水利水電與建筑學(xué)院第二章建筑鋼材.ppt

第二章 建筑鋼材,2.1鋼的冶煉及分類 2.2建筑鋼材的技術(shù)性質(zhì) 2.3鋼材的標(biāo)準(zhǔn)及選用,Page 1,一、鋼的冶煉 二、鋼材的分類,2.1鋼的冶煉及分類,Page 2,一、鋼的冶煉,Page 3,二、鋼材的分類,1.按冶煉方法分,Page 4,二、鋼材的分類,2.按化學(xué)成分分,Page 5,二、鋼材的分類,3.按質(zhì)量分,Page 6,二、鋼材的分類,4.按用途分,Page 7,一、抗拉性能 二、沖擊韌性 三、工藝性能 四、鋼材的冷加工強(qiáng)化和時(shí)效,2.2建筑鋼材的技術(shù)性質(zhì),Page 8,一、抗拉性能,1.低碳鋼的拉伸性能 標(biāo)準(zhǔn)試件 按照一定的要求，對(duì)表面進(jìn)行車削加工后的試件。 非標(biāo)準(zhǔn)試件 不經(jīng)過加工，直接在線材上切取的試件。,Page 9,一、抗拉性能,拉伸試驗(yàn)過程,Page 10,一、抗拉性能,抗拉試驗(yàn)結(jié)果參數(shù) 強(qiáng)度指標(biāo) 屈服強(qiáng)度： 抗拉強(qiáng)度： 塑性指標(biāo) 伸長(zhǎng)率：,Page 11,一、抗拉性能,2.硬鋼（高碳鋼）的拉伸性能,Page 12,硬鋼強(qiáng)度高，塑性差，拉伸過程無明顯屈服階段，無法直接測(cè)定屈服強(qiáng)度。用條件屈服強(qiáng)度0.2來代替屈服強(qiáng)度。 條件屈服點(diǎn)0.2 ：使硬鋼產(chǎn)生0.2%塑性變形時(shí)的應(yīng)力。,二、沖擊韌性,定義及指標(biāo) 指鋼材抵抗沖擊荷載而不被破壞的能力。其大小用沖擊韌性值k表示。k 越大，則沖擊韌性越好。 k是以試件沖擊破壞時(shí)缺口處單位面積上所消耗的功（J/cm2）。 影響因素 硫、磷含量高，存在化學(xué)偏析，含非金屬夾雜物，焊接形成裂紋，溫度降低等，均會(huì)降低沖擊韌性。 對(duì)于承受沖擊荷載和振動(dòng)荷載部位的鋼材，必須考慮沖擊韌性。,Page 13,三、工藝性能,1.冷彎性能 指鋼材在常溫下承受彎曲變形的能力。 冷彎試驗(yàn)的指標(biāo)：彎心直徑d與試件厚度（直徑）a的比值d/a；彎曲角度（90或180）；試樣彎曲外表面無肉眼可見裂紋則冷彎合格。 通過冷彎試驗(yàn)，更有助于暴露鋼材的某些內(nèi)在缺陷，它能揭示鋼材是否存在內(nèi)部組織不均勻、內(nèi)應(yīng)力和夾雜物等缺陷。,Page 14,三、工藝性能,2.可焊性 可焊性是指在一定焊接工藝條件下，在焊縫及其附近過熱區(qū)是否產(chǎn)生裂縫及脆硬影響，焊接后接頭強(qiáng)度是否與母體相近的性能。 可焊性受化學(xué)成分及含量的影響。含碳量高、含硫量高、合金元素含量高等，均會(huì)降低可焊性。含碳量小于0.25%的非合金鋼具有良好的可焊性。 焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)選擇含碳量較低的氧氣轉(zhuǎn)爐或平爐的鎮(zhèn)靜鋼。當(dāng)采用高碳鋼及合金鋼時(shí)，為了改善焊接后的硬脆性，焊接時(shí)一般要采用焊前預(yù)熱及焊后熱處理等措施。,Page 15,四、鋼材的冷加工強(qiáng)化和時(shí)效,1. 冷加工強(qiáng)化,Page 16,冷加工強(qiáng)化是鋼材在常溫下，以超過其屈服點(diǎn)但不超過抗拉強(qiáng)度的應(yīng)力對(duì)其進(jìn)行的加工。 建筑鋼材常用的冷加工有冷拉、冷拔、冷軋、刻痕等 。 對(duì)鋼材進(jìn)行冷加工的目的，主要是利用時(shí)效提高強(qiáng)度，利用塑性節(jié)約鋼材，同時(shí)也達(dá)到調(diào)直和除銹的目的。,四、鋼材的冷加工強(qiáng)化和時(shí)效,2.時(shí)效 鋼材隨時(shí)間的延長(zhǎng)，其強(qiáng)度、硬度提高，而塑性、沖擊韌性降低的現(xiàn)象稱為時(shí)效。 時(shí)效分為自然時(shí)效和人工時(shí)效兩種。 自然時(shí)效是將其冷加工后，在常溫下放置1520d； 人工時(shí)效是將冷加工后的鋼材加熱至100200保持2h以上。 經(jīng)過時(shí)效處理后的鋼材，其屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度及硬度都將提高，而塑性和韌性降低。,Page 17,2.3鋼材的標(biāo)準(zhǔn)及選用,Page 18,一、鋼結(jié)構(gòu)用鋼,（一）碳素結(jié)構(gòu)鋼 1.牌號(hào)表示法 由代表屈服點(diǎn)的字母、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)、脫氧方法符號(hào)等四個(gè)部分按順序組成； 如：Q235AF表示為屈服點(diǎn)不小于235MPa的A級(jí)沸騰鋼。 2.牌號(hào) 共有Q195、Q215、Q235、Q255、Q275五個(gè)牌號(hào)。 3.技術(shù)要求 化學(xué)成分、力學(xué)性能、冷彎性能應(yīng)符合GB700規(guī)定。,Page 19,一、鋼結(jié)構(gòu)用鋼,（一）碳素結(jié)構(gòu)鋼 4.應(yīng)用 Q195、Q215，含碳量低，強(qiáng)度低，塑性、韌性、加工性能和可焊性好，主要用于軋制薄板和盤條、制造鉚釘、地腳螺栓等。 Q235，含碳適中，綜合性能好，強(qiáng)度、塑性和焊接等性能得到很好配合，用途最廣泛。常軋制成盤條或鋼筋，以及圓鋼、方鋼、扁鋼、角鋼、工字鋼、槽鋼等型鋼，廣泛地應(yīng)用于建筑工程中。 Q255、Q275，強(qiáng)度、硬度較高，耐磨性較好，塑性和可焊性能有所降低。主要用作鉚接與螺栓連接的結(jié)構(gòu)及加工機(jī)械零件。,Page 20,一、鋼結(jié)構(gòu)用鋼,（二）低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼 1.牌號(hào)表示法 由代表屈服點(diǎn)的字母（Q）、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)（A、B、C、D、E）三部分按順序組成。 如Q345A表示屈服點(diǎn)不小于345MPa的A級(jí)鋼。 2.牌號(hào) 共有Q295、Q345、Q390、Q420、Q460五個(gè)牌號(hào)。 3.技術(shù)要求 其化學(xué)成分、力學(xué)性能、冷彎性能應(yīng)符合GB/T1591 的規(guī)定。,Page 21,一、鋼結(jié)構(gòu)用鋼,（二）低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼 4.應(yīng)用 Q295，鋼中只含有極少量合金元素，強(qiáng)度不高，但有良好的塑性、冷彎、焊接及耐蝕性能。主要用于建筑工程中對(duì)強(qiáng)度要求不高的一般工程結(jié)構(gòu)。 Q345、Q390，綜合力學(xué)性能好，焊接性能、冷熱加工性能和耐蝕性能均好，C、D、E級(jí)鋼具有良好的低溫韌性。主要用于承受較高荷載的焊接結(jié)構(gòu)。 Q420、Q460，強(qiáng)度高，特別是在熱處理后有較高的綜合力學(xué)性能。主要用于大型工程結(jié)構(gòu)及要求強(qiáng)度高、荷載大的輕型結(jié)構(gòu)。,Page 22,二、鋼筋混凝土用鋼筋及鋼絲 ,（一）熱軋鋼筋 1.生產(chǎn) 采用鋼錠經(jīng)加熱軋制自然冷卻而成。 2.分類 鋼筋混凝土用熱軋鋼筋分為光圓鋼筋和帶肋鋼筋兩種。 3.牌號(hào) 熱軋直條光圓鋼筋 ：R235 熱軋帶肋鋼筋：HRB335、HRB400、HRB500,Page 23,H、R、B分別為熱軋（Hotrolled）、帶肋（Ribbed）、鋼筋（Bars）三個(gè)詞英文首位字母。 推薦公稱尺寸： 光圓：8、10、12、16、20 ； 帶肋：6、8、10、12、16、20、25、32、40和50mm,二、鋼筋混凝土用鋼筋及鋼絲 ,（二）冷軋帶肋鋼筋 1.生產(chǎn) 冷軋帶肋鋼筋由熱軋圓盤條經(jīng)冷軋或冷拔減徑后，在表面冷軋成兩面或三面有肋的鋼筋。鋼筋冷軋后允許進(jìn)行低溫回火處理。 2.牌號(hào) 按抗拉強(qiáng)度分為CRB550、CRB650、CRB800、CRB970、CRB1170五個(gè)牌號(hào)。 3.規(guī)格 直徑范圍為412mm，推薦的公稱直徑為4、5、6、7、8、9、10mm。,Page 24,二、鋼筋混凝土用鋼筋及鋼絲 ,（三）熱處理鋼筋 1.概述 熱處理鋼筋是經(jīng)過淬火和回火調(diào)質(zhì)處理的螺紋鋼筋。分縱肋和無縱肋兩種。代號(hào)為RB150。 2.牌號(hào) 有40Si2Mn、48Si2Mn和45Si2Cr三個(gè)。 3.規(guī)格 公稱直徑6、8.2、10mm。,Page 25,二、鋼筋混凝土用鋼筋及鋼絲 ,（四）鋼絲 1.生產(chǎn) 以優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼盤條為原料，經(jīng)淬火、酸洗、冷拉制成的用作預(yù)應(yīng)力混凝土骨架的鋼絲。 2.分類 按交貨狀態(tài)分為冷拉鋼絲和消除應(yīng)力鋼絲兩種； 按外形分為光面鋼絲和刻痕鋼絲兩種。 3.應(yīng)用 鋼絲主要用作橋梁、吊車梁、電桿、樓板、大口徑管道等預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中的預(yù)應(yīng)力筋。,Page 26,二、鋼筋混凝土用鋼筋及鋼絲,（五）鋼絞線 1.生