高鐵建筑用鋼質(zhì)量控制-鋼材標準與選用

鋼材的標準與選用鋼材的標準與選用建筑工程中需要消耗大量的鋼材，按用于不同的工程結構類型可分為：鋼結構用鋼各種型鋼、鋼板、鋼管等；鋼筋混凝土工程用鋼如各種鋼筋和鋼絲。從材質(zhì)上分主要有普通碳素結構鋼和低合金結構鋼，也用到優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼。主要內(nèi)容1、普通碳素結構鋼2、低合金高強度結構鋼3、鋼筋混凝土用鋼筋、鋼絲普通碳素結構鋼簡稱碳素結構鋼，化學成分主要是鐵，其次是碳，故也稱鐵-碳合金。其含碳量為0.02%~2.06%，此外尚含有少量的硅、錳和微量的硫、磷等元素?，F(xiàn)行國家標準《碳素結構鋼》(GB/T700—2006)具體規(guī)定了它的牌號表示方法、技術要求、試驗方法、檢驗規(guī)則等。1普通碳素結構鋼碳素結構鋼的牌號由代表屈服點的字母、屈服點數(shù)值、質(zhì)量等級符號、脫氧程度符號四部分按順序組成。碳素結構鋼可分為Q195、Q215、Q235、Q255和Q275五個牌號。其他各符號含義見表9-1。如Q235—A、F，表示屈服強度為235MPa，質(zhì)量等級為A級的沸騰鋼。Q255—B，表示屈服強度為255MPa，質(zhì)量等級為B級的鎮(zhèn)靜鋼。表9-1碳素結構鋼的牌號名稱符號名稱符號屈服強度質(zhì)量等級沸騰鋼QA、B、C、DF半鎮(zhèn)靜鋼鎮(zhèn)靜鋼特殊鎮(zhèn)靜鋼BZTZ碳素結構鋼的選用碳素結構鋼隨牌號的增大，含碳量增加，其強度和硬度提高，塑性和韌性降低，冷彎性能逐漸變差。Q195、Q215號鋼強度低，塑性和韌性較好，易于冷加工，常用于軋制薄板和盤條，制造鋼釘、鉚釘、螺栓及鐵絲等。Q215號鋼經(jīng)冷加工后可代替Q235號鋼使用。Q235號鋼是建筑工程中應用最廣泛的鋼，屬低碳鋼，具有較高的強度，良好的塑性、韌性及可焊性，綜合性能好，能滿足一般鋼結構和鋼筋混凝土用鋼要求，且成本較低，大量被用作軋制各種型鋼、鋼板及鋼筋。Q255、Q275號鋼強度較高，但塑性、韌性較差，可焊性也差，不易焊接和冷彎加工，可用于軋制鋼筋、作螺栓配件等，但更多用于機械零件和工具等。一般是在普通碳素鋼的基礎上，添加少量的一種或幾種合金元素而成。常用的合金元素有硅、錳、釩、鈦、鈮、鉻、鎳及稀土元素。目的是提高鋼的屈服強度、抗拉強度、耐磨性、耐蝕性及耐低溫性能等。低合金高強度結構鋼綜合性能較為理想，尤其在大跨度、承受動荷載和沖擊荷載的結構中更適用，而且與使用碳素鋼相比，可節(jié)約鋼材20%~30%，但成本并不很高。2低合金高強度結構鋼牌號低合金高強度結構鋼共有5個牌號。其牌號的表示方法由屈服點字母Q、屈服點數(shù)值、質(zhì)量等級三個部分組成，屈服點數(shù)值共分295MPa、345MPa、390MPa、420MPa、460MPa五種，質(zhì)量等級按照硫、磷等雜質(zhì)含量由多到少分為A、B、C、D、E五級。如Q345A表示屈服點為345MPa的A級鋼。低合金高強度結構鋼應用Q295號鋼含有少量的合金元素，強度不高，但有良好的塑性、冷彎性能、焊接性能及耐蝕性能。主要用于建筑工程中對強度要求不高的一般工程結構。Q345、Q390號鋼綜合力學性能好，焊接性能、冷熱加工性能和耐蝕性能均好，C、D、E級鋼具有良好的低溫韌性。主要用于工程中承受較高荷載的焊接結構。Q420、Q460號鋼強度高，特別是在熱處理后有較高的綜合力學性能。主要用于大型工程結構及荷載大的輕型結構。(1)鋼筋混凝土用熱軋鋼筋鋼筋按外形分為光圓鋼筋和帶肋鋼筋。光圓鋼筋的橫截面為圓形，且表面光滑。帶肋鋼筋表面上有兩條對稱的縱肋和沿長度方向均勻分布的橫肋。橫肋的縱橫面呈月牙形且與縱肋不相交的鋼筋稱為月牙肋鋼筋；橫肋的縱橫面高度相等且與縱肋相交的鋼筋稱為等高肋鋼筋。如圖9-9。3鋼筋混凝土用鋼筋、鋼絲圖9-9變形鋼筋表面形狀(a)等高肋鋼筋；(b)月牙肋鋼筋(1)熱軋鋼筋的牌號表示方法與技術要求

根據(jù)《鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋》(GB13013-1991)及《鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋》(GB1499.2-2007)的規(guī)定，熱軋直條光圓鋼筋的級別為Ⅰ級，HotRolledPlainSteelBar,強度等級代號為HPB235。熱軋帶肋鋼筋的牌號由HRB和屈服點最小值表示。熱軋帶肋鋼筋有HotRolledRibbedSteelBar,HRB335、HRB400、HRB500三個牌號。(2)熱軋鋼筋的應用

熱軋光圓鋼筋的強度較低，但塑性及焊接性能很好，便于各種冷加工，因而廣泛用作普通鋼筋混凝土構件的受力筋及各種鋼筋混凝土結構的構造筋；HRB335和HRB400鋼筋強度較高，塑性和焊接性能也較好，故廣泛用作大、中型鋼筋混凝土結構的受力鋼筋；HRB500鋼筋強度高，但塑性和焊接性能較差，可用作預應力鋼筋。RRB代表余熱處理鋼筋——REMAINEDHEATRIBBEDSTEELBARS(2)冷軋帶肋鋼筋是低碳鋼熱軋圓盤條經(jīng)冷軋后，在其表面帶有沿長度方向均勻分布的三面或兩面橫肋的鋼筋。1)冷軋帶肋鋼筋的牌號表示方法根據(jù)《冷軋帶肋鋼筋》(GB13788-2000)的規(guī)定，冷軋帶肋鋼筋的牌號由CRBColdRolledRibbedSteelBar和抗拉強度最小值表示，有CRB550、CRB650、CRB800、CRB970、CRB1170五個牌號。2)冷軋帶肋鋼筋的應用冷軋帶肋鋼筋既具有冷拉鋼筋強度高的特點，同時又具有很強的握裹力，混凝土對冷軋帶肋鋼筋的握裹力是同直徑冷拔低碳鋼絲的3~6倍，大大提高了構件的整體強度和抗震能力。適用于中、小型預應力混凝土結構構件和普通鋼筋混凝土結構構件。(3)預應力混凝土用熱處理鋼筋是用熱軋的螺紋鋼筋經(jīng)淬火和回火的調(diào)質(zhì)熱處理而成的。按其螺紋外形分為有縱肋和無縱肋兩種。其代號為RB150。RB表示熱處理，150表示抗拉強度不小于150。根據(jù)《預應力混凝土用熱處理鋼筋》(GB4463-1984)的規(guī)定，熱處理鋼筋有40Si2Mn、48Si2Mn和45Si2Cr三個牌號，直徑有6mm、8.2mm和10mm三種規(guī)格，鋼筋熱處理后應卷成盤形供應，開盤后鋼筋能自動伸直。

熱處理鋼筋經(jīng)過調(diào)質(zhì)熱處理而成，具有強度高、韌性高、粘結力高和塑性降低小等優(yōu)點，特別適用于預應力混凝土構件。表9-2熱處理鋼筋的力學性質(zhì)(GB4463—1984)公稱直徑(mm)牌號屈服強度(MPa)抗拉強度(MPa)伸長率(%)不小于640Si2Mn1325147068.248Si2Mn1045Si2Cr(4)預應力混凝土用鋼絲1)分類及代號

根據(jù)《預應力混凝土用鋼絲》(GB/T5223—2002)的規(guī)定，預應力混凝土用鋼絲按加工狀態(tài)分為冷拉鋼絲(代號為WCD)和消除應力鋼絲兩類。消除應力鋼絲按松弛性能又分為低松弛級鋼絲(代號為WLR)和普通松弛級鋼絲(代號為WNR)。冷拉鋼絲是用盤條通過拔絲?；蜍堓伣?jīng)冷加工而成產(chǎn)品，以盤卷供貨的鋼絲。低松弛鋼絲是指鋼絲在塑性變形下(軸應變)進行短時熱處理而得到的，普通松弛鋼絲是指鋼絲通過矯直工序后在適當溫度下進行短時熱處理而得到的。預應力混凝土用鋼絲按外形分為光圓鋼絲(代號為P)、螺旋肋鋼絲(代號為H)和刻痕鋼絲(代號為I)三種。螺旋肋鋼絲表面沿著長度方向上有規(guī)則間隔的肋條，如圖9-1-所示?？毯垆摻z表面沿著長度方向上有規(guī)則間隔的壓痕，如圖9-11所示。9-10螺旋肋鋼絲外形示意圖圖9-11三面刻痕鋼絲外形示意圖2)預應力混凝土用鋼絲的應用

預應力混凝土用鋼絲質(zhì)量穩(wěn)定、安全可靠、強度高、無接頭、施工方便，主要用于大跨度的屋架、薄腹架、吊車梁或橋梁等大型預應力混凝土構件，還可用于軌枕、壓力管道等預應力混凝土構件。(5)預應力混凝土用鋼絞線是以數(shù)根圓形斷面鋼絲經(jīng)絞捻和消除內(nèi)應力的熱處理后制成。根據(jù)《預應力混凝土用鋼絞線》(GB/T5224—1995)的規(guī)定，鋼絞線按捻制結構分為三種結構類型：1×2、1×3和1×