2.5.1 建筑常用钢种

⑴ 碳素结构钢

国家标准GB 700-88《碳素结构钢》规定，碳素结构钢的牌号由代表屈服点的字母、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法等四部分按顺序组成。 。钢结构中，主要应用的是碳素钢Q235。还有其它几种碳素结构钢常用于土木工程中。

国家标准GB 700-88《碳素结构钢》中规定，牌号由代表屈服点的字母、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法等四部分按顺序组成。其中以“Q”代表屈服点；屈服点数值共分195 MPa、215 MPa、235 MPa、255 MPa和275 Mpa五种；质量等级以硫、磷等杂质含量由多到少，分别为A、B、C、D符号表示；脱氧方法以F表示沸腾钢、b表示半镇静钢、Z、TZ表示镇静钢和特殊镇静钢，Z和TZ在钢的牌号中予以省略。随着牌号的增大，对钢材屈服强度和抗拉强度的要求增大，对拉长率的要求降低。　 　
例如：Q235－A·F表示屈服点为235 Mpa的A级沸腾钢。
随着牌号的增大，其含碳量增加，强度提高，塑性和韧性降低，冷弯性能逐渐变差。同一钢号内质量等级越高，钢材的质量越好，如Q235C、Q235D级优于Q235A、Q235B级。

Q195——强度不高，塑性、韧性、加工性能与焊接性能较好，主要用于轧制薄板和盘条等。
Q215——与Q195钢基本相同，其强度稍高，大量用做管坯、螺栓等。
Q235——强度适中，有良好的承载性，又具有较好的塑性和韧性，可焊性和可加工性也较好，是钢结构常用的牌号，大量制作成钢筋、型钢和钢板用于建造房屋和桥梁等。Q235良好的塑性可保证钢结构在超载、冲击、焊接、温度应力等不利因素作用下的安全性，因而Q235能满足一般钢结构用钢的要求。Q235-A一般用于只承受静荷载作用的钢结构。Q235-B适合用于承受动荷载焊接的普通钢结构，Q235-C适合用于承受动荷载焊接的重要钢结构，Q235-D适合用于低温环境使用的承受动荷载焊接的重要钢结构。
Q255——强度高、塑性和韧性稍差，不易冷弯加工，可焊性较差，主要用做铆接或栓接结构，以及钢筋混凝土的配筋。
Q275——强度、硬度较高，耐磨性较好，但塑性、冲击韧性和可焊性差，不宜在建筑结构中使用，主要用于制造轴类、农具、耐磨零件和垫板等。

⑵ 优质碳素结构钢
按国家标准GB/T 699－2015《优质碳素结构钢》的规定，优质碳素结构钢根据锰含量的不同可分为：普通锰含量钢和较高锰含量钢两组。优质碳素结构钢成本较高，仅用于重要结构的钢铸件及高强度螺栓等。

优质碳素钢的性能主要取决于含碳量。含碳量高，则强度高，但塑性和韧性降低。在建筑工程中，30～45号钢主要用于重要结构的钢铸件和高强度螺栓等，45号钢用做预应力混凝土锚具，65～80号钢用于生产预应力混凝土用钢丝和钢绞线。

⑶ 低合金高强度结构钢
低合金高强度结构钢是一种在碳素钢的基础上添加总量小于5％合金元素的钢材，具有强度高，塑性和低温冲击韧性好、耐锈蚀等特点。

低合金高强度结构钢的牌号的表示方法为：屈服强度－质量等级，它以屈服强度划分成五个等级：Ｑ295、Q345、Q390、Q420、Q460，质量也分为五个等级：E、D、C、B、A。
国家标准GB 1591-2018《低合金高强度结构钢》规定了各牌号的低合金高强度结构钢的化学成分、力学性能。由于合金元素的强化作用，使低合金结构钢不但具有较高的强度，且具有较好的塑性、韧性和可焊性。低合金高强度结构钢广泛应用于钢结构和钢筋混凝土结构中，特别是大型结构、重型结构、大跨度结构、高层建筑、桥梁工程、承受动力荷载和冲击荷载的结构。

2.5. 土木工程常用钢

1）混凝土结构用钢

混凝土具有较高的抗压强度，但抗拉强度很低。用钢筋增强混凝土，可大大扩展混凝土的应用范围，而混凝土又对钢筋起保护作用。钢筋混凝土结构的钢筋，主要由碳素结构钢和优质碳素钢制成，包括有热轧钢筋、冷轧扭钢筋和冷轧带肋钢筋、预应力混凝土用钢丝和钢绞线。

⑴ 热轧钢筋
混凝土结构用热轧钢筋应有较高的强度，具有一定的塑性、韧性、冷弯和可焊性。热轧钢筋是经热轧成型并自然冷却的成品钢筋，主要有用Q235轧制的光圆钢筋和用合金钢轧制的带肋钢筋两类。

⑵ 冷拔钢丝和冷轧带肋钢筋
冷拔钢丝是将直径为6.4～8 mm的Q235(或Q215)圆盘条通过截面小于钢筋截面的钨合金拔丝模而制成。冷轧带肋钢筋使用低碳热轧圆盘条经冷轧或冷拔减径后，在其表面冷轧成三面有肋的钢筋。它克服肋冷拉、冷拔钢筋握裹力低的缺点，同时具有和冷拉、冷拔相近的强度，因此在中、小型预应力混凝土结构构件和普通混凝土结构构件中得到了越来越广泛的应用。

⑶ 预应力混凝土用热处理钢筋
热处理钢筋是钢厂将热轧的带肋钢筋(中碳低合金钢)经淬火和高温回火调质处理而成的。其特点是塑性降低不大，但强度提高很多，综合性能比较理想。其主要用于预应力混凝土轨枕，代替碳素钢丝。

⑷冷轧扭钢筋
冷轧扭钢筋是采用低碳热轧盘钢（Q235）钢材经冷扎扁和冷扭转而成的具有连续螺旋状的钢筋。该钢筋刚度大，不易变形，与混凝土的握裹力大，无需加工（预应力或弯钩），可直接用于混凝土工程，节约钢材30％。使用冷扎扭钢筋可减小板的设计厚度、减轻自重，施工时可按需要将成品钢筋直接供应现场铺设，免除现场加工钢筋，改变了传统加工钢筋占用场地，不利于机械化生产的弊端。冷轧扭钢筋的力学性能应符合表2－7的规定。

⑸ 冷轧带肋钢筋
冷轧带肋钢筋是由热轧圆盘条经冷轧后，在其表面带有沿长度方向均匀分布的三面或二面横肋的钢筋。根据国家标准GB 13788－2017《冷轧带肋钢筋》的规定，冷轧带肋钢筋的牌号由CRB和钢筋的抗拉强度最小值构成。C、R、B分别为冷轧（cold rolled）、带肋（Ribbed）、钢筋（Bar）三个词的英文首位字母。冷轧带肋钢筋分为CRB550、CRB650、CRB800、CRB600H、CRB680H、CRB800H六个牌号。CRB550、CRB600H为普通钢筋混凝土用钢筋，其他牌号为预应力混凝土钢筋。

⑹预应力混凝土用钢丝和钢绞线

根据GB/T 5223--2014《预应力混凝土用钢丝》规定，预应力混凝土用钢丝是用优质碳素结构钢制成，抗增强度高达1470～1770 MPa，外形有光圆钢丝、刻痕钢丝、螺旋力钢丝三种。刻痕钢丝和螺旋肋钢丝与混凝土的粘结力好，亦即钢丝与混凝土的整体性能好；消除应力钢丝的塑性比冷拉钢丝好。

根据GB 5224—2014《预应力混凝钢绞线》规定，预应力混凝钢绞线是以数根优质碳素结构钢丝以绞捻和消除内应力的热处理而制成。根据钢丝的股数分为三种结构类型：1×2、1×3、和1×7。1×7结构钢绞线以一根钢丝为芯、6根钢丝围绕其周围捻制而成。钢绞线与混凝土的粘结力较好。

2）钢结构用钢

钢结构用钢主要是热轧成形的钢板和型钢等；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。钢结构用钢有热轧型钢、冷弯薄壁型钢、棒材、钢管和板材。

⑴ 热轧型钢

钢结构常用的型钢有：工字钢、H型钢、T型钢、槽钢、等边角钢、不等边型钢等。型钢由于截面形式合理，材料在截面上分布对受力最为有利，且构件间连接方便，所以它是钢结构中采用的主要钢材。型钢的规格通常以反映其断面形状的主要轮廓尺寸来表示。

①热轧普通工字钢
工字钢是截面为工字型、腿部内侧有1:6斜度的长条钢材。工字钢广泛应用于各种建筑结构和桥梁，主要用于承受横向弯曲（腹板平面内受弯）的杆件，但不宜单独用作轴心受压构件或双向弯曲的构件。

②热轧H型钢和剖分T型钢
H型钢由工字钢发展而来，优化了截面的分布。与工字钢相比，H型钢具有翼缘宽、侧向刚度大、抗弯能力强、翼缘两表面相互平行、连接构件方便、省劳力、重量轻、节省钢材等优点。H型钢分为宽翼缘（代号为HW）、中翼缘（HM）和窄翼缘H型钢（HN）以及H型钢桩（HP）。H型钢截面形状经济合理，力学性能好，常用于要求承载力大、截面稳定性好的大型建筑（如高层建筑）。T型钢由H型钢对半剖分而成。

③热轧普通槽钢
槽钢是截面为凹槽形、腿部内侧有1:10斜度的长条钢材。规格以“腰高度×腿宽度×腰厚度”（mm）或“腰高度＃”（cm）表示。同一腰高的槽钢，若有几种不同的腿宽和腰厚，则在其后标注a、b、c表示该腰高度下的相应规格。槽钢的规格范围为5＃～40＃。槽钢可用做承受轴向力的杆件、承受横向弯曲的梁以及联系杆件，主要用于建筑钢结构、车辆制造等。

⑵ 冷弯薄壁型钢

空心型钢是用连续辊式冷弯机组生产的，按形状可分为方形空心型钢和矩形空心型钢。

②通用冷弯开口型钢
冷弯开口型钢是用可冷加工变形的冷轧或热轧钢带在连续辊式冷弯机组上生产的，按形状分为8种：冷弯等边角钢、冷弯不等边角钢、冷弯等边槽钢、冷弯不等边槽钢、冷弯内卷边槽钢、冷弯外卷边槽钢、冷弯Z型钢、冷弯卷边Z型钢。

⑶ 棒材、钢管和板材

①棒材
常用的棒材有六角钢、八角钢、扁钢、圆钢和方钢。
热轧六角钢和八角钢是截面为六角形和八角形的长条钢材，规格以“对边距离”表示。建筑钢结构的螺栓常以此种钢材为坯材。
热轧扁钢是截面为矩形并稍带钝边的长条钢材，规格以“厚度×宽度”表示，规格范围为3×10～60×150（mm）。扁钢在建筑上用做房架构件、扶梯、桥梁和栅栏等。

②钢管
钢结构中常用热轧无缝钢管和焊接钢管。钢管在相同截面积下，刚度较大，因而是中心受压杆的理想截面；流线型的表面使其承受风压小，用于高耸结构十分有利。在建筑结构上钢管多用于制作桁架、塔桅等构件，也可用于制作钢管混凝土。钢管混凝土是指在浇筑混凝土而形成的构件，可使构件承载力大大提高，且具有良好的塑性和韧性，经济效果显著，施工简单、工期短。钢管混凝土可用于厂房柱、构架柱、地铁站台柱、塔柱和高层建筑等。

③板材
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。
钢板是矩形平板状的钢材，可直接轧制成或由宽钢带剪切而成，按轧制方式分为热轧钢板和冷轧钢板。钢板规格表示方法为宽度×厚度×长度（mm）。钢板分厚板（厚度＞4mm）和薄板(厚度≤4 mm)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，单块钢板不能独立工作，必须用几块板组合成工字型、箱形等结构来承受荷载。

3）铝合金 　

纯铝在建筑上的应用较少，可加工成铝粉，用于加气混凝土的发气。为提高铝的强度，在铝中可加入锰、镁、铜、硅、锌等制成各种铝合金，铝合金可被加工成各种铝合金门窗、龙骨、压型板、花纹板、管材、型材、棒材等。