造價員輔導資料：建筑鋼材(1)
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一、概述
用于建筑工程中的金屬材料主要有建筑鋼材、鋁合金和不銹鋼。尤其是建筑鋼材，作為結構材料具有優異的力學性能，可進行冷彎、焊接、鉚接等加工，因此在建筑工程中得到廣泛的應用。建筑鋼材包括各種型鋼(如角鋼、槽鋼、工字鋼等)、鋼板、鋼管、和用于鋼筋混凝土中的各種鋼筋、鋼絲等。
(一)鋼材的化學成分
鋼和生鐵同屬于鐵碳合金，其區別在于含碳量的不同。凡含碳量低于0.02%稱為純鐵;含碳量在0.02%～2.06%的鐵碳合金稱為鋼;含碳量超過2.06%者稱為生鐵。影響鋼材性能的化學成分除了碳元素之外，還有硅、錳、礬等合金元素和硫、磷、氧等有害元素。以下簡要介紹其中幾種：
1.碳(C)：當含碳量小于0.8%時，C含量增加將使抗拉強度及硬度提高，但塑性與韌性將降低，焊接性能、耐腐蝕性能也下降。
2.硅(Si)：當小于等于1%時，Si含量的增加可顯著提高強度及硬度，而對塑性及韌性無顯著影響。
3.錳(Mn)：在一定限度內，隨Mn含量增加可顯著提高強度及耐腐、耐磨性，并可消減因氧與硫引起的熱脆性。
4.硫(S)：屬有害元素，引起熱脆性，使機械性能、焊接性能、及抗腐蝕性能下降。
5.磷(P)：屬有害元素，引起冷脆性，造成塑性、韌性、焊接性、冷彎性下降，但可提高耐磨性及抗腐蝕性。
(二)鋼材的分類
1.按化學成分分類
(1)碳素鋼。除鐵元素外，不含其他金屬元素，含碳量為0.02%～2.06%。根據含碳量的多少，碳素鋼分為低碳鋼(含碳量低于0.25%)、中碳鋼(含碳量范圍為0.25%～0.60%)和高碳鋼(含碳量高于0.6%)。建筑工程中一般使用低碳鋼。
(2)合金鋼。除了鐵元素外，還含有一定量的合金元素以改善鋼材性能，如硅、錳、鈦、釩、鉻、鈮等。根據合金元素的總量，合金鋼又分為低合金鋼(合金元素總含量低于5%)、中合金鋼(合金元素總含量為5%～10%)和高合金鋼(合金元素含量高于10%)。建筑工程中一般使用低合金鋼。
2.按脫氧程度分類
(1)沸騰鋼(代號F)。脫氧不充分，在澆鑄鋼錠時，鋼液中有大量CO氣體逸出，碳及其他元素的偏析現象較嚴重，鋼材中成分不均勻，質量較差。
(2)鎮靜鋼(代號Z)。脫氧完全，澆注鋼時基本沒有氣體逸出，所以鋼液平靜冷卻，鋼材質量好。
(3)半鎮靜鋼(代號b)。脫氧程度和質量介于沸騰鋼和鎮靜鋼之間。
(4)特殊鎮靜鋼(代號TZ)。脫氧相當完全，鋼材質量最好與機械制造、國防工業、工具等用鋼相比，建筑用鋼對質量和性能要求相對較低，用量較大，所以建筑鋼材中多采用沸騰鋼或半鎮定鋼。
3.按鋼材中有害雜質含量分類
根據鋼中有害雜質(主要是P、S元素)的含量多少分為普通鋼、優質鋼、高級優質鋼和特殊優質鋼，其P、S含量范圍分別如下：
(1)普通鋼：P≤0.045%，S≤0.050%;
(2)優質鋼：P≤0.035%，S≤0.035%;
(3)高級優質鋼：P≤0.025%，S≤0.025%;
(4)特殊優質鋼：P≤0.025%，S≤0.015%。
4.按鋼材在結構物中的用途分類
(1)鋼結構用鋼。包括碳素結構鋼、低合金鋼兩種。其產品類型主要是型材和板材。工字鋼、T形鋼、槽鋼等型材多用作梁、柱等承重構件，各種厚度的鋼板一般用作墻體或屋頂表面。對于碳素結構鋼重點控制的質量指標有化學成分、力學性能和冷彎性能，按照屈服點強度值共劃分5個牌號，即Q195、Q215、Q235、Q255、Q275，屈服強度依次提高。對于低合金結構鋼需要控制的質量指標有化學成分、力學性能、冷彎性能和沖擊韌性。
(2)鋼筋混凝土結構用鋼。主要產品類型有鋼筋、鋼絲等線材，包括熱軋鋼筋、冷拉鋼筋、預應力混凝土用熱處理鋼筋、冷軋帶肋鋼筋、冷拔低碳鋼絲、預應力混凝土用鋼絲及鋼絞線等。按照鋼筋的表面狀態特征分為光圓鋼筋和帶肋鋼筋，帶肋鋼筋有月牙肋鋼筋和等高肋鋼筋，其表面和斷面形式如圖2-2-3所示。其力學性能要考慮屈服強度、極限強度和延伸率等指標，通常以屈服強度作為劃分強度等級的依據。
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