建筑钢材主要包括：
钢结构用各种型钢（工字钢、角钢、槽钢、方钢等）、板材、钢管、钢筋和钢丝等；
钢材优点：
（1） 抗拉、抗压和抗冲击性能好；
（2） 切割、焊接、铆接装配方便；
缺点容易腐蚀
建筑钢材标准与选用
1 建筑钢结构常用钢种
⑴ 碳素结构钢
①牌号及其表示方法
国家标准GB 700-88《碳素结构钢》规定牌号由代表屈服点字母、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"Q"代表屈服点；屈服点数值共分195、215、235、255和275MPa五种；质量等级硫、磷等杂质含量由多少分别用A、B、C、D符号表示；脱氧方法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钢牌号予省略
例：Q235－A·F表示屈服点235MPaA级沸腾钢
②碳素结构钢技术性能与应用
根据国家标准GB 700-88《碳素结构钢》随着牌号增大对钢材屈服强度和抗拉强度要求增大对伸长率要求降低
碳素结构钢化学成分、力学性能、冷弯性能应符合P148表8-3、表8-4和表8-5规定
同牌号碳素钢土木工程有同应用：
Q195——强度高塑性、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——强度适有良好承载性又具有较好塑性和韧性焊性和加工性也较好钢结构常用牌号大量制作成钢筋、型钢和钢板用于建造房屋和桥梁等
Q255——强度高、塑性和韧性稍差易冷弯加工焊性较差主要用做铆接或栓接结构及钢筋混凝土配筋
思考题：钢结构Q235结构钢能得普遍应用
Q235建筑工程常用碳素结构钢牌号其既具有较高强度又具有较好塑性、韧性同时还具有较好焊性Q235良好塑性保证钢结构超载、冲击、焊接、温度应力等利因素作用下安全性因而Q235能满足般钢结构用钢要求
Q235－A般用于只承受静荷载作用钢结构；
Q235－B适合用于承受动荷载焊接普通钢结构；
Q235－C适合用于承受动荷载焊接重要钢结构；
Q235－D适合用于低温环境使用承受动荷载焊接重要钢结构
⑵ 低合金高强度结构钢
低合金高强度钢种碳素钢基础上添加总量小于5%种或多种合金元素钢材合金元素有：硅（Si）、锰（Mn）、钒（V）、铌（Nb）、铬（Cr）、镍（Ni）及稀土元素等
①牌号
根据国家标准GB 1591-94《低合金高强度结构钢》规定低合金高强度结构钢分Q295、Q345、Q390、Q420和Q460共五牌号每牌号根据硫、磷等有害杂质含量分A、B、C、D和E五等级
² 牌号表示方法：
Q345B表示屈服强度小于345MPa质量等级B级低合金高强度结构钢
②技术性能与应用
根据国家标准GB 1591-94《低合金高强度结构钢》规定 P150表8-6和8-7分别列出了低合金高强度结构钢化学成分与力学性能
低合金高强度结构钢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
2 混凝土结构用钢
混凝土具有较高抗压强度抗拉强度低用钢筋增强混凝土大大扩展混凝土应用范围而混凝土又对钢筋起保护作用钢筋混凝土结构钢筋主要由碳素结构钢和优质碳素钢制成包括有：
⑴ 热轧钢筋
热轧钢筋建筑工程用量大钢材品种之主要用于钢筋混凝土结构和预应力钢筋混凝土结构配筋
热轧带肋钢筋牌号由HRB和牌号屈服点小值构成有HRB335、HRB400、HRB500三牌号其力学性能规定见P153表8－9
应用：
普通混凝土非预应力钢筋根据使用条件选用I级钢筋或HRB335、HRB400钢筋；
预应力钢筋应优先选用HRB400钢筋也选用HRB335钢筋
⑵ 冷拉热轧钢筋
P153表8.10 冷拉热轧钢筋性质
⑶ 冷轧带肋钢筋
冷轧带肋钢筋由热轧圆盘条经冷轧其表面带有沿长度方向均匀分布三面或二面横肋钢筋P154表8.11 冷轧带肋钢筋性质
冷轧带肋钢筋分CRB550、CRB650、CRB800、CRB970、CRB1170五牌号
CRB550普通钢筋混凝土用钢筋其牌号预应力混凝土钢筋
CRB550钢筋公称直径范围4～12mm
CRB650及上牌号钢筋公称直径4、5、6mm
（1） 热处理钢筋
热处理钢筋钢筋按定规则加热、保温和冷却改变其组织从而获得需要性能种工艺过程其特点塑性降低多其强度提高大综合性能比较理想其力学性质见P154表8.12
应用：主用用于预应力混凝土轨枕和其预应力混凝土工程等
（2） 冷拔低碳钢丝：
冷拉低碳钢丝直径6.5～8mmQ235圆盘条通过截面小于钢筋截面钨合金拔丝而制成
应用：主用用于预应力混凝土工程
（6）预应力混凝土用钢丝
预应力混凝土用钢丝优质碳素结构钢盘条原料经淬火奥氏体化、酸洗、冷拉制成用作预应力混凝土骨架钢丝
钢丝抗拉强度比钢筋混凝土用热轧光圆钢、热轧带肋钢筋高许多构件采用预应力钢丝收节省钢材、减少构件截面和节省混凝土效主要用作桥梁、吊车梁、大跨度屋架、管桩等预应力钢筋混凝土构件
⑸ 钢绞线
根据GB 5224－95《预应力混凝土用钢绞线》规定预应力混凝土用钢绞线数根优质碳素结构钢钢丝经绞捻和消除应力热处理而制成根据钢丝股数分1×2、1×3和1×7三种类型其1表示根钢丝芯、2、3、7分别表示其周围围绕钢丝数量2、3和7根
应用：预应力钢绞线主要用于预应力混凝土配筋适用于大型屋架、薄腹梁、大跨度桥梁等负荷大、跨度大预应力结构
建筑钢材力学性能
1. 抗拉性能
低碳钢拉伸时应力－应变图 硬钢应力－应变图

抗拉性能建筑钢材重要力学性能钢材受拉时产生应力同时相应地产生应变应力和应变关系反映出钢材主要力学特征从低碳钢（软钢）应力-应变关系看出低碳钢从受拉拉断经历了四阶段：弹性阶段（OA）、屈服阶段(AB)、强化阶段(BC)和颈缩阶段(CD)
⑴ 弹性阶段
图OA段应力较低应力与应变成正比例关系卸去外力试件恢复原状无残余形变阶段称弹性阶段弹性阶段高点（A点）所对应应力称弹性极限用σp表示弹性阶段应力和应变比值常数称弹性模量用E表示即E=σ/ε
⑵ 屈服阶段
当应力超过弹性极限应变增长比应力快此时除产生弹性变形外还产生塑性变形当应力达B上点时即使应力再增加塑性变形仍明显增长钢材出现了屈服现象阶段称屈服阶段屈服阶段应力会有波动出现上屈服点（B上）和下屈服点(B下)由于下屈服点比较比较稳定且容易测定因此采用下屈服点对应应力作钢材屈服极限（σS）或屈服强度
钢材受力达屈服强度变形迅速增长尽管尚未断裂已能满足使用要求故结构设计屈服强度作容许应力取值依据
⑶ 强化阶段
钢材屈服定程度由于内部晶格扭曲、晶粒破碎等原因阻止了塑性变形进步发展钢材抵抗外力能力重新提高应力－应变图上曲线从B点开始上升直至高点C过程称强化阶段；
对应于高点C应力称抗拉强度（σb）钢材所承受大拉应力常用低碳钢抗拉强度375～500MPa
条件屈服点： 某些合金钢或含碳量高钢材（预应力混凝土用钢筋和钢丝）具有硬钢特点其抗拉强度高无明显屈服阶段伸长率小
故采用产生残余变形0.2％原标距长度时应力作屈服强度称条件屈服点用δ0.2表示
强屈比：抗抗拉强度与屈服强度之比（强屈比）σb/σS评价钢材使用靠性参数强屈比愈大钢材受力超过屈服点工作时靠性越大安全性越高强屈比太大钢材强度利用率偏低浪费材料钢材强屈比般低于1.2用于抗震结构普通钢筋实测强屈比应低于1.25
⑷ 颈缩阶段
钢材达C点试件薄弱处断面显著减小塑性变形急剧增加产生颈缩现象而断裂（图8－3）
钢材塑性通常用拉伸试验时伸长率或断面收缩率来表示
伸长率：拉断试件拼合起来测量出标距长度l1,l1与试件受力前原标距l0之差塑性变形值与原标距l0之比伸长率δ按下式计算：
式 δ——伸长率；
l0——试件原始标距长度mm；
l1——断裂试件拼合标距长度mm；
断面收缩率：指断口处面积收缩量与原面积之比
试件拉伸前和断裂标距长度
2.冷弯性能
冷弯性能指钢材常温下承受弯曲变形能力试验时弯曲角度α和弯心直径d指标表示
钢材冷弯试验通过直径(或厚度)a试件采用标准规定弯心直径d（d = nan整数）弯曲规定角度时（180°或90°）检查弯曲处有无裂纹、断裂及起层等现象若没有些现象则认冷弯性能合格钢材冷弯时弯曲角度α越大d/a越小则表示冷弯性能越好
3. 冲击韧性
钢材冲击韧性处简支梁状态金属试样冲击负荷作用下折断时冲击吸收功钢材冲
击韧性与钢材化学成分、组织状态及冶炼、加工都有关系例钢材磷、硫含量较高存偏析、非金属夹杂物和焊接形成微裂纹等都会使冲击韧性显著降低
冲击韧性随温度降低而下降其规律：开始下降缓和当达定温度范围时突下降多而呈脆性种性质称钢材冷脆性；
4. 耐疲劳性
受交变荷载反复作用时钢材应力低于其屈服强度情况下突发生脆性断裂破坏现象称疲劳破坏疲劳破坏低应力状态下突发生所危害极大往往造成灾难性事故
定条件下钢材疲劳破坏应力值随应力循环次数增加而降低钢材无穷次交变荷载作用下而至引起断裂大循环应力值称疲劳强度极限实际测量时常2×106次应力循环基准般来说钢材抗拉强度高其疲劳极限也较高
5.焊接性能
焊接把两块金属局部加热并使其接缝部分迅速呈熔融或半熔融状态而牢固连接起来钢结构主要连接形式建筑工程钢结构焊接结构要占90％上
钢材焊接性能指定焊接工艺条件下焊缝及其附近过热区产生裂纹及硬脆倾向焊接钢材力学性能特别强度低于原有钢材强度
钢材化学成分对钢材焊性有大影响随钢材含碳量、合金元素及杂质元素含量提高钢材焊性降低钢材含碳量超过0.25%时焊性明显降低；硫含量较多时会使焊口处产生热裂纹严重降低焊接质量
[工程实例分析] 钢结构屋架倒塌
概况：某厂钢结构屋架用碳钢焊接而成使用段时间屋架坍塌请分析事故原因
分析讨论：首先因钢材选用当碳钢塑性和韧性比低碳钢差；且其焊接性能较差焊接时钢材局部温度高形成了热影响区其塑性及韧性下降较多较易产生裂纹
注意：建筑上常用主要钢种普通碳素钢低碳钢和合金钢低合金高强度结构钢