钢材的技术标准与选用

'钢材的技术标准与选用钢材的技术标准与选用　钢材的技术标准与选用　　钢材可分为钢筋混凝土结构用钢和钢结构用钢两大类。　　一、主要钢种　　（一）碳素结构钢　　1．碳素结构钢的牌号及其表示方法。根据国家标准《碳素结构钢》（GB700-88）规定，碳素结构钢分5个牌号，即Q195、Q215、Q235、Q255和Q275。按其硫、磷杂质含量由多到少分为A、B、C、D4个质量等级。碳素结构钢的牌号表示是由代表屈服点的字母Q、屈服点数值、质量等级（A、B、C、D）、脱氧程度（F、b、Z、TZ）等4个部分按顺序组成。镇静钢和特殊镇静钢在钢的牌号中Z和TZ予以省略。如Q235-A·F，表示此碳素结构钢是屈服点为235MPa的A级沸腾钢；Q235—C，表示此碳素结构钢是屈服点为235MPa的C级镇静钢。　　2．碳素结构钢的技术要求。按照国家标准《碳素结构钢》（GB700-88）规定，碳素结构钢的技术要求如下：　　（1）化学成分：各牌号碳素结构钢的化学成分应符合表6-1的规定。　　（2）力学性能　　碳素结构钢的强度、冲击韧性等指标应符合表6-2的规定，冷弯性能应符合表6-3的要求。表6-1碳素结构钢的化学成分牌号　　MnSiSP    等级    化学成分（%）    脱氧方法        C    Mn    Si    S    P                    ≤    Q195    —    0.06～0.12    0.25～0.50    0.30    0.050    0.045    F、b、ZQ215    A    0.09～0.15    0.25～0.55    0.30    0.500    0.045    F、b、Z    B                        Q235    A    0.14～0.22    0.30～0.65①    0.30    0.050    0.045    F、b、Z    B    0.12～0.20    0.30～0.70②        0.045            C    ≤0.18    0.35～0.80        0.040    0.040    Z    D    ≤0.17            0.035    0.035    TZQ255    A    0.18～0.28    0.40～0.70    0.30    0.050    0.045    Z    B                0.045         Q275    —    0.20～0.38    0.50～0.80    0.35    0.050    0.045    Z注：①②Q235A、B级沸腾钢的锰含量上限为0.60%表6-2碳素结构钢的力学性能牌号    等级    拉伸试验    冲击试验        屈服点（MPa）    抗拉强度（MPa）    伸长率（%）    温度（℃）    V型冲击功（纵向）（J）        钢材厚度（直径）        钢材厚度（直径）（mm）                ≤16    ＞16～40    ＞40～60    ＞60～100    100～150    ＞150        ≤16    ＞16～40    ＞40～60    ＞60～100    ＞100～150    ＞150                    ≥        ≥          ≥Q195    —    （195）    （185）    —    —    —    —    315～390    33    32    —    —    —    —    —    —Q215    A    215    205    195    185    175    165    335～410    31    30    29    28    27    26    —    —    B                                                        20    27Q235    A    235    225    215    205    195    185    375～460    26    25    24    23    22    21    —    —    B                                                        20    27    C                                                        0          D                                                         -20      Q255    A    255    245    235    225    215    205    410～510    24    23    22    21    20    19    —    —    B                                                        20    27Q275    —    275    265    255    245    235    225    490～610    20    19    18    17    16    15    —    —表6-3碳素结构钢的冷弯性能牌号    试样方向    冷弯试验（B=2a，180°）        钢材厚度（直径）（mm）        ≤60    >60～100    >100～200        弯心直径dQ195    纵    0    —    —    横    0.5a        Q215    纵    0.5a    1.5a    2a    横    a    2a    2.5aQ235    纵    a    2a    2.2a    横    1.5a    2.5a    3aQ255    2a    3.5a    3a    3.5aQ275    3a    4.5a    4a    4.5a注：B为试样宽度，a为钢材厚度（直径）。　　从表6-1、表6-2和表6-3可以看出，碳素结构钢随着牌号的增大，其含碳量和含锰量增加，强度和硬度提高，而塑性和韧性降低，冷弯性能逐渐变差。　　3．碳素结构钢的应用。土木工程中应用最广泛的碳素结构钢是Q235，由于其具有较高的强度，良好的塑性、韧性及可焊性，综合性能好，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，且成本较低。用Q235钢大量轧制成各种型钢、钢板及钢筋。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Q235-D级钢，可用于重要的焊接结构。　　Q195、Q215钢，强度低，塑性和韧性较好，具有良好的可焊性，易于冷加工，常用作钢钉、铆钉、螺栓及钢丝等，也可用作轧材用料。Q215钢经冷加工后可代替Q235钢使用。　　Q255、Q275钢，强度较高，但塑性、韧性和可焊性较差，不易焊接和冷弯加工，可用于轧制钢筋、制作螺栓配件等，但更多用于机械零件和工具等。　　（二）优质碳素结构钢　　1、优质碳素结构钢的分类：　　按冶金质量等级分为：　　优质钢　　高级优质钢A　　特级优质钢E　　按使用方法分为：　　a）压力加工用钢UP　　热压力加工用钢UHP　　顶锻用钢UF　　冷拔坯料用钢UCD　　b）切削加工用钢UC　　2、优质碳素结构钢的牌号　　根据国家现行标准《优质碳素结构钢》（GB/T 699－1999）的规定，共有31个牌号，其牌号由数字和字母两部分组成。两位数字表示平均碳含量的万分数；字母分别表示锰含量、冶金质量等级、脱氧程度。锰含量为0.25％～0.80％时，不注“Mn”；锰含量为0.70％～1.2％时，两位数字后加注“Mn”。如果是高级优质碳素结构钢，应加注“A”，如果是特级优质碳素结构钢，应加注“E”。对于沸腾钢，牌号后面为“F”；对于半镇静钢，牌号后面为“b”。例如：15F即表示碳含量为0.12％～0.18％，锰含量为0.25％～0.50％，冶金质量等级为优质，脱氧程度为沸腾状态的优质碳素结构钢。　　优质碳素结构钢的特点是生产过程中对硫、磷等有害杂质控制较严（优质钢：P≤0.035％，S≤0.035％；高级优质钢：P≤0.030％，S≤0.030％；特级优质钢：P≤0.025％，S≤0.020％）。一般都用平炉、氧气碱性转炉或电弧炉冶炼，脱氧程度大部分为镇静状态，因此质量较稳定。合金元素主要有：锰（含Mn在0.25％～1.2％），硅（08F钢含Si≤0.03％、10F钢和15F钢含Si≤0.07％、其他28个牌号的钢含Si在0.17％～0.37％），铬（08F钢和08号钢含Cr≤0.1％、10F钢和10号钢含Cr≤0.15％、其他27个牌号的钢含Cr≤0.25％），镍（含Ni≤0.30％），铜（含Cu≤0.25％）。优质碳素结构钢的力学性能主要取决于碳含量，碳含量高则强度也高，但塑性和韧性降低。　　在土木工程中，优质碳素结构钢主要用于重要结构的钢铸件及高强螺栓，常用的是30～45号钢；用于碳素钢丝、刻痕钢丝和钢绞线，通常用的是65～80号钢。　　（三）低合金高强度结构钢　　低合金高强度结构钢是在碳素结构钢的基础上，加入少量的一种或几种合金元素制成的一种结构钢。　　1．低合金高强度结构钢的牌号及其表示方法。根据国家标准《低合金高强度结构钢》（GB1591-1994）规定，共有5个牌号，即Q295、Q345、Q390、Q420和Q460。所加入元素主要有锰、硅、钒、钛、铌、铬、镍及稀土元素。其牌号的表示是由屈服点字母Q、屈服点数值、质量等级（A、B、C、D、E）3个部分组成。　　2．低合金高强度结构钢的技术要求及应用。按照国家标准《低合金高强度结构钢》（GB1591-1994）规定，低合金高强度结构钢的化学成分与力学性能应符合表6-4和表6-5的要求。表6-4低合金高强度结构钢的化学成分牌号    质量等级    化学成分（%）        C≤    Mn    Si    P≤    S≤    V    Nb    Ti    Al≥    Cr≤    Ni≤Q295    A    0.16    0.80～1.50    0.55    0.045    0.045    0.02～0.15    0.015～0.060    0.02～0.20    —                B    0.16    0.80～1.50    0.55    0.040    0.040    0.02～0.15    0.015～0.060    0.02～0.20    —            Q345    A    0.02    1.00～1.60    0.55    0.045    0.045    0.02～0.15    0.015～0.060    0.02～0.20    —                B    0.02     1.00～1.60    0.55    0.040    0.040    0.02～0.15    0.015～0.060    0.02～0.20    —                C    0.20    1.00～1.60    0.55    0.035    0.035    0.02～0.15    0.015～0.060    0.02～0.20    0.015                D    0.18    1.00～1.60    0.55    0.030    0.030    0.02～0.15    0.015～0.060    0.02～0.20    0.015                E    0.18    1.00～1.60    0.55    0.025    0.025    0.02～0.15    0.015～0.060    0.02～0.20    0.015            Q390    A    0.20    1.00～1.60    0.55    0.045    0.045    0.02～0.20    0.015～0.060    0.02～0.20    —    0.30    0.70    B    0.20    1.00～1.60    0.55    0.040    0.040    0.02～0.20    0.015～0.060    0.02～0.20    —    0.30    0.70    C    0.20    1.00～1.60    0.55    0.035    0.035    0.02～0.20    0.015～0.060    0.02～0.20    0.015    0.30    0.70    D    0.20    1.00～1.60    0.55    0.030    0.030    0.02～0.20    0.015～0.060    0.02～0.20    0.015    0.30    0.70    E    0.20    1.00～1.60    0.55    0.025    0.025    0.02～0.20    0.015～0.060    0.02～0.20    0.015    0.30    0.70Q420    A    0.20    1.00～1.70    0.55    0.045    0.045    0.02～0.20    0.015～0.060    0.02～0.20    —    0.40    0.70    B    0.20    1.00～1.70    0.55    0.040    0.040    0.02～0.20    0.015～0.060    0.02～0.20    —    0.40    0.70    C    0.20     1.00～1.70    0.55    0.035    0.035    0.02～0.20    0.015～0.060    0.02～0.20    0.015    0.40    0.70    D    0.20    1.00～1.70    0.55    0.030    0.030    0.02～0.20    0.015～0.060    0.02～0.20    0.015    0.40    0.70    E    0.20    1.00～1.70    0.55    0.025    0.025    0.02～0.20    0.015～0.060    0.02～0.20    0.015    0.40    0.70Q460    A    0.20    1.00～1.70    0.55    0.035    0.035    0.02～0.20    0.015～0.060    0.02～0.20    0.015    0.70    0.70    B    0.20    1.00～1.70    0.55    0.030    0.030    0.02～0.20    0.015～0.060    0.02～0.20    0.015    0.70    0.70    C    0.20    1.00～1.70    0.55    0.025    0.025    0.02～0.20    0.015～0.060    0.02～0.20    0.015    0.70    0.70注：表中的Al为全铝含量。如化验酸熔铝时，其含量应不小于0.010%。表6-5低合金高强度结构钢的力学性能牌号    质量等级    屈服点（MPa）    抗拉强度（MPa）    伸长率（%）    冲击功（Akv）（纵向）（J）    180°弯曲试验d.弯心直径；a.试件厚度（直径）        厚度（直径、边长）            +20℃    0℃    -20℃    -40℃            ≤15    ＞16～35    ＞35～50    ＞50～100                            钢材厚度（直径）        ≥        ≥    ≤16    ＞16～100Q295    A    295    275    255    235    390～570    23                            d=2a    d=3a    B    295    275    255    235     390～570    23    34                      d=2a    d=3aQ345    A    345    325    295    275    470～630    21                            d=2a    d=3a    B    345    325    295    275    470～630    21    34                      d=2a    d=3a    C    345    325    295    275    470～630    22          34                d=2a    d=3a    D    345    325    295    275    470～630    22                34          d=2a    d=3a    E    345    325    295    275    470～630    2                      27    d=2a    d=3aQ390    A    390    370    350    330    490～650    19                            d=2a    d=3a    B    390    370    350    330    490～650    19    34                      d=2a    d=3a    C    390    370    350    330    490～650    20          34                d=2a    d=3a    D    390    370    350    330    490～650    20                34          d=2a    d=3a    E    390    370    350    330    490～650    20                      27    d=2a    d=3aQ420    A    420    400    380     360    520～680    18                            d=2a    d=3a    B    420    400    380    360    520～680    18    34                      d=2a    d=3a    C    420    400    380    360    520～680    19          34                d=2a    d=3a    D    420    400    380    360    520～680    19                34          d=2a    d=3a    E    420    400    380    360    520～680    19                      27    d=2a    d=3aQ460    A    460    440    420    400    550～720    17          34                d=2a    d=3a    B    460    440    420    400    550～720    17                34          d=2a    d=3a    C    460    440    420    400    550～720    17                      27    d=2a    d=3a　　低合金高强度结构钢与碳素结构钢相比，具有较高的强度，综合性能好，所以在相同使用条件下，可比碳素结构钢节省用钢20%～30%，对减轻结构自重有利。同时还具有良好的塑性、韧性、可焊性、耐磨性、耐蚀性、耐低温性等性能。　　低合金高强度结构钢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。　　（四）合金结构钢　　1、合金结构钢的牌号及其表示方法　　根据国家标准《合金结构钢》（GB/T 3077－1999）规定，合金结构钢共有77个牌号，通常以热轧或热锻状态供应，也可以热处理（退火、正火或高温回火）状态供应，产品型式多为圆钢、方钢、扁钢、六角钢等。　　合金结构钢的牌号表示按顺序由两位数字、合金元素符号、合金元素平均含量、冶金质量等级等四部分组成。两位数字表示平均含碳量的万分数；当含硅量的上限≤0.45％或含锰量的上限≤0.9％时，不加注Si或Mn，其他合金元素无论含量多少均加注合金元素符号；合金元素平均含量<1.5％者不加注，合金元素平均含量为1.50％～2.49％、2.50％～3.49％、3.50％～4.49％时，在合金元素符号后面分别加注2、3、4；优质钢不加注，高级优质钢加注“A”，特级优质钢加注“E”。例如20Mn2，它表示平均含碳量为0.20％、含硅量上限≤0.45％、平均含锰量为0.15％～2.49％的优质合金结构钢。　　2、合金结构钢的性能及应用　　合金结构钢的分类与优质碳素结构钢的分类相同。合金结构钢的特点是所有合金结构钢中均含有Si和Mn，生产过程中对硫、磷等有害杂质控制严格（优质钢：P≤0.035％、S≤0.035％；高级优质钢：P≤0.025％、S≤0.025％；特级优质钢：P≤0.025％、S≤0.015％），并且均为镇静钢，因此质量稳定。合金结构钢与碳素结构钢相比，具有较高的强度和较好的综合性能，即具有良好的塑性、韧性、可焊性、耐低温性、耐锈蚀性、耐磨性、耐疲劳性等性能，有利于节省用钢和增长结构使用寿命。　　构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、铆钉、螺栓、螺帽及钢筋，特别是用于各种重型结构、大跨度结构、高层结构等，其技术经济效果更为显著。　　二、钢筋混凝土结构用钢　　钢筋混凝土结构用钢，主要由碳素结构钢和低合金结构钢轧制而成，主要有热轧钢筋、冷加工钢筋、热处理钢筋、预应力混凝土用钢丝和钢绞线等。按直条或盘条（也称盘圆）供货。　　（一）钢筋混凝土用钢筋　　钢筋混凝土用钢筋，根据其表面形状分为光圆钢筋和带肋钢筋两类。带肋钢筋有月牙肋钢筋和等高肋钢筋等，见图6-5。　　按标准规定，钢筋拉伸、冷弯试验时，试样不允许进行车削加工。计算钢筋强度时钢筋截面面积应采用其公称横截面积。图6-5带肋钢筋　　1．钢筋混凝土用热轧直条光圆钢筋。根据《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》（GB13013-1991）的规定，热轧直条光圆钢筋的力学性能和工艺性能应符合表6-6的规定。钢筋级别    强度等级代号    牌号    公称直径a（mm）    屈服点（MPa）    抗拉强度（MPa）    伸长率（%）    冷弯试验（180°）弯心直径（d）                不小于    Ⅰ    R235    Q235    8～20    235    370    25    d=a　　2．低碳钢热轧盘条光圆钢筋。根据《低碳钢热轧圆盘条》（GB/T701-1997）的规定，土木工程用低碳钢热轧盘条光圆钢筋的力学性能和工艺性能应符合表6-7的规定。表6-7盘条光圆钢筋的力学性能、工艺性能牌号    屈服点（MPa）    抗拉强度（MPa）    伸长率（%）    冷弯试验（180°）弯心直径（d）（a.钢筋公称直径）Q215（A、B、C）    215    375    27    d=0Q235（A、B、C）    235    410    23    d=0.5a 　　3.钢筋混凝土用热轧带肋钢筋。根据《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》（GB1499-1998）的规定，热轧带肋钢筋的力学性能和弯曲性能分别应符合表6-8和表6-9的规定。表6-8热轧带肋钢筋的力学性能牌号    公称直径（mm）      （或）（MPa）      （MPa）      （%）        不小于HRB335    6～25    335    490    16    28～50            HRB400    6～25    400    570    14    28～50            HRB500    6～25    500    630    12    28～50            　　热轧带肋钢筋的牌号是由HRB和屈服点最小值组成。其中H、R、B分别为热轧（Hotrolled）、带肋（Ribbed）、钢筋（Bars）3个词的英文首位字母。　　若检验钢筋在最大力下的总伸长率，则不应小于2.5%。在最大力作用下的试样总伸长率（%），可按公式6-3计算：          （6-3）式中：L——试样断裂后测量区标记间的距离（mm）；L0——试验前测量区标记间的距离（mm）；——抗拉强度（MPa）；E——弹性模量，其值可取为2×105MPa。　　根据需要，可使用满足下列条件的钢筋：　　（1）钢筋实测抗拉强度与实测屈服点之比不小于1.25；　　（2）钢筋实测屈服点与表6-8规定的最小屈服点之比不大于1.30。表6-9热轧带肋钢筋的弯曲性能牌号    公称直径a（mm）    弯曲试验（180°）；弯曲直径dHRB335    6～25    3a    28～50    4aHRB400    6～25    4a    28～50    5aHRB500    6～25    6a    28～50    7a　　光圆钢筋是用Q215或Q235碳素结构钢轧制而成的钢筋。其强度较低，塑性及焊接性能好，伸长率高，便于弯折成型和进行各种冷加工，广泛用于普通钢筋混凝土构件中，作为中小型钢筋混凝土结构的主要受力钢筋和各种钢筋混凝土结构的箍筋等。　　带肋钢筋是用低合金镇静钢和半镇静钢轧制成的钢筋，其强度较高，塑性和焊接性能较好，因表面带肋，加强了钢筋与混凝土之间的粘结力，广泛用于大、中型钢筋混凝土结构的受力钢筋，经过冷拉后可用作预应力钢筋。　　（二）冷轧带肋钢筋　　冷轧带肋钢筋是由热轧圆盘条为母材，经冷轧减径后在其表面冷轧成二面或三面横肋（月牙肋）的钢筋，见图6-6。图6-6 冷轧带肋钢筋横截面上月牙肋分布情况　　1．牌号。根据国家标准《冷轧带肋钢筋》（GB13788-2000）的规定，冷轧带肋钢筋按抗拉强度最小值可分为五级牌号，即CRB550、CRB650、CRB800、CRB970、CRB1170，其中C、R、B分别表示“冷轧”、“带肋”、“钢筋”的英文首位字母，后面的数字表示钢筋抗拉强度最小数值。　　2．技术性能。冷轧带肋钢筋的化学成分、力学性能和工艺性能应符合国家标准《冷轧带肋钢筋》（GB13788-2000）的有关规定。力学性能和工艺性能要求见表6-11。表6-11冷轧带肋钢筋的力学性能和工艺性能牌号    反复弯曲次数    抗拉强度（MPa）不小于    伸长率（%）不小于    冷弯（180°）弯心直径（D）（d为钢筋公称直径）    初始应力松弛（=0.7）                            1000h不大于（%）    10h不大于（%）CRB550    —    550    8    —    D=3d    —    —CRB650    3    650    —    4    —    8    5CRB800    3    800    —    4    —    8    5CRB970    3    970    —    4    —    8    5CRB1170    3    1170    —    4    —    8    5　　（三）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由热轧螺纹钢筋（即普通热轧中碳低合金钢筋）经淬火和回火等调质处理制成。　　1．代号和外形。代号为RB150，数字表示抗拉强度等级数值。　　外形按其螺纹外形分为纵肋和无纵肋两种。　　2．技术性能。根据《预应力混凝土用热处理钢筋》（GB4463-1992）规定，其力学性能应符合表6-12的要求。表6-12预应力混凝土用热处理钢筋的力学性能牌号    牌号    屈服强度（MPa）    抗拉强度（MPa）    伸长率（%）        不小于6    40Si2Mn    1325    1470    68.2    48Si2Mn            10    45Si2Mn            　　3．应用。预应力混凝土用热处理钢筋具有高强度、高韧性和高握裹力等优点，主要用于预应力混凝土桥梁轨枕，还用于预应力梁、板结构及吊车梁等。　　预应力混凝土用热处理钢筋成盘供应，开盘后能自行伸直，不需调直和焊接，施工方便，且节约钢材。　　（四）预应力混凝土用钢丝　　预应力混凝土用钢丝是应用罗素体盘条制作，经冷拉或冷拉后消除应力处理制成。　　 根据《预应力混凝土用钢丝》（GB/T5223-2002）规定：按加工状态分为冷拉钢丝（代号为WCD）和消除应力钢丝两种；按外形分为光面钢丝（代号为P）、螺旋肋钢丝（代号为H）和刻痕钢丝（代号为I）三种；按松弛性能分为低松弛钢丝（代号为WLR）和普通松弛钢丝（代号为WNR）两种。　　冷拉钢丝、消除应力光圆及螺旋肋钢丝、消除应力刻痕钢丝的力学性能应符合表6-14、表6-15、表6-16的规定。表6-14冷拉钢丝的力学性能公称直径dn/mm    抗拉强度/Mpa≥    规定非比例伸长应力/MPa≥    最大力下总伸长率（L0=200mm）/%≥    弯曲次数/（次/180°）≥    弯曲半径R/mm    断面收缩率ψ/%≥    每210mm扭距的扭转次数n≥    初始应力为70%公称抗拉强度时，1000h后应力松弛率r/%≥3.00    1470157016701770    1100118012501330    1.5    4    7.5    —    —    84.00                4    10    35    8    5.00                4    15        8    6.00    1470157016701770    1100118012501330        5    15    30    7    7.00                5    20        6    8.00                5    20        5    表6-15消除应力光圆及螺旋肋钢丝的力学性能公称直径dn/mm    抗拉强度/Mpa≥    规定非比例伸长应力/MPa≥    最大力下总伸长率（L0=200mm）/%≥    弯曲次数/（次/180°）≥    弯曲半径R/mm    应力松弛性能                        初始应力相当于公称抗拉强度的百分数/%    1000h后应力松弛率r/%不大于                            WLR    WNR        WLR    WNR                对所有规格4.00    14701570167017701860    12901380147015601640    12501330141015001580    3.5    3    10    607080    1.02.04.5    4.58124.80                    4    15            5.00                                    6.00    1470157016701770    1290138014701560    1250133014101500        4    15            7.00                    4     20            8.00                    4    20            8.00    14701570    12901380    12501330        4    20            9.00                    4    25            10.00    1470    1290    1250        4    25            12.00                    4    30            表6-16消除应力的刻痕钢丝的力学性能公称直径dn/mm    抗拉强度/Mpa≥    规定非比例伸长应力/MPa≥    最大力下总伸长率（L0=200mm）/%≥    弯曲次数/（次/180°）≥    弯曲半径R/mm    应力松弛性能                        初始应力相当于公称抗拉强度的百分数/%    1000h后应力松弛率r/%不大于                            WLR    WNR        WLR    WNR                对所有规格≤5.00    14701570167017701860    12901380147015601640    12501330141015001580    3.5    3    15    607080    1.52.54.5    4.5812＞5.00    1470157016701770    1290138014701560    1250133014101500            20            　　预应力混凝土用钢丝具有强度高、柔性好、松弛率低、抗腐蚀性强、质量稳定、安全可靠等特点，主要用于大跨度屋架及薄腹梁、大跨度吊车梁、桥梁等的预应力结构。　　（五）预应力混凝土用钢绞线　　预应力混凝土用钢绞线是由若干根直径为2.5～5.0mm的高强度钢丝，以一根钢丝为中心，其余钢丝围绕其中心钢丝绞捻，再经消除应力热处理而制成。　　根据《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T5224-1995）规定，按应力松弛性能分为Ⅰ级松弛和Ⅱ级松弛。预应力钢绞线的力学性能应符合表6-17规定。表6-17预应力钢绞线的力学性能钢绞线结构    钢绞线公称直径（mm）    强度级别（MPa）    整根钢绞线的最大负荷（kN）    屈服负荷（kN）    伸长率（%）    1000h松弛率（%）不大于                        Ⅰ级松弛     Ⅱ级松弛                        初始负荷            不小于    70%公称最大负荷    80%公称最大负荷    70%公称最大负荷    80%公称最大负荷1×2    10.00    1720    67.9    57.7    3.5    8.0    12    2.5    4.5    12.00        97.9    83.2    3.5    8.0    12    2.5    4.51×3    10.80        102    86.7                        12.90        147    125                    1×7    标准型    9.50    1860    102    86.6                            11.10    1860    138    117                            12.70    1860    184    156                            15.20    1720    239    203                                1860    259    220                        模拔型    12.70    1860    209    178                            15.20    1820    300    255                    注：1.Ⅰ级松弛即普通松弛级，Ⅱ级松弛即低松弛级，它们分别适用所有钢绞线。　　2.屈服负荷不小于整根钢绞线公称最大负荷的85%。预应力钢绞线具有强度高、与混凝土粘结性能好、易于锚固等特点，多使用于大跨度、重荷载的预应力混凝土结构。　　三、钢结构用钢　　在钢结构用钢中一般可直接选用各种规格与型星号的型钢，构件之间可直接连接或附以板进行连接。连接方式为铆接、螺栓连接或焊接。因此，钢结构所用刚才主要是型钢和钢板。型钢和钢板的成型有热轧和冷轧。　　1、热轧型钢　　热轧型钢主要采用碳素结构钢Q235－A，低合金高强度结构钢Q345和Q390热轧成型。　　常用的热轧型钢有角钢、工字钢、槽钢、T型钢、H型钢、Z型钢等。热轧型钢的标记方式为一组符号中需要标出型钢名称、横断面主要尺寸、型钢标准号及钢牌号与钢种标准。例如，用碳素结构钢Q235－A轧制的，尺寸为160mm×160mm×16mm 的等边角钢，应标示为：　　热轧等边角钢  　　碳素结构钢Q235－A制成的热轧型钢，强度适中，塑性和可焊性较好，冶炼容易，成本低，适用于土木工程中的各种钢结构。低合金高强度结构钢Q345和Q390制成的热轧型钢，性能较前者好，适用于大跨度、承受动荷载的钢结构。　　2、钢板和压型钢板　　钢板是用碳素结构钢和低合金高强度结构钢经热轧或冷轧生产的扁平钢材。以平板状态供货的称为钢板，以卷状态供货的称为钢带。厚度大于4mm以上为厚板，厚度小于或等于4mm的为薄板。　　热轧碳素结构钢厚板，是钢结构的主要用钢材。薄板用于屋面、墙面或压型板原料等。低合金高强度结构钢厚板，用于重型结构、大跨度桥梁和高压容器等。　　压型钢板是用薄板经冷压或冷轧成波形、双曲线、V形等形状，压型钢板有涂层、镀锌、防腐等薄板。具有单位质量轻、强度高、抗震性能好、施工快、外形美观等优点。主要用于维护结构、楼板、屋面等。　　3、冷弯薄壁型钢　　冷弯薄壁型钢是用2mm～6mm的薄钢板经冷弯或模压而制成，有角钢、槽钢等开口薄壁型钢及方形、矩形等空心薄壁型钢，用于轻型钢结构。　　冷弯薄壁型钢的表示方法与热轧型钢相同。　　土木工程中钢筋混凝土用钢材和钢结构用钢材，主要根据结构的重要性、荷载性质（动荷载或静荷载）、连接方法（焊接或铆接）、温度条件（正温或负温）等，综合考虑钢种或钢牌号、质量等级和脱氧程度等进行选用，以保证结构的安全。表7.5.1　碳素结构钢的化学成分（GB700-88） 牌号质量等级化学成分（%）脱氧方法CMnSiSP不大于Q195—0.06～0.120.25～0.500.300.0500.045F,b,ZQ215A0.09～0.150.25～0.550.300.0500.045F,b,ZB0.045Q235A0.14～0.220.35～0.800.300.0500.045F,b,ZB0.12～0.200.0450.045F,b,ZC≤0.180.0400.040ZD≤0.170.0350.035TZQ255A0.18～0.280.40～0.700.300.0500.045ZB0.045Q275—0.28～0.380.50～0.800.350.0500.045Z表7.5.2　碳素结构钢的力学性能（GB700—88）牌号等级拉伸试验冲击试验屈服点(N/mm)抗拉强度σb(N/mm)伸长率（%）温度(℃)V型冲击功（纵向）J钢材厚度（直径）mm钢材厚度（直径）mm≤16＞16~40≤16＞16~40≥≥≥Q195—(195)(185)315~3903332——Q215A215205335~4103130——B2027Q235A235225375~4602625——B2027C—27D-2027Q255A255245410~5102423——B2027Q275—275265490~6102019——表7.5.3　碳素结构钢抗弯试验指标(GB700-88)牌号试样方向冷弯试验B=2a180° 钢材厚度（直径）（mm）60＞60~100＞100~200弯心直径dQ195纵0——横0.5aQ215纵0.5a1.5a2a横a2a2.5aQ235纵a2a2.5a横1.5a2.5aaQ255纵3a3.5a—横Q275纵2a4.5a—·表7.5.4　低合金高强度结构钢的化学成分（GB1591-94）牌号质量等级化学成分(%)C≤MnSiP≤S≤VNbTiAl≥Cr≤Ni≤Q295A0.160.80～1.500.550.0450.0450.02～0.150.015～0.0600.02～0.20———B0.160.80～1.500.550.0400.0400.02～0.150.015～0.0600.02～0.20———Q345A0.021.00～1.600.550.0450.0450.02～0.150.015～0.0600.02～0.20—－－B0.021.00～1.600.550.0400.0400.02～0.150.015～0.0600.02～0.20—C0.201.00～1.600.550.0350.0350.02～0.150.015～0.0600.02～0.200.015D0.181.00～1.600.550.0300.0300.02～0.150.015～0.0600.02～0.200.015E0.181.00～1.600.550.0250.0250.02～0.150.015～0.0600.02～0.200.015Q390A0.201.00～1.600.550.0450.0450.02～0.200.015～0.0600.02～0.20—0.300.70B0.201.00～1.600.550.0400.0400.02～0.200.015～0.0600.02～0.20—0.300.70C0.201.00～1.600.550.0350.0350.02～0.200.015～0.0600.02～0.200.0150.300.70D0.200.550.0300.0300.0150.300.70 1.00～1.600.02～0.200.015～0.0600.02～0.20E0.201.00～1.600.550.0250.0250.02～0.200.015～0.0600.02～0.200.0150.300.70Q420A0.201.00～1.700.550.0450.0450.02～0.200.015～0.0600.02～0.20—0.400.70B0.201.00～1.700.550.0400.0400.02～0.200.015～0.0600.02～0.20—0.400.70C0.201.00～1.700.550.0350.0350.02～0.200.015～0.0600.02～0.200.0150.400.70D0.201.00～1.700.550.0300.0300.02～0.200.015～0.0600.02～0.200.0150.400.70E0.201.00～1.700.550.0250.0250.02～0.200.015～0.0600.02～0.200.0150.400.70Q460C0.201.00～1.700.550.0350.0350.02～0.200.015～0.0600.02～0.200.0150.700.70D0.201.00～1.700.550.0300.0300.02～0.200.015～0.0600.02～0.200.0150.700.70E0.201.00～1.700.550.0250.0250.02～0.200.015～0.0600.02～0.200.0150.700.70· 表7.5.5　低合金高强度结构钢的力学性能（GB1591-94）牌号质量等级拉伸试验180°弯曲试验d=弯心直径a=试验厚度（直径）屈服点(MPa)抗拉强度(Mpa)伸长率δs(%)冲击功（纵向）（J）厚度（直径、边长）mm+20℃0℃钢材厚度(直径)（mm）≤15＞16~35≥≥≤16＞16~100Q295A295275390~57023  d=2ad=3aB295275390~5702334d=2ad=3aQ345A345325470~63021  d=2ad=3aB345325470~6302134 d=2ad=3aC345325470~63022 34d=2ad=3aD345325470~63022  d=2ad=3aE345325470~63022  d=2ad=3aQ390A390370490~65019  d=2ad=3a B390370490~6501934 d=2ad=3aC390370490~65020 34d=2ad=3aD390370490~65020  d=2ad=3aE390370490~65020  d=2ad=3aQ420A420380520~68018  d=2ad=3aB420380520~6801834 d=2ad=3aC420380520~68019 34d=2ad=3aD420380520~68019  d=2ad=3aE420380520~68019  d=2ad=3aQ460C460420550~72017 34  D460420550~72017    E460420550~72017    '