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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。

一、建筑钢材的主要钢种
钢材是以铁为主要元素，含碳量为0.02%～2.06%，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0.25%～0.6%）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5%～10%）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/T 700—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、脱氧方法符号等4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。

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A、B、C、D、E五级，牌号有Q345、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。

（二）钢管混凝土结构用钢管
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规范》GB 50205—2001二级焊缝质量标准的要求。

（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。

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。该类钢筋除应满足以下的要求外，其他要求与相对应的已有牌号钢筋相同：
（1）钢筋实测抗拉强度与实测屈服强度之比不小于1.25；
（2）钢筋实测屈服强度与表1A412012-1规定的屈服强度标准值之比不大于1.30；
（3）钢筋的最大力总伸长率不小于9%。

（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。

三、建筑钢材的力学性能
钢材的主要性能包括力学性能和工艺性能。其中力学性能是钢材最重要的使用性能，包括拉伸性能、冲击性能、疲劳性能等。工艺性能表示钢材在各种加工过程中的行为，包括弯曲性能和焊接性能等。

四、钢材化学成分及其对钢材性能的影响
钢材中除主要化学成分铁（Fe）以外，还含有少量的碳（C）、硅（Si）、锰（Mn）、磷（P）、硫（S）、氧（O）、氮（N）、钛（Ti）、钒（V）等元素，这些元素虽含量很少，但对钢材性能的影响很大：
（1）碳：碳是决定钢材性能的最重要元素。建筑钢材的含碳量不大于0.8%，随着含碳量的增加，钢材的强度和硬度提高，塑性和韧性下降。含碳量超过0.3%时钢材的可焊性显著降低。碳还增加钢材的冷脆性和时效敏感性，降低抗大气锈蚀性。
（2）硅：当含量小于1%时，可提高钢材强度，对塑性和韧性影响不明显。硅是我国钢筋用钢材中的主要添加元素。
（3）锰：锰能消减硫和氧引起的热脆性，使钢材的热加工性能改善，同时也可提高钢材强度。
（4）磷：磷是碳素钢中很有害的元素之一。磷含量增加，钢材的强度、硬度提高，塑性和韧性显著下降。特别是温度愈低，对塑性和韧性的影响愈大，从而显著加大钢材的冷脆性，也使钢材可焊性显著降低。但磷可提高钢材的耐磨性和耐蚀性，在低合金钢中可配合其他元素作为合金元素使用。
（5）硫：硫也是很有害的元素，呈非金属硫化物夹杂物存在于钢中，降低钢材的各种机械性能。硫化物所造成的低熔点使钢材在焊接时易产生热裂纹，形成热脆现象，称为热脆性。硫使钢的可焊性、冲击韧性、耐疲劳性和抗腐蚀性等均降低。
（6）氧：氧是钢中有害元素，会降低钢材的机械性能，特别是韧性。氧有促进时效倾向的作用。氧化物所造成的低熔点亦使钢材的可焊性变差。
（7）氮：氮对钢材性质的影响与碳、磷相似，会使钢材强度提高，塑性特别是韧性显著下降。