建筑金属材料（课堂PPT）

1、。%100001LLL 表表2 1 碳碳 素素 结结 构构 钢钢 的的 力力 学学 性性 能能 拉拉 伸伸 试试 验验 冲冲 击击 试试 验验 屈屈 服服 点点 伸伸 长长 率率 钢钢 材材 厚厚 度度 （ 直直 径径 ） 钢钢 材材 厚厚 度度 （ 直直 径径 ） 1 1 6 6 1 1 6 6 4 4 0 0 4 4 0 0 6 6 0 0 6 6 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 5 5 0 0 1 1 5 5 0 0 1 1 6 6 1 1 6 6 4 4 0 0 4 4 0 0 6 6 0 0 6 6 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0

2、0 1 1 5 5 0 0 1 1 5 5 0 0 温温 度度 C 型型 冲冲 击击 功功 (纵纵 向向 ) /J 牌牌 号号 等等 级级 不不 小小 于于 抗抗 拉拉 强强 度度 b N / m m2 不不 小小 于于 不不 小小 于于 Q 1 9 5 1 9 5 1 8 5 3 1 5 4 3 0 3 3 3 2 A Q 2 1 5 B 2 1 5 2 0 5 1 9 5 1 8 5 1 7 5 1 6 5 3 3 5 4 5 0 3 1 3 0 2 9 2 8 2 7 2 6 2 0 2 7 A B 2 0 C 0 Q 2 3 5 D 2 3 5 2 2 5 2 1 5 2 0 5 1

3、9 5 1 8 5 3 7 5 5 0 0 2 6 2 5 2 4 2 3 2 2 2 1 2 0 2 7 A Q 2 5 5 B 2 2 5 2 4 5 2 3 5 2 2 5 2 1 5 2 0 5 4 1 0 5 5 0 2 4 2 3 2 2 2 1 2 0 1 9 2 0 2 7 Q 2 7 5 2 7 5 2 6 5 2 5 5 2 4 5 2 3 5 2 2 5 4 9 0 6 3 0 2 0 1 9 1 8 1 7 1 6 1 5 表 22 钢筋混凝土用热轧钢筋的力学性能与冷弯性能 （GB/T7011997、GB14991998） 屈服点 s MPa 抗拉强度 b MPa 伸长

4、率 5 % 表面 形状 钢筋 级别 强度 等级 代号 牌号 公称直径 (mm) 不小于 冷弯 d弯心直径 a钢筋公称直径 光圆 I R235 Q235 820 235 370 25 180d=a 625 180d=3a II RL335 HRB335 2850 335 490 16 d=4a 625 180d=4a III RL400 HRB400 2850 400 570 14 d=4a 625 180d=6a 带 助 钢 筋 IV RL540 HRB500 2850 500 630 12 d=7a | 预应力混凝土用钢丝分为冷拉钢丝预应力混凝土用钢丝分为冷拉钢丝（代号）、矫直回火钢丝（代号

5、）和（代号）、矫直回火钢丝（代号）和矫直回火刻痕钢丝（代号矫直回火刻痕钢丝（代号JKJK）三种。前二）三种。前二种其公称直径有种其公称直径有 、三种，、三种，它们的抗拉强度它们的抗拉强度b b达达1500MPa1500MPa以上，屈服以上，屈服强度强度0.20.2可达可达1100MPa1100MPa以上。以上。| 预应力混凝土用钢绞线直径有预应力混凝土用钢绞线直径有9.09.0、12.012.0和和15.015.0三种，整根破坏负荷可达三种，整根破坏负荷可达220kN220kN，屈服负荷可达，屈服负荷可达187kN187kN。钢绞线主要。钢绞线主要用于大跨度、大负荷的后张法预应力屋架、用于大跨

6、度、大负荷的后张法预应力屋架、桥梁和薄腹梁等结构的预应力筋。桥梁和薄腹梁等结构的预应力筋。|7.8.2 7.8.2 防止钢材锈蚀的措施防止钢材锈蚀的措施| 钢结构防止锈蚀的方法通常是采用表面刷漆。钢结构防止锈蚀的方法通常是采用表面刷漆。常用底漆有红丹、环氧富锌漆、铁红环氧底漆等。常用底漆有红丹、环氧富锌漆、铁红环氧底漆等。面漆有调和漆、醇酸磁漆、酚醛磁漆等。薄壁钢面漆有调和漆、醇酸磁漆、酚醛磁漆等。薄壁钢材可采用热浸镀锌等措施。材可采用热浸镀锌等措施。| 混凝土配筋的防锈措施，根据结构的性质和混凝土配筋的防锈措施，根据结构的性质和所处环境条件等，主要是保证混凝土的密实、保所处环境条件等，主要是

7、保证混凝土的密实、保证足够的保护层厚度、限制氯盐外加剂的掺加量证足够的保护层厚度、限制氯盐外加剂的掺加量和保证混凝土一定的碱度等，还可掺用阻锈剂。和保证混凝土一定的碱度等，还可掺用阻锈剂。| 钢材的组织及化学成分是引起钢材锈蚀的内钢材的组织及化学成分是引起钢材锈蚀的内因。通过调整钢的基本组织或加入某些合金元素，因。通过调整钢的基本组织或加入某些合金元素，可有效地提高钢材的抗腐蚀能力。例如，炼钢时可有效地提高钢材的抗腐蚀能力。例如，炼钢时在钢中加入铬、镍等合金元素，可制得不锈钢。在钢中加入铬、镍等合金元素，可制得不锈钢。|例2-1 从一批钢筋中抽样，并截取两根钢筋做拉伸试验，测得如下结果：屈服下

8、限荷载分别为42.4、42.8kN; 抗拉极限荷载分别为62.0kN、63.4kN，钢筋公称直径为12，标距为60，拉断时长度分别为70.6和71.4mm,评定其级别？说明其利用率及使用中安全可靠程度如何？|解：解： 1.钢筋试样屈服点为：|钢筋试样抗拉强度为：|b =(548+561)2 = 555 N/mm2MPaMPaAPMPaAPsss38523753943946108 .423756104 .42232231|钢筋试样伸长率为：钢筋试样伸长率为：|=(17.7+19.0)2 =18.4%|查表查表2-2知知s1、s2 均大于均大于335 N/mm2,| b1、b2 均大于均大于490

9、 N/mm2,|钢筋试样伸长率均大于钢筋试样伸长率均大于16%|故该钢筋为故该钢筋为II级钢。级钢。|2. 该钢筋的屈强比为：该钢筋的屈强比为：|s/b = 385/555 =0.69|该该II级钢筋的屈强比在级钢筋的屈强比在0.650.75范围内，范围内，表明其利用率较高，使用中安全可靠度较好。表明其利用率较高，使用中安全可靠度较好。|例例2-2 2-2 为什么说屈服点（为什么说屈服点（ss）、抗拉强度）、抗拉强度（bb）和伸长率（）和伸长率（）是建筑工程用钢的重）是建筑工程用钢的重要技术性能指标？要技术性能指标？|解解|屈服点（屈服点（ss）是结构设计时取值的依据，表）是结构设计时取值的依

10、据，表示钢材在正常工作时承受应力不超过示钢材在正常工作时承受应力不超过ss值；值；屈服点与抗拉强度的比值（屈服点与抗拉强度的比值（ssb b）称为屈）称为屈强比。它反映钢材的利用率和使用中安全可靠强比。它反映钢材的利用率和使用中安全可靠程度；伸长率（程度；伸长率（）表示钢材的塑性变形能力。）表示钢材的塑性变形能力。钢材在使用中，为避免正常受力时在缺陷处产钢材在使用中，为避免正常受力时在缺陷处产生应力集中发生脆断，要求其塑性良好，即具生应力集中发生脆断，要求其塑性良好，即具有一定的伸长率，可以使缺陷处应力超过有一定的伸长率，可以使缺陷处应力超过ss时，随着发生塑性变形使应力重分布，而避免时，随着

11、发生塑性变形使应力重分布，而避免结构物的破坏。结构物的破坏。|例2-3 简述碳元素对钢材基本组织和性能的影响规律。|解| 碳素钢中基本组织的相对含量与其含量关系密切，当含量小于0.8时，钢的基本组织由铁素体和珠光体组成，其间随着含量提高，铁素体逐渐减少而珠光体逐渐增多，钢材则随之强度、硬度逐渐提高而塑性、韧性逐渐降低。| 当含C量为0.8时，钢的基本组织仅为珠光体。当含C量大于0.8时，钢的基本组织由珠光体和渗碳体组成，此后随含量增加，珠光体逐渐减少而渗碳体相对渐增，从而使钢的硬度逐渐增大而塑性、韧性逐渐减小，且强度下降。|例例2-42-4碳素结构钢是如何划分牌号的？说明碳素结构钢是如何划分牌

12、号的？说明Q235Q235AFAF和和Q235Q235号钢在性能上有何区别？号钢在性能上有何区别？|解解|碳素结构钢的牌号按顺序由代表屈服点的字母（碳素结构钢的牌号按顺序由代表屈服点的字母（Q Q）、）、屈服点数值（屈服点数值（/mm/mm2 2）、质量等级符号）、质量等级符号(A(A、B B、C C、D)D)、脱氧程度符号脱氧程度符号(F(F、B B、Z Z、TZ)TZ)等四部分组成。等四部分组成。|Q235AFQ235AF和和Q235DQ235D均为均为235235碳素结构钢，是建筑碳素结构钢，是建筑中应用最多的碳素钢。二者性能差别主要表现在质量等中应用最多的碳素钢。二者性能差别主要表现在

13、质量等级和脱氧程度上。按硫、磷含量多少来衡量，级和脱氧程度上。按硫、磷含量多少来衡量，Q235DQ235D磷、硫含量均少于磷、硫含量均少于Q235AF, Q235AF, 质量较好，按脱氧程度质量较好，按脱氧程度衡量衡量Q235DQ235D为震静钢，质量最好，为震静钢，质量最好，Q235AF Q235AF 为为沸腾钢。沸腾钢。Q235AFQ235AF钢，仅适用于承受间接动荷载的静钢，仅适用于承受间接动荷载的静荷载的结构。而荷载的结构。而Q235DQ235D可适用于动荷载作用或处在低可适用于动荷载作用或处在低温环境下的工作条件温环境下的工作条件。|例例2-5 2-5 何谓钢的冷加工强化及时效处理？冷拉并时效何谓钢的冷加工强化及时效处理？冷拉并时效处理后的钢筋性能有何变化？处理后的钢筋性能有何变化？|解解|在常温下将钢材进行机械加工，使其产生塑性变形，在常温下将钢材进行机械加工，使其产生塑性变形，以提高其屈服强度的过程称为冷加工强化。机械加工方以提高其屈服强度的过程称为冷加工强化。机械加工方法主要是对钢筋进行冷拉和冷拔。冷轧主要在钢厂进行。法主要是对钢筋进行冷拉和冷拔。冷轧主要在钢厂进行。|时效处理是将经过冷加工的钢材，在常温下存放时效处理是将经过冷加工的钢材，在常温下存放15152