1A414012建筑钢材的性能和应用

2023-12-19 153点热度 0人点赞

1A414012建筑钢材的性能和应用

建筑钢材可分为钢结构用钢、钢筋混凝土结构用钢和建筑装饰用钢材制品等。

一、建筑钢材的主要钢种

钢材是以铁为主要元素,含碳量为,并含有其他元素的合金材料。钢材按化学成分,分为碳素钢和合金钢两大类。碳素钢根据含碳量,又可分为低碳钢(含碳量小于0.25%)、中碳钢(含碳量和高碳钢(含碳量大于0.6%)。合金钢是在炼钢过程中加入一种或多种合金元素,如硅(Si)、锰(Mn)、钛(Ti)、钒(V)等而得的钢种。按合金元素的总含量合金钢又可分为低合金钢(总含量小于5%)、中合金钢(总含量和高合金钢(总含量大于10%)。

根据钢中有害杂质硫、磷的多少,工业用钢可分为普通钢、优质钢、高级优质钢和特级优质钢。根据用途的不同,工业用钢常分为结构钢、工具钢和特殊性能钢。

建筑钢材的主要钢种有碳素结构钢、优质碳素结构钢和低合金高强度结构钢。

国家标准《碳素结构钢》GB/T700—2006规定,碳素结构钢的牌号由代表屈服强度的字母Q、屈服强度数值、质量等级符号、脱氧方法符号四个部分按顺序组成。其中,质量等级以磷、硫杂质含量由多到少,分别用A、B、C、D表示,D级钢质量最好,为优质钢;脱氧方法符号的含义为:F——沸腾钢,Z——镇静钢,TZ——特殊镇静钢,牌号中符号Z和TZ可以省略。例如,Q235-AF表示屈服强度为235MPa的A级沸腾钢。除常用的Q235外,碳素结构钢的牌号还有Q195、Q215和Q275。碳素结构钢为一般结构和工程用钢,适于生产各种型钢、钢板、钢筋、钢丝等。

优质碳素结构钢钢材按冶金质量等级分为优质钢、高级优质钢(牌号后加“A”)和特级优质钢(牌号后加“E”)。优质碳素结构钢一般用于生产预应力混凝土用钢丝、钢绞线、锚具,以及高强度螺栓、重要结构的钢铸件等。

低合金高强度结构钢的牌号与碳素结构钢类似,不过其质量等级分为B、C、D、E、F五级,牌号有Q355、Q390、Q420、Q460几种。主要用于轧制各种型钢、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、高层结构、大跨度结构及桥梁工程等。

二、常用的建筑钢材

(一)钢结构用钢

钢结构用钢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及低合金高强度结构钢。

钢结构常用的热轧型钢有:工字钢、H型钢、T型钢、槽钢、等边角钢、不等边角钢等。型钢是钢结构中采用的主要钢材。

钢板材包括钢板、花纹钢板、建筑用压型钢板和彩色涂层钢板等。钢板规格表示方法为“宽度×厚度×长度”(单位为mm)。钢板分厚板(厚度大于4mm)和薄板(厚度不大于4mm)两种。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,单块钢板一般较少使用,而是用几块板组合成工字形、箱形等结构形式来承受荷载。

(二)钢管混凝土结构用钢管

钢管混凝土结构即在薄壁钢管内填充普通混凝土,将两种不同性质的材料组合而形成的复合结构。近年来,随着理论研究的深人和新施工工艺的产生,钢管混凝土结构工程应用日益广泛。钢管混凝土结构按照截面形式的不同,可分为矩形钢管混凝土结构、圆钢管混凝土结构和多边形钢管混凝土结构等,其中矩形钢管混凝土结构和圆钢管混凝土结构应用较广。从现已建成的众多建筑来看,目前钢管混凝土的使用范围还主要限于柱、桥墩、拱架等。

钢管混凝土结构用钢管可采用直缝焊接管、螺旋形缝焊接管和无缝钢管。按设计施工图要求由工厂提供的钢管应有出厂合格证。钢管内不得有油渍等污物,以应保证钢管内壁与核心混凝土紧密粘结。钢管焊接必须采用对接焊缝,并达到与母材等强的要求。焊缝质量应满足《钢结构工程施工质量验收标准》GB50205—2020二级焊缝质量标准的要求。

由施工单位自行卷制的钢管,其钢板必须平直,不得使用表面锈蚀或受过冲击的钢板,并应有出厂证明书或试验报告单。卷管方向应与钢板压延方向一致。卷制钢管前,应根据要求将板端开好坡口。为适应钢管拼接的轴线要求,钢管坡口端应与管轴线严格垂直。卷板过程中,应注意保证管端平面与管轴线垂直。根据不同的板厚,焊接坡口应符合规范的有关要求。

(三)钢筋混凝土结构用钢

钢筋混凝土结构用钢主要品种有热轧钢筋、预应力混凝土用热处理钢筋、预应力混凝土用钢丝和钢绞线等。热轧钢筋是建筑工程中用量最大的钢材品种之一,主要用于钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构的配筋。目前,我国常用的热轧钢筋品种、强度标准值见表1A414012-1。

常用热轧钢筋的品种及强度标准值 表1A414012-1

品种

牌号

屈服强度f(MPa)

极限强度f(MPa)

不小于

不小于

光圆钢筋

HPB300

300

420

带肋钢筋

HRB400

400

540

HRBF400

HRB400E

HRBF400E

HRB500

500

630

HRBF500

HRB500E

HRBF500E

热轧光圆钢筋强度较低,与混凝土的粘结强度也较低,主要用作板的受力钢筋、箍筋以及构造钢筋。热轧带肋钢筋与混凝土之间的握裹力大,共同工作性能较好,其中的HRB400级钢筋是钢筋混凝土用的主要受力钢筋,是目前工程中常用的钢筋牌号。

国家标准规定,有较高要求的抗震结构适用的钢筋牌号为:在表1A414012-1中已有带肋钢筋牌号后加E(例如:HRB400E、HRBF400E)的钢筋。该类钢筋除满足表中的强度标准值要求外,还应满足以下要求:

(1)抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25。

(2)屈服强度实测值与屈服强度标准值的比值不应大于1.30。

(3)最大力总延伸率实测值不应小于9%。

国家标准还规定,热轧带肋钢筋应在其表面轧上牌号标志、生产企业序号(许可证后3位数字)和公称直径毫米数字,还可轧上经注册的厂名(或商标)。钢筋牌号以阿拉伯数字或阿拉伯数字加英文字母表示,HRB400、HRB500分别以4、5表示,HRBF400、HRBF500分别以C4、C5表示,HRB400E、HRB500E分别以4E、5E表示,HRBF400E、HRBF500E分别以C4E、C5E表示。厂名以汉语拼音字头表示。公称直径毫米数以阿拉伯数字表示。

(四)建筑装饰用钢材制品

现代建筑装饰工程中,钢材制品得到广泛应用。常用的主要有不锈钢钢板和钢管、彩色不锈钢板、彩色涂层钢板和彩色涂层压型钢板,以及镀锌钢卷帘门板及轻钢龙骨等。

1.不锈钢及其制品

不锈钢是指含铬量在12%以上的铁基合金钢。 铬的含量越高,钢的抗腐蚀性越好。建筑装饰工程中使用的是要求具有较好的耐大气和水蒸气侵蚀性的普通不锈钢。用于建筑装饰的不锈钢材主要有薄板(厚度小于2mm)和用薄板加工制成的管材、型材等。

2.轻钢龙骨

轻钢龙骨以镀锌钢带或薄钢板为原料由特制轧机经多道工艺轧制而成,断面有U形、C形、T形和L形。主要用于装配各种类型的石膏板、钙塑板、吸声板等,用作室内隔墙和吊顶的龙骨支架。与木龙骨相比,具有强度高、防火、耐潮、便于施工安装等特点。

轻钢龙骨主要分为吊顶龙骨(代号D)和墙体龙骨(代号Q)两大类。吊顶龙骨又分为主龙骨(承载龙骨)、次龙骨(覆面龙骨)。墙体龙骨分为竖龙骨、横龙骨和通贯龙骨等。

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