钢筋与钢材(必须学习)

2023年12月22日发(作者：开奔腾一般什么档次人)

钢筋与钢材（必须学习）随着国民经济与科学技术迅速发展,重大成就之一就是钢产量从年产几十万吨跃升至十几亿吨,从稀缺发展为常用材料,从贵重变为廉价,钢结构建筑从稀少到大力推广,而且发展前景越来越广阔.但与此成为反差的是大部分设计人员对钢结构一不熟悉,无经验,甚至不敢涉足这个领域；另一方面又有很多非正规单位或半外行在无严格技术管理的情况下进行设计与施工,导致工程隐患甚至恶性事故.为此有必要加强钢结构知识的复习（在土建类高校中钢结构是结构人员的必修课）与技术交流.本文仅就钢结构材料发表一些粗浅体会,因混凝土结构中的钢筋也是一种钢材,有关问题进行一些比较更容易加深印象.希望能起到拋砖引玉的作用,敬请各位多多批评指正.1.常用名词解释：查词典及有关资料：1）钢结构（即普通钢结构口语简称“普钢”）与轻钢结构：普钢结构--以热轧普通型钢、钢管及钢板等作为主要受力构件的钢结构,是相对于轻钢结构而言.轻钢结构--以热轧轻型型钢、轻型焊接型钢冷弯薄壁型钢薄壁钢管及薄钢板等作为主要受力构件的钢结构.2）钢材：钢锭或钢坯经轧制后的成品,如钢板、钢管、型钢等型钢：断面呈不同形状的钢材的统称.早先只有热轧普通及轻型角钢、槽钢、工字钢等.后来有了截面为C形、L形、Z形冷弯薄壁型钢以及热轧或焊接H型钢.钢筋：指的是混凝土结构中所用的长条形钢材.其实理所当然钢筋也属于钢材.因混凝土结构比钢结构使用更广泛,习惯上将“钢筋”与“钢材”并列,其实是不科学的.3）有关代号：钢号Q235表示屈服强度标准值为235N/mm2,钢筋牌号（或级别）HPB335表示屈服强度标准值为335N/mm2

HPB是Hot-rolledPlainSteelBar的英文缩写,Hot-rolled的意思是热轧,Plain指平面,平滑HRB为Hot-rolledRibbedBar的英文缩写,Ribbed指带肋,所以HPB即光圆钢筋,HRB即热轧带肋钢筋2.钢材品种选择及质量保证措施：2.1重要性：对所有工程结构而言,材料性能及质量是确保安全可靠性的关键因素之一.若材料选择不当,性能质量不满足规范要求,后果非常严重！1）选材不当：选用高碳钢或冷加工钢筋等导致工程事故或重大隐患◆选用非正规厂家生产的不合格钢筋：进场钢筋或加工后的钢筋发现横向或纵向裂缝；钢筋弯折后断裂；◆桥梁、吊车梁等因低温冷脆或疲劳破坏而断裂甚至垮塌2）“偷工减料”私自修改设计,减小构件截面,减少配筋量等导致严重恶性事故3）“假冒伪劣”采用地条钢导致严重恶性事故4）其它原因：钢材严重锈蚀导致工程事故等2.2质量保证措施：1）设计选材满足设计规范及材料标准要求.2）材料采购：特别注意应选择正规生产厂家的合格产品.非正规生产厂家的产品很难满足规范要求！3）材料检验：应遵照施工验收规范检查质量合格证及质量检验报告,必要时进行抽样复验.4）材料保存：应有必要的防护措施,并分门别类存放,避免材料混杂、损伤、污染、锈蚀等；5）常识：施工现场对钢筋的简单识别：看钢筋上的字母和数字例如“4/PG/25”是钢筋的基本信息,相当于我们的身份证信息.4表示HRB400,PG是汉语拼音生产厂家简称（萍乡钢铁）直径25mm.

参见国标GB1499.2-2007《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》10包装、标志和质量证明书10.1带肋钢筋的表面标志应符合下列规定.10.1.1带肋钢筋应在其表面轧上牌号标志,还可依次轧上经注册的厂名（或商标）和公称直径毫米数字.10.1.2钢筋牌号以阿拉伯数字或阿拉伯数字加英文字母表示,HRB335、HRB400、HRB500分别以3、4、5表示,HRBF335、HRBF400、HRBF500分别以C3、C4、C5表示.厂名以汉语拼音字头表示.公称直径毫米数以阿拉伯数字表示.10.1.3公称直径不大于10mm的钢筋,可不轧制标志,可采用挂标牌方法.10.1.4标志应清晰明了,标志的尺寸由供方按钢筋直径大小作适当规定,与标志相交的横肋可以取消.10.2牌号带E（PS1）（例如HRB400E、HRBF400E等）的钢筋,应在标牌及质量证明书上明示.10.3除上述规定外,钢筋的包装、标志和质量证明书应符合GB/T2101的有关规定.3.新老规范对照看：3.1对照的重要性、必要性：一般规范大约10年左右升版一次.技术人员从事本专业工作期间需要学习遵照执行若干个规范版本.有关理论方法的改进、工作习惯的变化,都需要一个过程.专业理论结合个人工作经验,重温以往规范内容很有好处.1）特别注意现行规范与以往（老）规范的区别,避免用错.2）对现有建筑改造加固时需要了解原设计所遵循的规范；

3）加深对现行规范的理解：所有现行规范并非对原有规范进行批判,从零开始,重新编制,而是在原有规范的基础上,经过局部改进而来.一般说来,二者之间基本上是大同小异.新老规范对照看,可以加深对新规范的理解.4）对不同版本规范（关于材料性能及选用）规定变化的几点感受a.材料品种大大增加,性能大幅度提高,体现经济发展与技术进步早先的结构钢材品种很少,性能指标也很低.例如基本上以低碳钢为主,少量低合金高钢,强度很低,性价比差；好些性价比差的钢材已经先后被淘汰.例如2号钢,5号钢等,现行《混规》已无HPB235钢筋,而是被HPB300所取代.规范推广400~500MPa级钢筋作为纵向受力主导钢筋,限制并拟逐步淘汰335MPa级钢筋的应用；b．对结构安全可靠性要求大大提高.可以体现在对抗震性能（延长率等）的要求等.自2002《混规》（配合2001《抗规》）开始对钢筋的抗震性能有了明确规定.c．关于冷加工（冷拉、冷拔、冷轧等）钢筋：热轧钢筋经过冷加工处理,可以提高强度,节省材料；早先的规范有罗列有参数指标,但由于冷加工降低了延性,容易发生脆性破坏,因此现行规范已取消了有关内容.（对无抗震要求的构件若采用冷加工钢筋时可另行查阅专门规范）5）可以看出,在材料应用方面,2000年以前的规范每次升版变化都相当大,2000年以后几次升版变化较小.3.2钢材强度1）TJ17-74规范钢材容许应力（kg/cm）第1组22）GBJ17-88规范

3）GB50017-2003规范厚度≤164）GB50017-2017标准厚度≤165）钢材的质量等级：早先的规范将钢材分为甲.乙.特（A.B.C）三类,甲类（A类）：按机械性能供应的钢材,例如A3；乙类（B类）：按化学成分供应的钢材,例如B3；.特类（C类）：按机械性能及化学成分供应的钢材,例如C3；现行规范将钢材从低到高分为ABCDE五级,具体划分条件详见GB/T700及GB/T1591.选用原则（以Q235钢为例）见下表：

3.3钢筋强度1）TJ10-74规范钢筋强度设计值（kg/cm2）注：1）早期规范的计量单位：荷载及内力单位为kg,截面面积单位为cm应力及强度单位为kg/cm222）常用钢筋品种还有5号钢钢筋Rg为28002）GBJ10-89规范

3）GB50010-2002规范4）GB50010-2010规范5）GB50010-2010（2015年版）规范4.不同规范对照看：4.1必要性：不同规范内容不同,但基本原则是相同的.特别是对质地相同或相近的材料相互进行比较是自然而然也是无法回避的.将不同品种规范及不同版本规范对照可以起到“触类旁通,举一反三”的效果,当然可以加深对各有关规范的理解与正确应用.4.2钢筋级别与钢号之间的关系及互相焊接时的焊条选择：

1）相同之处：HPB235与Q235材质相同；与老规范中的A3即3号钢相同,相互焊接选用E43x型焊条；HRB335与Q345材质相同；与老规范中的16Mn钢基本相同,相互焊接选用E50x型焊条；.HPB235或Q235与HRB335或Q345相互焊接选用E43x型焊条.2）不同及原因分析：混凝土用钢筋HPB235基本上已被淘汰,但钢结构的Q235还在广泛应用；HRB335即将被淘汰,但钢结构的Q345还在推广应用.个人理解：对于大跨、高层钢结构应选用高强度钢材,受力合理,性价比高,效果明显.但对于中小型工程而言,由于规范的构造要求,构件截面不能太小,特别是一些受压构件,存在纵向弯曲问题,截面尺寸必须足够大,因此其强度往往不能充分发挥,采用高强度钢材并无必要,加上Q235、Q345的加工性能较高强度钢材更好一些,因此Q235、Q345还有存在的空间.4.3关于质量等级：钢结构的钢材有明确的质量等级,钢筋仅有“牌号”,但材料标准同样有机械性能及化学成分要求,只要严格遵照国家标准,就可以确保材料质量.4.4钢材除锈防腐与防火：1）众所周知,钢材是一种比较理想的建筑材料,强度高,自重轻,节能环保等等.但是钢材也有很多弱点,若防腐处理不好则极容易因腐蚀（生锈）而破坏,此外钢材耐火性能较差,必须采取有效防范措施.钢结构用钢材除锈防腐要求很严,重要结构要求采用喷砂除锈,达到Sa2.5级（而且必须确保表面洁净及干燥）,并及时涂刷高性能防腐涂料,分底漆、中间漆与面漆各2遍,漆膜总厚度应满足规范要求,防腐效果好,使用寿命较以往习惯做法长得多.钢材防腐典型：早先的简易房屋也常有采用薄钢板屋面的,但是由于很难保证防腐质量,这种材料用了2~3年就会锈迹斑斑,很快就要报废.现在的轻钢结构屋面及墙面采用的压型钢板是在钢厂的流水生产线上轧制成极薄

（1mm以下）板之后,以浸泡方式电镀（铝锌等）然后浸泡高性能防腐涂料,干燥后卷起为成品板材,在钢结构生产厂家甚至在现场冷轧（冷弯）成为压型钢板.在加工中防腐涂料可保持完整不破坏,防腐层的使用寿命可达20年以上,比采用普通防腐材料及施工方法的效果高出好几倍,而且外表整洁美观,效果非常好.2）混凝土结构中的钢筋,也应防锈,锈蚀较严重时,例如整个表面明显锈蚀时必须除锈,但仅局部有轻微锈蚀时可不作处理.混凝土浇捣密实以后钢筋就得到很好的保护（保护层厚度必须满足规范要求）,比起一般防腐涂料效果好得多.但若混凝土开裂或处于腐蚀性环境中时,也应采取有效措施防止钢筋锈蚀.3）关于防火：钢结构必须满足防火规范要求,混凝土结构耐火性能好得多,一般不须采取严格的防火措施.4.5钢材的抗震性能要求：查《抗规》：1）钢结构中钢材：a．钢材的屈服强度实测值与抗拉强度实测值的比值不应大于0.85；b．钢材应有明显的屈服台阶,且伸长率不应小于20%；c．钢材应有良好的焊接性和合格的冲击韧性.2）混凝土结构中钢筋：a’．钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25；（钢筋的屈服强度实测值与抗拉强度实测值的比值不应大于0.80）；b’．钢筋的屈服强度实测值与屈服强度标准值的比值不应大于1.30c’．钢筋在最大拉力下的总伸长率实测值不应小于9%3)二者比较：a与a’款基本相同,b与c’可比；c与b’可比（焊接性要求应相同,有明显的屈服台阶是相同的,钢筋要求更明确）4）关于“带E钢筋”见《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002（2011年版）：

“带E钢筋”习惯称为“抗震钢筋”,曾有网文讲述,某工程项目因设计说明中选用的钢筋牌号后面无“E”,在竣工验收时出现麻烦.再看条文所述,只要在设计说明中选用的钢筋牌号后面加上“E”,则《抗规》有关各项要求就不须详述,既省去许多文字,又可满足抗震要求.5.关于材料代换：应该严格按照规范规定.除了“等强度代换”原则以外,还应满足抗震及其它性能要求.不可简单同意甲方或施工单位要求.6.有关名词术语及习惯称呼：1）钢筋包括光圆钢筋（习惯称为圆钢）,带肋钢筋或变形钢筋（习惯也称为螺纹钢）I级钢筋（HPB235）指的是热轧光圆钢筋,产品是连续成卷的,俗称盘条,一般直径6~10mm.建筑上常用于制作箍筋、板的分布筋、墙拉结钢筋等等.II级钢筋（HRB335）、III级钢筋（HRB400）是带肋钢筋,单根长度约为9~12m,直径12~25mm的最为普遍.用于梁、柱、剪力墙受力钢筋等等,在受力很大的构件中,也常用直径28~40mm的钢筋.同一种材料的不同或相近的称号：最后一个才是现行规范的称呼.3号钢,A3（B3C3）Q235a（b,c）；钢,l级钢筋,HPB235钢筋16锰钢（16Mn）,Q345钢；筋,16锰螺纹钢；II级钢筋,HRB335钢筋2）正式场合及正式文件中必须采用现行规范规定的术语、参数,条文内容应对照规范标准仔细核对,防止出错.3）非正式场合及口语可采用一些习惯用语,举例如下：16锰（16Mn）钢3号钢钢筋,A3钢筋,A3圆

x级钢筋---可以理解,但不符合现行规范要求,而且可能产生歧义,因此在设计文件中不得采用；例如I级钢筋表示光圆钢筋,以前只有HPB235一种,但目前推广应用HPB300,与HPB235并存,容易混淆.x级钢---完全错误的称呼,无论新老混凝土规范及钢结构规范均无此种称呼,更不容许出现在设计文件中！