第七章 建筑鋼材

第七章建筑鋼材第1頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月建筑鋼材的定義

鋼材是以鐵為主要元素，含碳量為0.02％～2.06％，并含有其他元素的合金材料。建筑鋼材的分類

鋼結(jié)構(gòu)用各種型鋼（如工字鋼、角鋼、槽鋼、方鋼等）、板材、鋼管、鋼筋和鋼絲等。建筑鋼材的優(yōu)點(diǎn)抗拉、抗壓和抗沖擊性能好；可切割、可焊接、可鉚接，裝配方便。建筑鋼材的缺點(diǎn)容易銹蝕，耐火性差。第一節(jié)鋼材的分類四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院第七章建筑鋼材第2頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月一、鋼材按化學(xué)成分分類１、碳素鋼：含碳量為0.02％～2.06％的鐵碳合金稱為碳素鋼，也稱碳鋼。碳素鋼根據(jù)含碳量可分為：低碳鋼：含碳小于0.25％；中碳鋼：含碳0.25％～0.6％；高碳鋼：含碳大于0.6％。２、合金鋼：碳素鋼中加入一定量的合金元素則稱為合金鋼。合金鋼中除含鐵、碳和少量不可避免的硅（Si）、錳（Mn）、磷（P）、硫（S）、氮（N）之外，還加入一定量的硅（Si）、錳（Mn）、鈦（Ti）、釩（V）、鎳（Ni）、鈮（Nb）等一種或幾種元素進(jìn)行合金化，以改善鋼材的使用性能和工藝性能，這些元素稱為合金元素。按合金元素的總含量可分為：低合金鋼：合金元素總含量小于5％；中合金鋼：合金元素總含量為5％～10％；高合金鋼：合金元素總含量大于10％。第七章建筑鋼材四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院第一節(jié)鋼材的分類第3頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月二、按冶煉時(shí)脫氧程度分類１、沸騰鋼

如果煉鋼時(shí)脫氧不充分，鋼液中還有較多金屬氧化物，澆鑄鋼錠后鋼液冷卻到一定的溫度，其中的碳會(huì)與金屬氧化物發(fā)生反應(yīng)，生成大量一氧化碳?xì)怏w外逸，引起鋼液激烈沸騰，因而這種鋼材稱為沸騰鋼，其代號(hào)為“F”。沸騰鋼中碳和有害雜質(zhì)磷、硫等在鋼中分布不均，富集于某些區(qū)間的現(xiàn)象較嚴(yán)重，鋼的致密程度較差。故沸騰鋼的沖擊韌性和可焊性較差，特別是低溫沖擊韌性的降低更顯著。但從經(jīng)濟(jì)上比較，其成品率較高，故成本較低。２、鎮(zhèn)靜鋼如果煉鋼時(shí)脫氧充分，鋼液中金屬氧化物很少或沒有，在澆鑄鋼錠時(shí)鋼液會(huì)平靜地冷卻凝固，這種鋼稱為鎮(zhèn)靜鋼，其代號(hào)為“Z”。鎮(zhèn)靜鋼組織致密，氣泡少，偏析程度小，各種力學(xué)性能比沸騰鋼優(yōu)越。可用于受沖擊荷載的結(jié)構(gòu)或其他重要結(jié)構(gòu)。３、半鎮(zhèn)靜鋼

指脫氧程度和性能都介于沸騰鋼和鎮(zhèn)靜鋼之間的鋼材，其代號(hào)為“b”。第七章建筑鋼材四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院第一節(jié)鋼材的分類第4頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月三、按壓力加工方式分為

為消除冶煉、鑄錠過程中，鋼材中出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)不均勻、氣泡等缺陷而進(jìn)行壓力加工的方法。１、熱加工鋼材：加熱到一定溫度進(jìn)行的壓力加工；２、冷加工鋼材：常溫下進(jìn)行壓力加工的鋼材；四、按用途分類１、結(jié)構(gòu)鋼：建筑工程中常用結(jié)構(gòu)鋼種為碳素結(jié)構(gòu)鋼中的低碳鋼和低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼。２、工具鋼：主要用于各種切削工具的鋼；３、特殊鋼：據(jù)用某種特殊的物理、化學(xué)性質(zhì)的鋼，如耐酸鋼、耐熱鋼和不銹鋼等。第七章建筑鋼材四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院第一節(jié)鋼材的分類第5頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月一、建筑鋼材的力學(xué)性能１、抗拉性能抗拉性能是建筑鋼材最重要的力學(xué)性能。鋼材受拉時(shí)，在產(chǎn)生應(yīng)力的同時(shí)，相應(yīng)地產(chǎn)生應(yīng)變。應(yīng)力和應(yīng)變的關(guān)系反映出鋼材的主要力學(xué)特征。從低碳鋼（軟鋼）的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系中可看出，低碳鋼從受拉到拉斷，經(jīng)歷了四個(gè)階段：彈性階段（OA）、屈服階段(AB)、強(qiáng)化階段(BC)和頸縮階段(CD)。第七章建筑鋼材四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院第二節(jié)建筑鋼材的主要技術(shù)性能第6頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月⑴彈性階段在圖中OA段，應(yīng)力較低，應(yīng)力與應(yīng)變成正比例關(guān)系，卸去外力，試件恢復(fù)原狀，無殘余形變，這一階段稱為彈性階段。彈性階段的最高點(diǎn)（A點(diǎn)）所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力稱為彈性極限，用σp表示，在彈性階段，應(yīng)力和應(yīng)變的比值為常數(shù)稱為彈性模量，用E表示，即E=σ/ε。⑵屈服階段當(dāng)應(yīng)力超過彈性極限后，應(yīng)變的增長比應(yīng)力快，此時(shí)，除產(chǎn)生彈性變形外，還產(chǎn)生塑性變形。當(dāng)應(yīng)力達(dá)到B上點(diǎn)時(shí)，即使應(yīng)力不再增加，塑性變形仍明顯增長，鋼材出現(xiàn)了“屈服”現(xiàn)象，這一階段稱為屈服階段。在屈服階段中，應(yīng)力會(huì)有波動(dòng)，出現(xiàn)上屈服點(diǎn)（B上）和下屈服點(diǎn)(B下)。由于下屈服點(diǎn)比較比較穩(wěn)定且容易測定，因此，采用下屈服點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力作為鋼材的屈服極限（σS）或屈服強(qiáng)度。鋼材受力達(dá)到屈服強(qiáng)度后，變形迅速增長，盡管尚未斷裂，已不能滿足使用要求，故結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中以屈服強(qiáng)度作為容許應(yīng)力取值的依據(jù)。第七章建筑鋼材四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院第二節(jié)建筑鋼材的主要技術(shù)性能第7頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月⑶強(qiáng)化階段在鋼材屈服到一定程度后，由于內(nèi)部晶格扭曲、晶粒破碎等原因，阻止了塑性變形的進(jìn)一步發(fā)展，鋼材抵抗外力的能力重新提高，在應(yīng)力－應(yīng)變圖上，曲線從B點(diǎn)開始上升直至最高點(diǎn)C，這一過程稱為強(qiáng)化階段；對(duì)應(yīng)于最高點(diǎn)C的應(yīng)力稱為抗拉強(qiáng)度（σb）。它是鋼材所承受的最大拉應(yīng)力。常用低碳鋼的抗拉強(qiáng)度為375～500MPa。條件屈服點(diǎn)：某些合金鋼或含碳量高的鋼材（如預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼筋和鋼絲）具有硬鋼的特點(diǎn)，其抗拉強(qiáng)度高，無明顯屈服階段，伸長率小。故采用產(chǎn)生殘余變形為0.2％原標(biāo)距長度時(shí)的應(yīng)力作為屈服強(qiáng)度，稱為條件屈服點(diǎn)，用δ0.2表示。強(qiáng)屈比：抗抗拉強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度之比（強(qiáng)屈比）σb/σS，是評(píng)價(jià)鋼材使用可靠性的一個(gè)參數(shù)。強(qiáng)屈比愈大，鋼材受力超過屈服點(diǎn)工作時(shí)的可靠性越大，安全性越高，但是，強(qiáng)屈比太大，鋼材強(qiáng)度的利用率偏低，浪費(fèi)材料。鋼材的強(qiáng)屈比一般不低于1.2，用于抗震結(jié)構(gòu)的普通鋼筋實(shí)測的強(qiáng)屈比應(yīng)不低于1.25。第七章建筑鋼材四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院第二節(jié)建筑鋼材的主要技術(shù)性能第8頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月⑷頸縮階段在鋼材達(dá)到C點(diǎn)后，試件薄弱處的斷面將顯著減小，塑性變形急劇增加，產(chǎn)生“頸縮”現(xiàn)象而斷裂。鋼材的塑性通常用拉伸試驗(yàn)時(shí)的伸長率或斷面收縮率來表示。伸長率：將拉斷后試件拼合起來，測量出標(biāo)距長度L,L與試件受力前的原標(biāo)距L0之差為塑性變形值，它與原標(biāo)距L0之比為伸長率δ，按下式計(jì)算：式中:δ——伸長率；L0——試件原始標(biāo)距長度，mm；L——斷裂試件拼合后標(biāo)距長度，mm；斷面收縮率：是指斷口處的面積收縮量與原面積之比第七章建筑鋼材四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院第二節(jié)建筑鋼材的主要技術(shù)性能第9頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月從新進(jìn)貨的一批鋼筋中抽樣，并截取一根鋼筋做拉伸試驗(yàn)，測得如下結(jié)果：屈服下限荷載為42.4kN，抗拉極限荷載為62.0kN。鋼筋公稱直徑為12mm，標(biāo)距為60mm，拉斷時(shí)長度為66.0mm。計(jì)算鋼筋的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度及伸長率。

解：S=Πd2/4=3.14*122/4=113.04mm2

ΔL=L-Lo=66.00-60.00=6.00mm

屈服強(qiáng)度:σs=F屈/S=42.4kN/113.04mm2=375.09MPa抗拉強(qiáng)度:σk=F拉/S=62.00kN/113.04mm2=548.48MPa伸長率:δ=ΔL/Lo=6.00/60.00=10.00%第七章建筑鋼材四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院第二節(jié)建筑鋼材的主要技術(shù)性能第10頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月一、建筑鋼材的力學(xué)性能２、沖擊韌性

鋼材的沖擊韌性是處在簡支梁狀態(tài)的金屬試樣在沖擊負(fù)荷作用下折斷時(shí)的沖擊吸收功。鋼材的沖擊韌性與鋼材的化學(xué)成分、組織狀態(tài)，以及冶煉、加工都有關(guān)系。例如，鋼材中磷、硫含量較高，存在偏析、非金屬夾雜物和焊接中形成的微裂紋等都會(huì)使沖擊韌性顯著降低。沖擊韌性隨溫度的降低而下降，其規(guī)律是：開始下降緩和，當(dāng)達(dá)到一定溫度范圍時(shí)，突然下降很多而呈脆性，這種性質(zhì)稱為鋼材的冷脆性。第七章建筑鋼材四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院第二節(jié)建筑鋼材的主要技術(shù)性能第11頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月一、建筑鋼材的力學(xué)性能３、耐疲勞性受交變荷載反復(fù)作用時(shí)，鋼材在應(yīng)力低于其屈服強(qiáng)度的情況下突然發(fā)生脆性斷裂破壞的現(xiàn)象，稱為疲勞破壞。疲勞破壞是在低應(yīng)力狀態(tài)下突然發(fā)生的，所以危害極大，往往造成災(zāi)難性的事故。在一定條件下，鋼材疲勞破壞的應(yīng)力值隨應(yīng)力循環(huán)次數(shù)的增加而降低。鋼材在無窮次交變荷載作用下而不至引起斷裂的最大循環(huán)應(yīng)力值，稱為疲勞強(qiáng)度極限，實(shí)際測量時(shí)常以2×106次應(yīng)力循環(huán)為基準(zhǔn)。一般來說，鋼材的抗拉強(qiáng)度高，其疲勞極限也較高。第七章建筑鋼材四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院第二節(jié)建筑鋼材的主要技術(shù)性能第12頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月二、建筑鋼材的工藝性能

１、冷彎性能冷彎性能是指鋼材在常溫下承受彎曲變形的能力，以試驗(yàn)時(shí)的彎曲角度α和彎心直徑d為指標(biāo)表示。鋼材的冷彎試驗(yàn)是通過直徑(或厚度)為a的試件，采用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的彎心直徑d（d=na，n為整數(shù)），彎曲到規(guī)定的角度時(shí)（180°或90°），檢查彎曲處有無裂紋、斷裂及起層等現(xiàn)象。若沒有這些現(xiàn)象則認(rèn)為冷彎性能合格。鋼材冷彎時(shí)的彎曲角度α越大，d/a越小，則表示冷彎性能越好。第七章建筑鋼材四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院第二節(jié)建筑鋼材的主要技術(shù)性能第13頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月二、建筑鋼材的工藝性能２、焊接性能焊接是把兩塊金屬局部加熱，并使其接縫部分迅速呈熔融或半熔融狀態(tài)，而牢固的連接起來。它是鋼結(jié)構(gòu)的主要連接形式。建筑工程的鋼結(jié)構(gòu)中，焊接結(jié)構(gòu)要占90％以上。鋼材的焊接性能是指在一定的焊接工藝條件下，在焊縫及其附近過熱區(qū)不產(chǎn)生裂紋及硬脆傾向，焊接后鋼材的力學(xué)性能，特別是強(qiáng)度不低于原有鋼材的強(qiáng)度。

鋼材的化學(xué)成分對(duì)鋼材的可焊性有很大的影響。隨鋼材的含碳量、合金元素及雜質(zhì)元素含量的提高，鋼材的可焊性降低。鋼材的含碳量超過0.25%時(shí)，可焊性明顯降低；硫含量較多時(shí)，會(huì)使焊口處產(chǎn)生熱裂紋，嚴(yán)重降低焊接質(zhì)量。第七章建筑鋼材四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院第二節(jié)建筑鋼材的主要技術(shù)性能第14頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月二、建筑鋼材的工藝性能[工程實(shí)例分析]鋼結(jié)構(gòu)屋架倒塌概況：某廠的鋼結(jié)構(gòu)屋架是用中碳鋼焊接而成的，使用一段時(shí)間后，屋架坍塌，請分析事故原因。分析討論：首先是因?yàn)殇摬牡倪x用不當(dāng)，中碳鋼的塑性和韌性比低碳鋼差；且其焊接性能較差，焊接時(shí)鋼材局部溫度高，形成了熱影響區(qū)，其塑性及韌性下降較多，較易產(chǎn)生裂紋。注意：建筑上常用的主要鋼種是普通碳素鋼中的低碳鋼和合金鋼中的低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼。第七章建筑鋼材四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院第二節(jié)建筑鋼材的主要技術(shù)性能第15頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月二、建筑鋼材的工藝性能３、冷加工將鋼材于常溫下進(jìn)行冷拉、冷拔、冷軋、冷扭和刻痕等使其產(chǎn)生塑性變形，從而提高屈服強(qiáng)度，降低塑性韌性，這個(gè)過程稱為冷加工強(qiáng)化處理。４、熱處理將鋼材按一定規(guī)則加熱、保溫和冷卻，以改變其組織結(jié)構(gòu)，從而獲得需要的性能的加工工藝，總稱為鋼的熱處理。方法有淬火、回火、退火、正火。第七章建筑鋼材四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院第二節(jié)建筑鋼材的主要技術(shù)性能第16頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月二、建筑鋼材的工藝性能５、時(shí)效處理將冷加工處理后的鋼筋，在常溫下存放15～20d，或加熱至100～200℃后保持一定時(shí)間（2～3h），其屈服強(qiáng)度進(jìn)一步提高，且抗拉強(qiáng)度也提高，同時(shí)塑性和韌性也進(jìn)一步降低，彈性模量則基本恢復(fù)。這個(gè)過程稱為時(shí)效處理。自然時(shí)效：時(shí)效處理方法有兩種：在常溫下存放15～20d，稱為自然時(shí)效，適合用于低強(qiáng)度鋼筋；人工時(shí)效：加熱至100～200℃后保持一定時(shí)間（2～3h），稱人工時(shí)效，適合于高強(qiáng)鋼筋。第七章建筑鋼材四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院第二節(jié)建筑鋼材的主要技術(shù)性能第17頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月除鐵、碳外，鋼材在冶煉過程中會(huì)從原料、燃料中引入一些其他元素，這些元素存在于鋼材的組織結(jié)構(gòu)中，對(duì)鋼材的結(jié)構(gòu)和性能有重要的影響，可分為兩類：一類能改善優(yōu)化鋼材的性能稱為合金元素，主要有硅、錳、鈦、釩、鈮等；另一類能劣化鋼材的性能，屬鋼材的雜質(zhì)，主要有氧、硫、氮、磷等。第七章建筑鋼材四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院第三節(jié)化學(xué)成分對(duì)鋼材性質(zhì)的影響第18頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月一、建筑鋼結(jié)構(gòu)常用鋼種１、碳素結(jié)構(gòu)鋼（１）牌號(hào)及其表示方法國家標(biāo)準(zhǔn)GB700-88《碳素結(jié)構(gòu)鋼》中規(guī)定，牌號(hào)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)、脫氧方法等四部分按順序組成。其中以“Q”代表屈服點(diǎn)；屈服點(diǎn)數(shù)值共分195、215、235、255和275MPa五種；質(zhì)量等級(jí)以硫、磷等雜質(zhì)含量由多到少，分別用A、B、C、D符號(hào)表示；脫氧方法以F表示沸騰鋼、b表示半鎮(zhèn)靜鋼、Z、TZ表示鎮(zhèn)靜鋼和特殊鎮(zhèn)靜鋼，Z和TZ在鋼的牌號(hào)中予以省略。例如：Q235－A·F表示屈服點(diǎn)為235MPa的A級(jí)沸騰鋼。第七章建筑鋼材四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院第四節(jié)建筑鋼材的標(biāo)準(zhǔn)與選用第19頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月一、建筑鋼結(jié)構(gòu)常用鋼種１、碳素結(jié)構(gòu)鋼（２）碳素結(jié)構(gòu)鋼技術(shù)性能與應(yīng)用根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB700-88《碳素結(jié)構(gòu)鋼》，隨著牌號(hào)的增大，對(duì)鋼材屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度的要求增大，對(duì)伸長率的要求降低。碳素結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分、力學(xué)性能、冷彎性能應(yīng)符合國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。不同牌號(hào)的碳素鋼在土木工程中有不同的應(yīng)用：Q195——強(qiáng)度不高，塑性、韌性、加工性能與焊接性能較好，主要用于軋制薄板和盤條等。Q215——與Q195鋼基本相同，其強(qiáng)度稍高，大量用做管坯、螺栓等。Q235——強(qiáng)度適中，有良好的承載性，又具有較好的塑性和韌性，可焊性和可加工性也較好，是鋼結(jié)構(gòu)常用的牌號(hào)，大量制作成鋼筋、型鋼和鋼板用于建造房屋和橋梁等。Q255——強(qiáng)度高、塑性和韌性稍差，不易冷彎加工，可焊性較差，主要用做鉚接或栓接結(jié)構(gòu)，以及鋼筋混凝土的配筋。第七章建筑鋼材四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院第四節(jié)建筑鋼材的標(biāo)準(zhǔn)與選用第20頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月一、建筑鋼結(jié)構(gòu)常用鋼種１、碳素結(jié)構(gòu)鋼思考題：為什么Q235結(jié)構(gòu)鋼能得到普遍的應(yīng)用？Q235是建筑工程中最常用的碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)，其既具有較高強(qiáng)度，又具有較好的塑性、韌性，同時(shí)還具有較好的可焊性。Q235良好的塑性可保證鋼結(jié)構(gòu)在超載、沖擊、焊接、溫度應(yīng)力等不利因素作用下的安全性，因而Q235能滿足一般鋼結(jié)構(gòu)用鋼的要求。Q235－A一般用于只承受靜荷載作用的鋼結(jié)構(gòu)；Q235－B適合用于承受動(dòng)荷載焊接的普通鋼結(jié)構(gòu)；Q235－C適合用于承受動(dòng)荷載焊接的重要鋼結(jié)構(gòu)；Q235－D適合用于低溫環(huán)境使用的承受動(dòng)荷載焊接的重要鋼結(jié)構(gòu)。

第七章建筑鋼材四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院第四節(jié)建筑鋼材的標(biāo)準(zhǔn)與選用第21頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月一、建筑鋼結(jié)構(gòu)常用鋼種２、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼（１）牌號(hào)及表示方法

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB1591-94《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》的規(guī)定，低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼分為Q295、Q345、Q390、Q420和Q460共五個(gè)牌號(hào)。每個(gè)牌號(hào)根據(jù)硫、磷等有害雜質(zhì)的含量，分為A、B、C、D和E五個(gè)等級(jí)。如：Q345B表示屈服強(qiáng)度不小于345MPa，質(zhì)量等級(jí)為B級(jí)的低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼。（２）技術(shù)性能與應(yīng)用

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB1591-94《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》的規(guī)定了低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分與力學(xué)性能。低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼主要用于軋制各種型鋼、鋼板、鋼管及鋼筋，廣泛用于鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，特別適用于各種重型結(jié)構(gòu)、高層結(jié)構(gòu)、大跨度結(jié)構(gòu)及橋梁工程等。第七章建筑鋼材四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院第四節(jié)建筑鋼材的標(biāo)準(zhǔn)與選用第22頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月二、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用鋼

混凝土具有較高的抗壓強(qiáng)度，但抗拉強(qiáng)度很低。用鋼筋增強(qiáng)混凝土，可大大擴(kuò)展混凝土的應(yīng)用范圍，而混凝土又對(duì)鋼筋起保護(hù)作用。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋，主要由碳素結(jié)構(gòu)鋼和優(yōu)質(zhì)碳素鋼制成，包括有：１、熱軋鋼筋熱軋鋼筋是建筑工程中用量最大的鋼材品種之一，主要用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的配筋。（１）熱軋光圓鋼筋：用ＨＰＢ表示，Ｈ表示熱軋，Ｐ表示光圓，Ｂ表示鋼筋。熱軋光圓鋼筋強(qiáng)度等級(jí)只有Ｉ級(jí)，即碳素鋼Q235－B軋制的ＨＰＢ235，公稱直徑為８mm、１０mm、１２mm、１６mm、２０mm。（２）熱軋帶肋鋼筋:用HRB表示，H表示熱軋，R表示熱軋，B表示鋼筋。有HRB335、HRB400、HRB500三個(gè)牌號(hào)。應(yīng)用：普通混凝土非預(yù)應(yīng)力鋼筋可根據(jù)使用條件選用Ｉ級(jí)鋼筋或HRB335、HRB400鋼筋；預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)優(yōu)先選用HRB400鋼筋，也可以選用HRB335鋼筋。第七章建筑鋼材四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院第四節(jié)建筑鋼材的標(biāo)準(zhǔn)與選用第23頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月二、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用鋼

２、冷軋帶肋鋼筋冷軋帶肋鋼筋是由熱軋圓盤條經(jīng)冷軋后，在其表面帶有沿長度方向均勻分布的三面或二面橫肋的鋼筋。冷軋帶肋鋼筋分為CRB550、CRB650、CRB800、CRB970、CRB1170五個(gè)牌號(hào)。CRB550：為普通鋼筋混凝土用鋼筋，其他牌號(hào)為預(yù)應(yīng)力混凝土鋼筋。CRB550：鋼筋的公稱直徑范圍為4～12mm。CRB650：及以上牌號(hào)鋼筋的公稱直徑為4、5、6mm。第七章建筑鋼材四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院第四節(jié)建筑鋼材的標(biāo)準(zhǔn)與選用第24頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月二、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用鋼３、熱處理鋼筋熱處理鋼筋是將鋼筋按一定規(guī)則加熱、保溫和冷卻，以改變其組織，從而獲得需要性能的一種工藝過程。其特點(diǎn)是塑性降低不多，但其強(qiáng)度提高很大，綜合性能比較理想。應(yīng)用：用于預(yù)應(yīng)力混凝土軌枕和其他預(yù)應(yīng)力混凝土工程等。４、冷拔低碳鋼絲冷拉低碳鋼絲是將直徑為6.5～8mm的Q235圓盤條通過截面小于鋼筋截面的鎢合金拔絲而制成。應(yīng)用：主用用于預(yù)應(yīng)力混凝土工程。第七章建筑鋼材四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院第四節(jié)建筑鋼材的標(biāo)準(zhǔn)與選用第25頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月二、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用鋼５、預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲是以優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼盤條為原料，經(jīng)淬火奧氏體化、酸洗、冷拉制成的用作預(yù)應(yīng)力混凝土骨架的鋼絲。鋼絲的抗拉強(qiáng)度比鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼、熱軋帶肋鋼筋高許多，在構(gòu)件中采用預(yù)應(yīng)力鋼絲可收到節(jié)省鋼材、減少構(gòu)件截面和節(jié)省混凝土的效果，主要用作橋梁、吊車梁、大跨度屋架、管樁等預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)件中。第七章建筑鋼材四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院第四節(jié)建筑鋼材的標(biāo)準(zhǔn)與選用第26頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月二、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用鋼６、鋼絞線根據(jù)GB5224－95《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線》規(guī)定，預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線是以數(shù)根優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼絲經(jīng)絞捻和消除應(yīng)力的熱處理而制成。根據(jù)鋼絲的股數(shù)分為1×2、1×3和1×7三種類型，其中1表示以一根鋼絲為芯、2、3、7分別表示其周圍圍繞的鋼絲數(shù)量為2、3和7根。應(yīng)用：預(yù)應(yīng)力鋼絞線主要用于預(yù)應(yīng)力混凝土配筋，適用于大型屋架、薄腹梁、大跨度橋梁等負(fù)荷大、跨度大的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。第七章建筑鋼材四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院第四節(jié)建筑鋼材的標(biāo)準(zhǔn)與選用第27頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月一、鋼材的腐蝕鋼材表面與周圍介質(zhì)發(fā)生作用而引起破壞的現(xiàn)象稱作腐蝕（銹蝕）。根據(jù)鋼材與環(huán)境介質(zhì)的作用原理，腐蝕可分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。１、化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕指鋼材與周圍的介質(zhì)（如氧氣、二氧化碳、二氧化硫和水等）直接發(fā)生化學(xué)作用，生成疏松的氧化物而引起的腐蝕。在干燥環(huán)境中化學(xué)腐蝕的速度緩慢，但在溫度高和濕度較大時(shí)腐蝕速度大大加快。２、電化學(xué)腐蝕鋼材在大氣中的腐蝕，實(shí)際上是化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕共同作用所致，但以電化學(xué)腐蝕為主。第七章建筑鋼材四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院第五節(jié)鋼材的腐蝕與防護(hù)第28頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月二、鋼材的防腐１、采用耐候鋼耐候鋼即耐大氣腐蝕鋼。耐候鋼是在碳素鋼和低合金鋼中加入少量銅、鉻、鎳、鉬等合金元素而制成。這種鋼在大氣作用下，能在表面形成一種致密的防腐保護(hù)層，起到耐腐蝕作用.２、金屬覆蓋用耐腐蝕性好的金屬，以電鍍或噴鍍的方法覆蓋在鋼材表面，提高鋼材的耐腐蝕能力。常用的方法有：鍍鋅（如白鐵皮）、鍍錫（如馬口鐵）、鍍銅和鍍鉻等。第七章建筑鋼材四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院第五節(jié)鋼材的腐蝕與防護(hù)第29頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月二、鋼材的防腐３、非金屬覆蓋在鋼材表面用非金屬材料作為保護(hù)膜，與環(huán)境介質(zhì)隔離，以避免或減緩腐蝕。如噴涂涂料、搪瓷和塑料等。４、混凝土用鋼筋的防銹在正常的混凝土中ＰＨ值約為12，這時(shí)在鋼材表面能形成堿性氧化膜（鈍化膜），對(duì)鋼筋起保護(hù)作用。為防止鋼筋銹蝕，應(yīng)保證混凝土的密實(shí)度以及鋼筋外側(cè)混凝土保護(hù)層的厚度，在二氧化碳濃度高的工業(yè)區(qū)采用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，限制含氯鹽外加劑摻量并使用混凝土用鋼筋防銹劑。第七章建筑鋼材四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院第五節(jié)鋼材的腐蝕與防護(hù)第30頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月一、鋼材的耐火性鋼材本身不燃燒，卻不耐高溫，其機(jī)械性能如屈服點(diǎn)、彈性模量、抗壓強(qiáng)度、荷載能力等均會(huì)應(yīng)溫度的升高而急劇下降，當(dāng)鋼構(gòu)件溫度達(dá)到350、500、600攝氏度時(shí)，強(qiáng)度分別下降1/3、1/2、2/3。據(jù)理論計(jì)算，全負(fù)荷鋼構(gòu)失去靜態(tài)平衡穩(wěn)定性的臨界溫度為540攝氏度。而且鋼構(gòu)件由單一材料組成，導(dǎo)熱系數(shù)大（是混凝土的40倍），在高溫作用下，熱量會(huì)迅速傳導(dǎo)至內(nèi)部，溫升快，科學(xué)實(shí)驗(yàn)和火災(zāi)實(shí)例均表明，裸露鋼構(gòu)的耐火時(shí)間僅15分鐘，不如普通木柱的耐火時(shí)間。第七章建筑鋼材四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院第六節(jié)鋼材的防火第31頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月二、鋼材的防火１、鋼結(jié)構(gòu)防火涂料

鋼結(jié)構(gòu)防火涂料是施涂于建筑物及構(gòu)筑物的鋼結(jié)構(gòu)表面，能形成耐火隔熱保護(hù)層，以提高