235） 的特点和应用：光圆钢筋的强度低，但塑性和焊接性 能好，便于各种冷加工，因而广泛用做小型钢筋混凝土结构中的主要受力 钢筋以及各种钢筋混凝土结构中的构造筋。
2) 热轧带肋钢筋
热轧带肋钢筋表面有两条纵肋，并沿长度方向均匀分布有牙形横肋， 如图7.9所示。
根据《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》(GB 1499—1998)的规定，热轧 带肋钢筋分为HRB335、HRB400、HRB500三个牌号。
轧—冷拔联合工艺生产，也可用冷扎方式生产，但后者成本高昂。主要用 于压力管道和一些特定的钢结构。
(2) 焊接钢管采用优质或普通碳素钢钢板卷焊而成，表面镀锌或不镀 锌(视使用而定)。按其焊缝形式有直缝电焊钢管和螺旋焊钢管，适用于各 种结构、输送管道等用途。焊接钢管成本较低，容易加工，但多数情况下 抗压性能较差。
角钢:主要用做承受轴向力的杆件和支撑杆件，也可作为受力构件之 间的连接零件。
2.7 常用建筑钢材
2.冷弯薄壁型钢 冷弯薄壁型钢通常用2mm～6mm薄钢板冷弯或模压而成，有角钢、槽钢
等开口薄壁型钢及方形、矩形等空心薄壁型钢。可用于轻型钢结构。 3.钢板
钢板有热轧钢板和冷扎钢板之分，按厚度可分为厚板(厚度>4mm)和薄 板(厚度≤4mm)两种。厚板用热轧方式生产，材质按使用要求相应选取；薄 板用热轧或冷扎方式均可生产，冷扎钢板一般质量较好，性能优良，但其 成本高，土木工程中使用的薄钢板多为热轧型。
2.7 常用建筑钢材 表7-11 冷轧带肋钢筋的力学性能和工艺性能 GB 13788—2000
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注：D为弯心直径，d为钢筋公称直径。
表7-12 冷轧带肋钢筋反复弯曲试验的弯曲半径(mm)
钢筋公称直径
4
5
6
弯曲半径
10
15
15
2.7 常用建筑钢材
5) 预应力混凝土用热处理钢筋 预应力混凝土用热处理钢筋是用热轧带钢筋经淬火和回火的调质处
钢结构常用型钢有工字钢、H型钢、T型钢、Z型钢、槽钢、等边角 钢和不等边角钢等。型钢由于截面形式合理，材料在截面上分布对受力 最为有利，且构件间连接方便，所以它是钢结构中采用的主要钢材。
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(a)工字钢
(b)槽钢
(c)等边角钢
图2.11 几种常用热轧型钢截面示意图
(d)不等边角钢
2.7 常用建筑钢材
在土木工程中，钢管多用于制作桁架、塔桅、钢管混凝土等，广泛应 用于高层建筑、厂房柱、塔柱、压力管道等工程中。
2.7 常用建筑钢材
牌号
Q195 Q215 Q235
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表2-10 供拉丝用盘条力学性能和工艺性能
力学性能
冷弯试验，
180о
抗拉强度 (MPa) 伸长率
(%)
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d=弯心直径
≥
≥
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a=试样直径
420
28
d=0
420
26
d=0.5a
470
22
d=a
表2-11 供建筑及包装用盘条力学性能和工艺性能
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表2-13 预应力混凝土用热处理钢筋的力学性能《预应力混凝土用热处理钢筋》(GB 4463—1984)
2.7 常用建筑钢材
特点和应用：预应力混凝土用热处理钢筋强度高，可代替高强钢丝使 用；配筋根数少，节约钢材；锚固性好不易打滑，预应力值稳定；施工简 便，开盘后自然伸直，不须调直及焊接。主要用于预应力钢筋混凝土轨枕， 也可用于预应力梁、板结构及吊车梁等。
表2-8 热轧光圆钢筋力学性能和工艺性能要求
屈服
点 抗拉强度
表面 钢筋 强度等级 公称直径 (MP (MPa)
(%)
形状 级别 代号①
(mm)
a)
≥
冷弯
d—弯心直径 a—钢筋公称直
径
光圆 Ⅰ
R235
8～20
235
370
25
180о d=a
注：①在《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB 50504—2002)中代号为HPB235。
供拉丝用盘条代号为“L”，供建筑和其他用途盘条代号为“J”。 盘条的公称直径为5.5mm、6.0mm、6.5mm、7.0mm、8.0mm、9.0mm、 0.0mm、11.0mm、12.0mm、13.0mm、14.0mm。
根据《低碳钢热轧盘条》GB/T 701—1997的规定，低碳钢热轧盘条 的力学性能和工艺性能应符合表7-9及表7-10的要求。
规格：CRB550钢筋的公称直径范围为4mm～12mm，CRB650及以上牌号 钢筋的公称直径为4mm、5mm、6mm。
特点：冷轧带肋钢筋与冷拉、冷拔钢筋相比，强度相近，但克服了 冷拉、冷拔钢筋握裹力小的缺点，因此，在中、小型预应力混凝土结构 构件中和普通混凝土结构构件中得到了越来越广泛的应用。
应用： CRB550为普通钢筋混凝土用钢筋，其他牌号为预应力混凝土 用钢筋。
钢板的钢种主要是碳素钢，某些重型结构、大跨度桥梁等也采用低合 金钢。厚板主要用于结构，薄板主要用于屋面板、楼板和墙板等。在钢结 构中，单块钢板不能独立工作，必须用几块板组合成工字形、箱形等结构 来承受荷载。
2.7 常用建筑钢材
4. 钢管 按照生产工艺，钢结构所用钢管分为热轧无缝钢管和焊接钢管两大类。 (1) 热轧无缝钢管以优质碳素钢和低合金结构钢为原材料，多采用热
H、R、B分别为： 热轧(Hot rolled)、带肋(Ribbed) 和钢筋(Bars)三个词的英文首字 母， 数字：表示相应的屈服强度要求 值(MPa)。
图2.10 带肋钢筋外形图
2.7 常用建筑钢材
表面形状 带肋
表2-9 热轧带肋钢筋的力学性能和工艺性能要求
牌号 HRB335（Ⅱ）
公称直径 (mm)
我国建筑用热轧型钢主要采用碳素结构钢和低合金钢，其中应用最多 是碳素钢Q235-A，低合金钢Q345(16Mn)及Q390(15MnV)，前者适用于一般 钢结构工程，后者可用于大跨度、承受动荷载的钢结构工程。
几种热轧型钢特点和应用： 工字钢：广泛应用于各种建筑结构和桥梁，主要用于承受横向弯曲
(腹板平面内受弯)的杆件，但不宜单独用作轴心受压构件或双向弯曲的构 件。
理而成的，按外形分为有纵肋(公称直径有8.2mm、10mm两种)和无纵肋 (公称直径有6mm、8.2mm两种)。
牌号的含义依次为：平均含碳量的万分数、合金元素符号、合金元 素平均含量(“2”表示含量为1.5%～2.5%，无数字表示含量<1.5%)、脱 氧程度(镇静钢，无该项)。如40Si2Mn表示平均含碳量为0.40%、硅含量 为1.5%～2.5%、锰含量为<1.5%的镇静钢。
H型钢：优化了截面的分布，有翼缘宽，侧向刚度大，抗弯能力强， 翼缘两表面相互平行、连接构造方便、省劳力，重量轻、节省钢材等优点。 常用于承载力大、截面稳定性好的大型建筑，其中宽翼缘和中翼缘H型钢 适用于钢柱等轴心受压构件，窄翼缘H型钢适用于钢梁等受弯构件。
槽钢:可用做承受轴向力的杆件、承受横向弯曲的梁以及联系杆件， 主要用于建筑结构、车辆制造等。
预应力混凝土用钢绞线亦具有强度高、柔韧性好、无接头、质量稳定 和施工方便等优点，使用时按要求的长度切割，
应用：主要用于大跨度、大负荷的后张法预应力屋架、桥梁和薄腹板 等结构的预应力筋。
2.7 常用建筑钢材
二、 型钢 钢结构用钢材主要是热轧成型的钢板和型钢等；薄壁轻型钢结构中主
要采用薄壁型钢、圆钢和小角钢；钢材所用的母材主要是普通碳素结构钢 和低合金高强度结构钢。 1. 热轧型钢