① 2010年岩土工程師基礎知識:建築鋼材的種類和選用
1.建築鋼材和種類
建築鋼材可分為鋼結構用鋼材和鋼筋混凝土結構用鋼筋兩類。
1)鋼結構用鋼材
我國鋼結構用鋼材主要有碳素結構鋼和低合金結構鋼兩類。
(1)碳素結構鋼。
牌號及其表示方法:
根據國家標准(GB700——88)規定,碳素結構鋼分五個牌號,即Q195、Q215、Q235、Q255及Q275。各牌號鋼又按其硫、磷含量多少分為A、B、C、D四個質量等級。A→D硫含量依次遞減,A和B的磷含量相同,C的磷含量次之,D磷含量最少。碳素結構鋼的牌號表示按順序由代表屈服點的字母(Q)、屈服點數值(N/mm2)、質量等級符號(A、B、C、D)、脫氧程度符號(F、b、Z、TZ)等四部分組成。例如Q235-A·F,它表示:屈服點為235 N/mm2的A級沸騰碳素結構鋼。當為鎮靜鋼或特殊鎮靜鋼時,則牌號表示「z」或「TZ」符號,可省略。
技術要求:
按(GB700——88)規定,各牌號碳素結構鋼的化學成分、力學性能和冷彎性能應符合標準的要求(詳見參考書)。
特性與選用:
碳素結構鋼的特性及應用。建築工程中常有用牌號為Q235,由於該牌號的鋼既有較高強度,又有較好的塑性和韌性,可焊性也較好,能較好地滿足―般鋼結構和鋼筋混凝土結構的用鋼要求。相反Q195和Q215號鋼,雖塑性好,但強度太低;而Q255和Q275號鋼,它們強度很高,但塑性較差,均不適用。
Q235-A級鋼,僅適用於承受靜荷載作用的結構;
Q235-C和D級鋼,可用於重要焊接的結構;
Q195和Q215號鋼,常用於生產鋼釘、鉚釘、螺栓及鐵絲等;
Q255和Q275號鋼,多用於生產機械零件、工具等。
碳素結構鋼選用原則。在結構設計時,對於用做承重結構的鋼材,應根據結構的重要性、荷載特徵(靜荷載或動荷載)、連接方法(焊接或鉚接)、工作溫度(正溫或負溫)等不同情況選擇鋼號和材質。對於承受動荷載的結構、處於低溫環境的結構,應選擇韌性好、脆性臨界溫度低,疲勞極限較高的鋼材。對於焊接結構,應選擇可焊性較好的鋼材。
沸騰鋼緻密程度差,沖擊韌性和可焊性也較差,特別是低溫下的沖擊韌性更差。因此,不宜用於焊接結構中的重級工作制吊車梁、吊車桁架或類似結構,以及環境衡臘頃溫度達-20℃的情況下的焊接和非焊接結構中的重級工作制吊車梁等類似結構。
(2)低合金高強度結構鋼。
牌號及其表示方法:
根據國家標准《低合金高強度結構鋼》(GB1591—94)的規定,低合金高強度結構鋼分為5個牌號,即Q295、Q345、Q390、Q420及Q460,每個牌號又根據其含硫、磷等有害物質的含量,分為A、B、C、D和E五個質量等級(等級A硫、磷的含量最多,依次遞減,E的含量最少)。加入的合金元素總含量―般不超過5%,所加元素主要咐陸有錳、硅、釩、鈦、鈮、鉻、鎳及稀土元素。
低合金高強度結構鋼局胡的牌號表示按順序由代表屈服點的漢語拼音字母(Q)、屈服點數值(N/mm2)、質量等級符號A、B、C、D、E,例如Q345A,它表示:屈服點為345 N/mm2的A質量等級的低合金高強度結構鋼。
技術要求:
按GBl591—94規定,各牌號的低合金高強度結構鋼的化學成分、力學性能應符合標准要求(詳見參考書)。
特性與選用:
由於低合金鋼中的合金元素起到細晶強化和固溶強化等作用,使低合金鋼具有較高的強度、較好的塑性、韌性和可焊性,因此它是綜合性能較好的建築鋼材,廣泛用於鋼結構和鋼筋混凝土結構,尤其是大跨度、承受動荷載和沖擊荷載的結構中更為適用。
(3)型鋼和鋼板。
鋼結構所用鋼材主要是型鋼和鋼板。型鋼有熱軋及冷成型兩種,鋼板也有熱軋和冷軋兩種。
①熱軋型鋼。常用的熱軋型鋼有角鋼、工字鋼、槽鋼、T形鋼、H形鋼、z形鋼等。熱軋型鋼主要採用碳素結構鋼和低合金鋼。在碳素結構鋼中主要採用Q235-A,其強度較適中,塑性和可焊性較好,而且冶煉容易,成本低,適合土木工程使用。在低合金鋼中主要採用Q345(16Mn)及Q390(15MV),可用於大跨度、承受動荷載的鋼結構中。
②冷彎薄壁型鋼。冷彎薄壁型鋼通常用2~6 mm薄鋼板冷彎或模壓而成,有角鋼、槽鋼等開口薄壁型鋼及方形、矩形等空心薄壁型鋼。可用於輕型鋼結構。
③鋼板和壓型鋼板。用光面軋輥軋制而成的扁平鋼材稱為鋼板。按軋制溫度的不同,鋼板又可分熱軋和冷軋兩類。土木工程用鋼板的鋼種主要是碳素結構鋼。某些重型結構、大跨度橋梁等也採用低合金鋼。薄鋼板輕輥壓或冷彎可製成截面成各種波紋,並可採用有機塗層、鍍鋅等表面保護層的鋼板,稱壓型鋼板,常用做屋面板、樓板、牆板等。
2)鋼筋混凝土結構用鋼
(1)鋼筋混凝土用熱軋鋼筋。熱軋鋼筋分光圓鋼筋和帶肋鋼筋兩類,帶肋鋼筋又分月牙肋和等高肋兩種。
根據國標《鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋》(GBl3013—91)和《鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋》(GB1499—91)的規定,熱軋鋼筋分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四個級別,其強度等級代號分別為R235、RL335、RL400、RL540。其中Ⅰ級鋼筋由碳素結構鋼軋制,其餘均由低合金鋼軋制而成。
Ⅰ級鋼筋:強度較低,塑性、可焊性很好,便於冷加工,用做普通鋼筋混凝土構件的受力筋和各種構造筋;
Ⅱ級、Ⅲ級鋼筋:強度較高,塑性、可焊性較好,用做大、中型鋼筋混凝土結構的受力筋;
Ⅳ級鋼筋:強度高,但塑性、可焊性較差,可用作預應力鋼筋。
在(GB/T701—1997)中規定,建築用的低碳鋼熱軋圓盤條由Q215和Q235碳素結構鋼經熱軋而成。其主要力學性能見表10.6.1。
從表中可見低碳鋼熱軋圓盤條的強度較低,但塑性好,伸長率高,便於彎折成形、容易焊接等特點。可用作中、小型鋼筋混凝土結構的受力鋼筋或箍筋,以及作為冷加工(冷拉、冷拔、冷軋)的原料。
表10.6.1建築用低碳熱軋圓盤條力學性能及工藝性能(GB/T 701—1997)
1998年國際《鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋》(GB1499―1998)中規定,鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋採用低合金鋼熱軋而成,橫截面通常為圓形,且表面帶有兩條縱肋和沿長度方向均勻分布的橫肋。其牌號有HRB335、HRB400、HRB500三種,其主要力學性能見表10.6.2。
表10.6.2鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋的力學性能及工藝性能(GB1499—1998)
註:(1)牌號HRB為英文Hot Ro11edRibbed Steel Bar首位字母,後面的數字為屈服強度值。
(2)公稱直徑為與鋼筋公稱橫截面相等的圓的直徑。
熱軋帶肋鋼筋具有較高的強度,塑性和可焊性也較好。鋼筋表面帶有縱肋和橫肋,從而加強了鋼筋與混凝土之間的握裹力。可用於鋼筋混凝土結構的受力鋼筋,以及預應力鋼筋。
(2)冷軋帶肋鋼筋。冷軋帶肋鋼筋採用熱軋圓盤條經冷軋而成,表面帶有沿長度方向均勻分布的二面或三面的月牙肋。其牌號按抗拉強度分為5個等級,即CRB550,CRB650,CRB800,CRB970,CRBll70。公稱直徑范圍為4~12 mm。其中CRB650公稱直徑為4、5、6 mm,CRB800以上級別推薦公稱直徑為5 mm。
冷軋帶肋鋼筋各等級的力學性能和工藝性能應符合表10.6.3的規定。
冷軋帶肋鋼筋是採用冷加工方法強化的典型產品,冷軋後強度明顯提高,但塑性也隨之降低,使強屈比變小,但其強屈比σb/σ0.2不得小於1.05。這種鋼筋適用於中、小預應力混凝土結構構件和普通鋼筋混凝土結構構件。表10.6.3冷軋帶肋鋼筋的性能
註:(1)牌號CRB為Cold Rolling Ribbed Steel WireS and BarS的首位英文字母,後面的數字為抗拉強度值。
(2)鬆弛率為初始荷載加至試樣實際強度的70%後,測定1 000小時的鬆弛值合格的基礎上再以10 h作為常規試驗。
(3)鋼筋混凝土用冷拉鋼筋。冷拉鋼筋適用於鋼筋混凝土結構中的受拉鋼筋。冷拉Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級鋼筋可用作預應力混凝土結構的預應力筋。
(4)預應力混凝土用熱處理鋼筋。熱處理鋼筋是指用熱軋中碳低合金鋼鋼筋經淬火、回火調質處理的鋼筋。性能特點:強度高、可代替高強鋼絲使用。主要用於預應力鋼筋混凝土軌枕,也用於預應力梁、板結構及吊車梁等。
(5)冷拔低碳鋼絲。冷拔低碳鋼絲是將直徑為6.5~8 mm的Q235熱軋盤條鋼筋,經冷拔加工而成。分為甲、乙兩級。甲級絲適用於作預應力筋,乙級絲適用於作焊接網、焊接骨架、箍筋和構造鋼筋。冷拔低碳鋼絲已屬硬鋼
(6)預應力混凝土用鋼絲及鋼鉸線。預應力高強鋼絲是用優質碳素結構鋼盤條、經酸洗、冷拉,或再經回火處理等工藝製得的高強度鋼絲。可分為冷拉鋼絲和消除應力鋼絲兩種,按外形又分為光面鋼絲和刻痕鋼絲兩種(GB/T5223—1995)。
鋼絞線是將兩根、三根或七根圓形斷面的鋼絲捻成―束而成(GB/T5224—1995)。鋼絞線的負荷隨鋼絲的根數不同而不同,七根捻制的鋼絞線,整根負荷可達300 kN,屈服負荷可達255 kN,伸長率≤3.5%,l000小時應力鬆弛率≤2.5%~8%。
預應力鋼絲和鋼絞線的性能:因它們均屬於冷加工強化及熱處理鋼材,拉伸試驗時沒有屈服點,但抗拉強度遠超過熱軋鋼筋和冷軋鋼筋,並具有較好的柔韌性,應力鬆弛率低。
預應力鋼絲和鋼絞線的用途:適用於大荷載、大跨度及需曲線配筋的預應力混凝土結構。
② 碳鋼與普通的鐵有什麼區別
含碳量小於2%的鐵碳合金叫做碳鋼:
含碳量大於2%的鐵碳合金叫做鑄鐵或生鐵;
含碳量小於0.04%的鐵碳合金叫做純鐵,純鐵主要用於工業和科學研究,市場很少見到。
民間見到的鐵大多是含碳量小於0.25%的低碳鋼,如:鐵釘、鐵絲等。
工業用的大多是含碳在0.25~0.6%的中碳鋼。
③ 牆上掛畫,釘子都釘不進去,怎麼辦
分析如下:
1、普通的釘子是釘不進去的,普通的釘子是一般的鐵做出來的。 要想在牆上釘的話必須是水泥鋼釘,和普通的釘子外觀沒有多少區別,但是用的是鋼材比較堅硬,灰白色的。
2、建議先在要釘釘子的地方粘上一塊透明膠布,然後買專門的水泥釘去釘,這樣牆面不會掉那個土了,周圍也不會裂
3、買一管免釘膠,可以不用釘子在牆上。液體釘其實是一種粘合劑,很粘。把液體釘塗在掛畫的背面,根據掛畫的大小每個幾公分塗抹一點。然後把掛件固定到牆上。
(3)鐵絲釘用的是什麼鋼材擴展閱讀:
水泥釘,俗稱鋼釘,是釘子的一種,採用碳素鋼生產,材質有45號鋼或60號鋼,經過拔絲,退火,制釘,淬火等工藝加工而成,所以質地比較硬。它的功用就是釘在一些比較硬的其它釘子釘不上的物體上,因為材料與普通的釘子有很大的不同,是屬於專用釘子。水泥釘的硬度很大,粗而短,穿鑿能力很強。
④ 做釘子是用什麼鋼材
Q235 Q195 或再硬點的 材質的鋼材吧
⑤ 做釘子用什麼型號的鋼材
關鍵是你做什麼釘子,如果只是普通的裝修用釘子或者木頭釘子,Q235和Q195都可以,如果你是做水泥釘子,最次也得用45#鋼
⑥ 建築中固定鋼絲網的叫什麼
建抄築中固定鋼絲網的叫鋼釘或貼片(貼片用結構膠粘帖)。
鋼釘是用鋼製成的細棍形物件。一端有扁平的頭,另一端尖銳,主要起固定或連接作用,也可以用來懸掛物品。不同於鐵釘,鋼釘碳含量在0.2-1.7%,比鐵釘硬度更高。
水泥釘,用於釘入水泥構件、水泥磚牆,用中高碳優質碳素結構鋼製造,具有較高的強度和硬度,系列長度為19~102mm,直徑為2.5~5.5mm。
鋼絲網是水泥砂漿基面的骨架,可以選用鋼絲粗為16-18號網格為20-25毫米的鋼絲網或鍍鋅鐵絲網。
常用金屬網有兩種:鋼板網又叫拉伸網和鋼絲網(編織網)。
鋼板網是1.2mm厚鋼板沖切開口,拉伸而成。強度大,結實耐用,可獨立釘鋼板網直接抹灰。
鋼絲網是用細鋼絲或者鍍鋅鐵絲編織成網,有不同網眼密度、尺寸,單位是目就是一英寸有多少網眼。必須背後襯托(水泥板、牆體等)使用。