第四节 耐候钢和建筑用钢筋
一、中国GB标准耐候钢[GB/T 4171,GB/T 4172--2000]
1.GB标准耐候钢的钢号与化学成分,见表4-1-210。
表4-1-210 耐候钢的钢号与化学成分(质量分数)(%)
| 钢号 |
统一数字牌号 |
C |
Si |
Mn |
P
≤ |
S
≤ |
Cu |
Cr |
其他 |
| 焊接结构用钢耐候钢(GB/T 4172--2000) |
| Q235NH |
L52350 |
≤0.15 |
0.15-0.40 |
0.20-0.60 |
0.035 |
0.035 |
0.20-0.50 |
0.40-0.80 |
— |
| Q295NH |
L52950 |
≤0.15 |
0.15-0.50 |
0.60-1.00 |
0.035 |
0.035 |
0.20-0.50 |
0.40-0.80 |
— |
| Q355NH |
L53550 |
≤0.16 |
≤0.50 |
0.90-1.50 |
0.035 |
0.035 |
0.20-0.50 |
0.40-0.80 |
V0.02-0.10 |
| Q460NH |
L54600 |
0.10-0.18 |
≤0.50 |
0.90-1.50 |
0.035 |
0.035 |
0.20-0.50 |
0.40-0.80 |
V0.02-0.10 |
| 高耐候性结构钢(GB/T 4171--2000) |
| Q295GNH |
L52951 |
≤0.12 |
0.20-0.40 |
0.20-0.60 |
0.07-0.15 |
0.035 |
0.25-0.55 |
— |
Ti≤0.10
RE≤0.15 |
| Q295GNHL |
L52952 |
≤0.12 |
0.10-0.40 |
0.20-0.50 |
0.07-0.12 |
0.035 |
0.25-0.45 |
0.30-0.65 |
Ni0.25-0.50 |
| Q345GNH |
L53451 |
≤0.12 |
0.20-0.60 |
0.50-0.90 |
0.07-0.12 |
0.035 |
0.25-0.50 |
— |
Ti≤0.03
RE≤0.15 |
| Q345GNHL |
L53452 |
≤0.12 |
0.25-0.75 |
0.20-0.50 |
0.07-0.15 |
0.035 |
0.25-0.55 |
0.30-1.25 |
Ni≤0.65 |
| Q390GNH |
L53901 |
≤0.12 |
0.15-0.65 |
≤1.40 |
0.07-0.12 |
0.035 |
0.25-0.55 |
— |
Ti≤0.10
RE≤0.12 |
GB标准耐候钢的力学性能,见表4-1-211和表4-1-212。
表4-1-211 焊接结构用耐候钢的力学性能
| 钢号 |
钢材厚度/mm |
拉伸试验 |
冲击试验 |
弯曲试验 |
| 抗拉强度
σb
/MPa |
屈服点
σs
/MPa |
伸长率
δ
% |
质量等级 |
试验温度/℃
|
冲击吸收功Akv/J |
弯心角度180度
d--内侧直径
a--弯心直径 |
| (不小于) |
不小于 |
| Q235NH |
≤16 |
360-490 |
235 |
25 |
C
D |
0
-20 |
34 |
d=a |
| >16-40 |
225 |
25 |
d=2a |
| >40-60 |
360-490 |
215 |
24 |
E |
-40 |
27 |
d=2a |
| >60 |
215 |
23 |
| Q295NH |
≤16 |
420-560 |
295 |
24 |
C
D |
0
-20 |
34 |
d=2a |
| >16-40 |
285 |
24 |
d=3a |
| >40-60 |
420-560 |
275 |
23 |
E |
-40 |
27 |
d=3a |
| >60 |
255 |
22 |
| Q355NH |
≤16 |
490-630 |
355 |
22 |
C
D |
0
-20 |
34 |
d=2a |
| >16-40 |
345 |
22 |
d=3a |
| >16-40 |
490-630 |
335 |
21 |
E |
-40 |
27 |
d=3a |
| >60 |
325 |
20 |
| Q460NH |
≤16 |
510-710 |
460 |
22 |
D |
-20 |
34 |
d=2a |
| >16-40 |
450 |
22 |
d=3a |
| >16-40 |
510-710 |
440 |
21 |
E |
-40 |
27 |
d=3a |
| >60 |
430 |
20 |
表4-1-212 高耐候性结构钢的力学性能
| 钢号 |
钢材厚度/mm |
拉伸试验 |
弯曲试验 |
| 抗拉强度
σb
/MPa |
屈服点
σs
/MPa |
伸长率
δ
% |
弯心角度180度
d--内侧直径
a--弯心直径 |
| (不小于) |
| 交货状态:热轧 |
| Q295GNH |
≤6 |
390 |
295 |
24 |
d=a |
| >6 |
d=2a |
| Q295GNHL |
≤6 |
430 |
295 |
24 |
d=a |
| >6 |
d=2a |
| Q345GNH |
≤6 |
440 |
345 |
22 |
d=a |
| >6 |
d=2a |
| Q345GNHL |
≤6 |
480 |
345 |
22 |
d=a |
| >6 |
d=2a |
| Q390GNH |
≤6 |
490 |
390 |
22 |
d=a |
| >6 |
d=2a |
| Q295GNH |
≤2.5 |
390 |
260 |
27 |
d=a |
| Q295GNHL |
≤2.5 |
390 |
260 |
27 |
d=a |
| Q345GNHL |
≤2.5 |
450 |
320 |
26 |
d=a |
二、中国GB标准建筑用钢筋和钢丝 [GB 13788-2000,GB
1499--1988,GB 13013--1991等]
1.GB标准建筑用钢特刊和钢丝的钢号与化学成分,见表4-1-213。
表4-1-213 建筑用钢筋和钢丝的钢号与化学成分(质量分数)(%)
| 盘条钢号 |
钢筋牌号或强度级别 |
C |
Si |
Mn |
P
≤ |
S
≤ |
其他 |
| 钢筋混凝土用热轧光圆钢筋(GB 13013-1991) |
| Q215 |
CRB550 |
0.09-0.15 |
≤0.30 |
0.25-0.55 |
0.045 |
0.050 |
— |
| Q235 |
CRB650 |
0.14-0.22 |
≤0.30 |
0.30-0.65 |
0.045 |
0.050 |
— |
| 24MnTi |
CRB800 |
0.19-0.27 |
0.17-0.37 |
1.20-1.60 |
0.045 |
0.045 |
Ti0.01-0.05 |
| 20MnSi |
0.17-0.25 |
0.40-0.80 |
1.20-1.60 |
0.045 |
0.045 |
— |
| 41MnSiV |
CRB970 |
0.37-0.45 |
0.60-1.10 |
1.00-1.40 |
0.045 |
0.045 |
V0.05-0.12 |
| 60 |
0.57-0.65 |
0.17-0.37 |
0.50-0.80 |
0.045 |
0.035 |
— |
| 70Ti |
CRB1170 |
0.66-0.70 |
0.17-0.37 |
0.60-1.00 |
0.045 |
0.045 |
Ti0.01-0.05 |
| 70 |
0.67-0.75 |
0.17-0.37 |
0.50-0.80 |
0.035 |
0.035 |
— |
| 钢筋混凝土用热轧带肋钢筋(GB 1499-1998) |
| L33350 |
HRB335 |
≤0.25 |
≤0.80 |
≤1.60 |
0.045 |
0.045 |
Cep 0.52 |
| L34000 |
HRB400 |
≤0.25 |
≤0.80 |
≤1.60 |
0.045 |
0.045 |
Cep 0.54 |
| L35000 |
HRB500 |
≤0.25 |
≤0.80 |
≤1.60 |
0.045 |
0.045 |
Cep 0.55 |
| 钢筋混凝土用热轧光圆钢筋(GB 13013-1991) |
| Q235 |
I级 |
0.14-0.22 |
0.12-0.30 |
0.30-0.65 |
0.045 |
0.050 |
— |
| 钢筋混凝土用余热处理钢筋(GB 13014-1991) |
| K20MnSi |
III级 |
0.17-0.25 |
0.40-0.80 |
1.20-1.60 |
0.045 |
0.045 |
— |
| 钢筋混凝土用热处理钢筋(GB 4463-1984) |
| 40Si2Mn |
调质钢筋 |
0.36-0.45 |
1.40-1.90 |
0.80-1.20 |
0.045 |
0.045 |
— |
| 48Si2Mn |
调质钢筋 |
0.44-0.53 |
1.40-1.90 |
0.80-1.20 |
0.045 |
0.045 |
— |
| 钢筋混凝土用热处理钢筋(GB 4463-1984) |
| 45Si2Cr |
调质钢筋 |
0.41-0.51 |
1.55-1.95 |
0.40-0.70 |
0.045 |
0.045 |
Cr(0.30-0.30) |
| 预应力混凝土用钢丝(GB/T 5223-1995) |
| 70 |
冷拉钢丝RCD消除应力钢丝S光面或刻痕钢丝低松弛钢丝等 |
0.67-0.75 |
0.17-0.37 |
0.50-0.80 |
0.040 |
0.040 |
— |
| 75 |
0.72-0.80 |
0.17-0.37 |
0.50-0.80 |
0.040 |
0.040 |
— |
| 80 |
0.77-0.85 |
0.17-0.37 |
0.50-0.80 |
0.040 |
0.040 |
— |
| 预应力混凝土用低合金钢丝(YB/T 038-1993) |
| 21MnSi |
YD800 |
0.17-0.24 |
0.30-0.70 |
1.20-1.65 |
0.045 |
0.045 |
— |
| 24MnTi |
0.19-0.27 |
0.17-0.37 |
1.20-1.60 |
0.045 |
0.045 |
Ti0.01-0.05 |
| 41MnSiV |
YD1000 |
0.37-0.45 |
0.60-1.10 |
1.00-1.40 |
0.045 |
0.045 |
V0.05-0.12 |
| 70Ti |
YD1200 |
0.66-0.70 |
0.17-0.37 |
0.60-1.00 |
0.045 |
0.045 |
Ti0.01-0.05 |
2.GB标准冷轧带肋钢筋的力学性能,见表4-1-214。
表4-1-214 冷轧带肋钢筋和力学性能
| 钢号 |
屈服强度σ0.2/MPa |
伸长率(%) |
180度冷弯试验 |
反复弯曲次数 |
松弛率(%) |
| δ10 |
δ100 |
1000h |
10h |
| 不小于 |
不小于 |
| CRB550 |
550 |
8.0 |
— |
d=3a |
— |
— |
— |
| CRB650 |
650 |
— |
4.0 |
— |
3 |
8 |
5 |
| CRB800 |
800 |
— |
4.0 |
— |
3 |
8 |
5 |
| CRB970 |
970 |
— |
4.0 |
— |
3 |
8 |
5 |
| CRB1170 |
1170 |
— |
4.0 |
— |
3 |
8 |
5 |
3.GB标准热轧钢筋的力学性能,见表4-1-215。
表4-1-215 热轧钢筋的力学性能
| 强度级别 |
钢号 |
对应的旧钢号 |
公称直径/mm |
力学性能 |
180度冷弯试验
d--弯心直径
a--钢筋直径 |
| σ0.2/MPa |
σb/MPa |
δ5(%) |
| 不小于 |
| I |
Q235 |
A3 |
8-20 |
235 |
370 |
25 |
d=a |
| II |
HRB335 |
20MnSi
20MnNb(b) |
6-25
28-50 |
335 |
490 |
16 |
d=3a
d=4a |
| III |
HRB400 |
20MnSiV
20MnTi
25MnSi |
6-25
28-50 |
400 |
570 |
14 |
d=4a
d=5a |
| IV |
HRB500 |
40si2MnV
45SiMnV
45Si2MnTi |
6-25
28-50 |
500 |
630 |
12 |
d=6a
d=7a |
4.GB标准冷拉钢筋的力学性能,见表4-1-216。
表4-1-216 冷拉钢筋的力学性能
| 强度级别 |
直径/mm |
力学性能 |
冷弯试验 |
| σ0.2/MPa |
σb/MPa |
δ5(%) |
| 不小于 |
弯曲角度 |
弯心直径 |
| 冷拉II |
8-25
28-40 |
450 |
510
490 |
10 |
90度
90度 |
d=3a
d=4a |
| 冷拉III |
8-40 |
530 |
570 |
8 |
90度 |
d=5a |
| 冷拉IV |
10-28 |
700 |
835 |
6 |
90度 |
d=5a |
5.GB标准余热处理II级钢筋和预应力混凝土用热处理钢筋的力学性能,见表4-1-217。
表4-1-217 余热处理III级钢筋和预应力混凝土用热处理钢筋的力学性能
| 余热处理III级钢筋 |
预应力混凝土用热处理钢筋 |
| 余热处理III级钢筋目前纳标钢号仅K20MnSi一种,按照热轧III级钢筋的性能要求和使用范围进行生产。考虑到钢筋接头强度经焊接后有可能降低,故钢筋标准中将屈服强度(σs)和抗拉强度(σb)比热轧钢筋分别提高40MPa和30MPa,以获得焊接接头具有与热轧III级钢相同的强度 |
热处理钢筋的力学性能,不分钢号和直径大小,其屈服强度σ0.2≥1325MPa,抗拉强度σb≥1470MPa,伸长率δ10≥6%。钢筋的应力松弛率在0.7σb初始应力下,经过10h和1000h后分别≤1.5%
≤ 3.5% |
6.GB标准预应力混凝土用钢丝和钢绞线的用途与力学性能。
1)预应力混凝土用钢丝:用于中、小型预应力混凝土构件的主筋,其力学性能见表4-1-218。
表4-1-218 预应力混凝土用钢丝的力学性能
| 品种 |
公称直径/mm |
力学性能 |
反复弯曲试验 |
应力松弛试验 |
| σb/MPa |
σp/MPa |
δ100
(%) |
次数
N
≥ |
弯曲半径
r
/mm |
初始应力相当于σb的百分数(%) |
1000h应力损失(不大于) |
| (不小于) |
I级松弛 |
II级松弛 |
| 冷拉钢丝 |
3.00 |
1470
1570 |
1250
1180 |
2
2 |
4
4 |
7.5
7.5 |
— |
— |
— |
| 4.00 |
1670 |
1255 |
3 |
4 |
10 |
— |
— |
— |
| 5.00 |
1470
1570
1670 |
1100
1180
1255 |
3
3
3 |
5
5
5 |
15
15
15 |
— |
— |
— |
| 消除应力钢丝 |
4.00 |
1470
1570 |
1250
1330 |
4
4 |
3
3 |
10
10 |
60 |
4.5 |
10 |
| 5.00 |
1670
1770 |
1410
1500 |
4
4 |
4
4 |
15
15 |
70-80 |
8-12 |
2.5-4.5 |
| 6.00 |
1570
1670 |
1330
1420 |
4
4 |
4
4 |
15
15 |
70-80 |
8-12 |
2.5-4.5 |
| 7.00 |
1470
1570 |
1250
1330 |
4
4 |
4
4 |
20
20 |
70-80 |
8-12 |
2.5-4.5 |
| 8.00 |
1470
1570 |
1250
1330 |
4
4 |
4
4 |
20
20 |
70-80 |
8-12 |
2.5-4.5 |
| 9.00 |
1470
1570 |
1250
1330 |
4
4 |
4
4 |
25
25 |
70-80 |
8-12 |
2.5-4.5 |
| 刻痕钢丝 |
≤5.00 |
1470
1570 |
1250
1340 |
4
4 |
3
3 |
15
15 |
70 |
8 |
2.5 |
| >5.00 |
1470
1570 |
1250
1340 |
4
4 |
3
3 |
20
20 |
70 |
8 |
2.5 |
2)预应力混凝土用钢绞线:用于作预应力混凝土结构、岩土锚固等,适于用作大型建筑、公路或铁路桥梁等大跨度预应力混凝土构件的预应力钢筋,其力学性能见表4-1-219。
表4-1-219 预应力混凝土用钢绞线的力学性能
| 钢绞钱结构 |
公称直径/mm |
强度级别/MPa |
最大载荷/KN |
屈服载荷/KN |
伸长率(%) |
1000h松弛率(%)(不大于) |
| I级松弛 |
|
| (不小于) |
S1 |
S2 |
S1 |
S2 |
| 1*2 |
10.00 |
1720 |
67.9 |
57.7 |
3.5 |
8.0 |
12 |
2.5 |
4.5 |
| 12.00 |
97.9 |
83.2 |
3.5 |
| 1*3 |
10.801 |
1720 |
102 |
86.7 |
3.5 |
8.0 |
12 |
2.5 |
4.5 |
| 12.90 |
147 |
125 |
3.5 |
| 1*7 |
标准型 |
9.50 |
1860 |
102 |
86.6 |
3.5 |
8.0 |
12 |
2.5 |
4.5 |
| 11.10 |
1860 |
138 |
117 |
3.5 |
| 12.70 |
1860 |
184 |
156 |
3.5 |
8.0 |
12 |
2.5 |
4.5 |
| 15.2 |
1720 |
239 |
203 |
3.5 |
8.0 |
12 |
2.5 |
4.5 |
| 1860 |
259 |
220 |
3.5 |
| 模拔型 |
12.70 |
1860 |
209 |
178 |
3.5 |
8.0 |
12 |
2.5 |
4.5 |
| 15.20 |
1820 |
300 |
255 |
3.5 |
7.GB标准预应力混凝土用低合金钢丝和盘条的力学性能,见表4-1-220和表4-1-221。
表4-1-220 预应力混凝土用低合金钢丝的力学性能
| 公称直径/mm |
强度级别 |
力学性能 |
反复弯曲试验 |
应力松弛试验 |
| σb
MPa |
δ100
% |
弯曲半径r
/mm |
次数
N
≥ |
初始应力与公称强度比(%) |
应力松弛率最大值 |
| 不小于 |
| 5.0 |
YD800 |
800 |
4 |
15 |
4 |
70 |
8%1000h或5%10h |
| 6.0 |
YD1000 |
1000 |
3.5 |
20 |
4 |
70 |
| 7.0 |
YD1200 |
1200 |
3.5 |
20 |
4 |
70 |
表4-1-221 预应力混凝土用低合金盘条的力学性能
| 公称直径/mm |
强度级别 |
σb
MPa |
δ
% |
冷弯试验 |
| 6.5 |
YD800 |
≥550 |
δ5≥23 |
180度d=5a |
| 9.0 |
YD1000 |
≥750 |
δ5≥15 |
90度d=5a |
| 10.0 |
YD1200 |
≥900 |
δ10≥27 |
90度d=5a |
三、中国YB标准高层建筑结构用钢板 [YB 4104--2000]
1.YB标准高层建筑结构用锢板的钢号与化学成分,见表4-1-222。
表4-1-222 高层建筑结构用钢板的钢号与化学成分(质量分数)(%)
| 钢号 |
质量等级 |
厚度/mm |
C |
Si |
Mn |
P
≤ |
S
≤ |
V |
Nb |
Ti |
Als
≥ |
| Q235GJ |
C |
6-100 |
≤0.20 |
≤0.35 |
0.60-1.20 |
0.025 |
0.015 |
— |
— |
— |
0.015 |
| D |
≤0.18 |
≤0.35 |
0.60-1.20 |
0.025 |
0.015 |
— |
— |
— |
| E |
≤0.18 |
≤0.35 |
0.60-1.20 |
0.025 |
0.015 |
— |
— |
— |
| Q345GJ |
C |
6-100 |
≤0.20 |
≤0.55 |
≤0.60 |
0.025 |
0.015 |
0.02-0.15 |
0.015-0.060 |
0.01-0.10 |
0.015 |
| D |
≤0.18 |
≤0.55 |
≤0.60 |
0.025 |
0.015 |
0.02-0.15 |
0.015-0.060 |
0.01-0.10 |
| E |
≤0.18 |
≤0.55 |
≤0.60 |
0.025 |
0.015 |
0.02-0.15 |
0.015-0.060 |
0.01-0.10 |
| Q235GJZ |
C |
>16-100 |
≤0.20 |
≤0.35 |
0.60-1.20 |
0.020 |
④ |
— |
— |
— |
0.015 |
| D |
≤0.18 |
≤0.35 |
0.60-1.20 |
0.020 |
④ |
— |
— |
— |
| E |
≤0.18 |
≤0.35 |
0.60-1.20 |
0.020 |
④ |
— |
— |
— |
| Q345GJZ |
C |
>16-100 |
≤0.20 |
≤0.55 |
≤0.60 |
0.020 |
④ |
0.02-0.15 |
0.015-0.060 |
0.01-0.10 |
0.015 |
| D |
≤0.18 |
≤0.55 |
≤0.60 |
0.020 |
④ |
0.02-0.15 |
0.015-0.060 |
0.01-0.10 |
| E |
≤0.18 |
≤0.55 |
≤0.60 |
0.020 |
④ |
0.02-0.15 |
0.015-0.060 |
0.01-0.10 |
2.YB标准高层建筑结构用钢板的碳当量与焊接裂纹敏感指数
1)碳当量与焊接裂纹敏感指数计算公式:
采用熔炼分析值并根据式(1)、计算碳当量(Cep),或式(2)计算焊接裂纹敏感指数(Pcm)。一般以计算碳当量交货,除非加有协议规定。并应在质量证明书中注明用于计算碳当量或焊接裂纹敏感指数的化学成分。
Cep(%)=C+Mn/6+Si/24+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/14 (1)
pcm(%)=C+Mn/20+Si/30+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B(2)
2)碳当量与焊接裂纹敏感指数的规定值,见表4-1-223。
表4-1-223 高耐候性结构的力学性能
| 钢号 |
交货状态 |
碳当量Cep(%)下列钢板厚度时/mm |
焊接裂纹敏感指数Pcm(%)下列钢板厚度时/mm |
| ≤50 |
>50-100 |
≤50 |
>50-100 |
| Q235GJ
Q235GJZ |
热轧或正火 |
≤0.36 |
≤0.36 |
≤0.26 |
≤0.26 |
| Q345GJ |
热轧或正火 |
≤0.42 |
≤0.44 |
≤0.29 |
≤0.29 |
| Q345GJZ |
TMCP |
≤0.38 |
≤0.40 |
≤0.24 |
≤0.26 |
3.YB标准高层建筑结构用钢板的力学性能和工艺性能,见表4-1-224。
表4-1-224 高层建筑结构用钢板的力学性能
| 钢号 |
质量等级 |
屈服点σs/MPa在下列温度时/mm |
抗拉强度σb/MPa |
伸长率δ5% |
冲击吸收功Akv |
180度冷弯试验在下列温度时/mm |
| 6-16 |
>16-35 |
>35-50 |
>50-100 |
温度/℃ |
J |
≤16 |
>16-100 |
| Q235GJ |
C |
≥235 |
235-345 |
225-335 |
215-325 |
400-510 |
≥23 |
0 |
≥34 |
2a |
3a |
| D |
-20 |
| E |
-40 |
| Q345GJ |
C |
≥345 |
345-455 |
335-445 |
325-435 |
490-610 |
≥22 |
0 |
≥34 |
2a |
3a |
| D |
-20 |
| E |
-40 |
| Q235GJZ |
C |
— |
235-345 |
225-335 |
215-325 |
400-510 |
≥23 |
0 |
≥34 |
2a |
3a |
| D |
-20 |
| E |
-40 |
| Q345GJZ |
C |
— |
345-455 |
335-445 |
325-435 |
490-610 |
≥22 |
0 |
≥34 |
2a |
3a |
| D |
-20 |
| E |
-40 |
|