鋼材

　　生鐵(含碳量高于2.06%)在煉鋼爐中冶煉，將含碳量降低到指定范圍，并控制其它雜質(zhì)含量后得到鋼。

　　1.1 鋼材分類

　　1.1.1 按化學成分分類有碳素鋼;合金鋼：

　　碳素鋼;分為低碳鋼(C;<0.25%);中碳鋼(C：0.25%～0.60%);高碳鋼(C：>0.60%)。

　　合金鋼：含有某些用來改善鋼材性能的合金元素，如Si、Mn、Ti、V等。合金元素總含量小于5%為低合金鋼;5%～10%為中合金鋼;大于10%為高合金鋼。

　　1.1.2 按用途分類：分為結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼和特殊鋼(如不銹鋼、耐熱鋼、耐酸鋼等)。

　　1.1.3 按脫氧程度分類：脫氧充分者為鎮(zhèn)靜鋼及特殊鎮(zhèn)靜鋼(代號Z及TZ)，脫氧不充分者為沸騰鋼(F)，介于二者之間為半鎮(zhèn)靜鋼(b)。

　　建筑鋼材多為 普通碳素鋼結(jié)構(gòu)鋼的低碳鋼與低合金鋼結(jié)構(gòu)鋼。

　　1.2 鋼材的力學性能與工藝性能

　　1.2.1 抗拉性能。抗拉性能是建筑鋼材最重要的性能。表征抗拉性能的技術(shù)指標有：屈服點、抗拉強度及伸長率

　　1.2.1.1 屈服點。設(shè)計時，一般以屈服強度或壓服點作為強度取值的依據(jù)。

　　1.2.1.2 抗拉強度。在設(shè)計中，一定范圍內(nèi)，屈強比小則表明鋼材在超過屈服點工作時可靠性較高，較為安全。太小了則反映鋼材不能有效的被利用。

　　1.2.1.3 伸長率。表征了鋼材的塑性變形能力。越大越好。

　　1.2.2 冷彎性能。冷彎性能指鋼材在常溫下承受彎曲變形的能力，它表征在惡劣變形條件下鋼材的塑性，試件按規(guī)定條件彎曲，若彎曲處的外表面無裂斷、裂縫或起層，即認為冷彎性能合格。

　　1.2.3 沖擊韌性。沖擊韌性指鋼材抵抗沖擊載荷的能力。對直接承受動荷載而且可能在負溫下工作的重要結(jié)構(gòu)，必須進行沖擊韌性檢驗。

　　1.2.4 硬度。硬度指表面層局部體積抵抗壓入產(chǎn)生塑性變形的能力。表征值常用布氏硬度值HB表示。

　　1.2.5 耐疲勞性。在反復荷載作用下，鋼材在遠低于抗拉強度時突然發(fā)生斷裂，稱為疲勞破。疲勞破壞的危險應力用疲勞極限表示，其含義是：試件在交變應力下工作，在規(guī)定的周期基數(shù)內(nèi)不發(fā)生斷裂的最大應力。

　　1.2.6 焊接性能。可焊性主要指焊接后在焊縫處的性質(zhì)與母材性質(zhì)的一致程度。

　　1.3 土木建筑常用鋼材

　　1.3.1 碳素結(jié)構(gòu)鋼

　　碳素結(jié)構(gòu)鋼指一般的結(jié)構(gòu)鋼，牌號順序含義為：屈服點字母(Q)，屈服點數(shù)值(單位為Mpa)，質(zhì)量等級(分為A、B、C、D四級，逐級提高)和脫氧方法符號(F為沸騰鋼，B為半鎮(zhèn)靜鋼，Z為 鎮(zhèn)靜鋼，TZ為特殊鎮(zhèn)靜鋼。但表示中如遇Z、TZ可省略)。

　　[例]1，Q235―A.F，表示屈服點為235Mpa，A級沸騰鋼。

　　[例]2，Q235-B，表示屈服點為235Mpa，B級鎮(zhèn)靜鋼。

　　碳素結(jié)構(gòu)鋼依據(jù)屈服點Q數(shù)值的大小被劃分為五個牌號，Q195，Q215，Q235，Q255，Q275，依牌號升序，含碳量及抗拉強度增大，但冷彎性及伸長率呈下降趨勢。

　　Q235，可軋制各種型鋼、鋼板、鋼管與鋼筋。一般鋼結(jié)構(gòu)。C、D級可用在重要的焊接結(jié)構(gòu)。

　　Q195、Q215強度低，塑性、韌性較好，易于冷加工，可制作鉚釘、鋼筋。

　　Q255、Q275強度高，但塑性、韌性、可焊性差，用于鋼筋混凝土配筋及鋼結(jié)構(gòu)中的構(gòu)件及螺栓等。

　　在低溫情況下工作的結(jié)構(gòu)，不能選用A、B質(zhì)量等級鋼材及沸騰鋼。

　　1.3.2 低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼

　　在碳素結(jié)構(gòu)鋼的基礎(chǔ)，少量添加若干合金元素。提高強度、韌性、耐磨性及耐腐蝕性。

　　1.3.3 型鋼、鋼板：

　　熱軋鋼板按板厚分兩種：

　　(1)中厚板，厚度大于4mm;

　　(2)薄板，厚度為0.35-4mm。

　　冷軋鋼板只有薄板一種，厚度為0.2-4mm。

　　1.3.4 鋼筋

　　1.3.4.1 熱軋鋼筋

　　I級鋼筋(表面光圓，)的強度較低，塑性及焊接性好，便于冷加工，

　　1.3.4.2 冷加工鋼筋。冷加工后，雖鋼筋的強度有所提高，但其塑性、韌性有所下降。

　　1.3.4.3 熱處理鋼筋。預應力混凝土用熱處理鋼筋強度高，可代替高強鋼絲使用，配筋根數(shù)少，預應力值穩(wěn)定，主要用作預應力鋼筋混凝土軌枕，也可用于預應力混凝土板、吊車梁等構(gòu)件。

　　1.3.4.4 碳素鋼絲、刻痕鋼絲和鋼絞線。預應力混凝土需使用專門的鋼絲，預應力混凝土用鋼絲分為碳素鋼絲(矯直回火鋼絲，代號J)、冷拉鋼絲(代號L)及矯直回火刻痕鋼絲(代號JK)三種。

　　碳素鋼絲(矯直回火鋼絲)。由含碳量不低于0.8%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼盤條，經(jīng)冷拔及回火制成。

　　刻痕鋼絲。碳素鋼絲表面沿長度方向壓出橢圓形刻痕，即為刻痕鋼絲。需作低溫回火處理。

　　鋼絞線。絞捻及熱處理后制成。鋼絞線強度高、柔性好，適用于曲線配筋的預應力混凝土結(jié)構(gòu)、大跨度或重荷載的屋架等。

　　鋼絲和鋼絞線主要用于大跨度、大負荷的橋梁、電桿、枕軌、屋架、大跨度吊車梁等，安全可靠，節(jié)約鋼材，且不需冷拉、焊接接頭等加工。

　　1.3.5 焊接材料

　　1.3.5.1 焊條

　　1.3.5.1.1 焊條材質(zhì)分為碳素結(jié)構(gòu)鋼及低合金結(jié)構(gòu)鋼兩種。根據(jù)藥皮的不同，大體分為酸性型及堿性低氫型兩種。

　　結(jié)構(gòu)鋼電焊條用量大，用來焊接碳素鋼、普通低合金鋼及鑄鋼。

　　鑄鐵電焊條適用于焊接各種鑄鐵施焊物。

　　1.3.5.1.2 焊劑

　　焊劑的選擇以適應施焊材料及施焊結(jié)構(gòu)為依據(jù)。如一般的低碳鋼結(jié)構(gòu)可選用高錳高硅型焊劑，并配以H08A和H08MnA焊絲。對于Q345、Q390等低合金鋼，則可選用高錳型或低錳型焊劑。在使用焊劑時要注意：在使用前，焊劑一般要在250~C下烘烤1-2h。

　　1.3.6 鋼材的防銹與防火

　　1.3.6.1 鋼材的防銹

　　混凝土配筋的防銹措施：限制水灰比和水泥用量，限制氯鹽外加劑的使用，采取措施保證 混凝土的密實性，還可以采用摻加防銹劑(加重鉻酸鹽等)的方法。

　　1.3.6.2 鋼材的防火

　　裸露的、未作表面防火處理的鋼結(jié)構(gòu)，耐火極限僅15min左右。防火處理主要的方法是在其表面上涂敷防火涂料。

　　防火涂料有STI―A型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料及LG鋼結(jié)構(gòu)防火隔熱涂料等。

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