(4.1.1)-1.4.1建筑钢材认知

8435759建筑钢材认知建筑钢材认知

中国是世界上最早生产钢的国家之一。考古工作者曾经在湖南长沙杨家山春秋晚期的墓葬中发掘出一把铜格“铁剑”，通过金相检验，结果证明是钢制的。这是迄今为止我们见到的中国最早的钢制实物。它说明从春秋晚期起中国就有炼钢生产了，炼钢生产在中国已有2500多年的历史。经过了两千多年的发展，将铁通过精炼转化为钢的工艺已经非常成熟，钢材也已广泛应用于建筑、桥梁、船舶、锅炉等领域，那今天呢，我就带领大家一起，从钢材的分类、建筑钢材的技术性质、桥梁建筑用钢材及其制品等方面来认识下建筑钢材。杨家山铜格铁剑:我国现存最早的铁剑建筑钢材认知建筑钢材是指在建筑工程中使用的各种钢材，主要包括钢结构所用的各种型材（如圆钢、角钢、工字钢、槽钢、钢管）和板材，以及混凝土结构所用的钢筋、钢丝和钢绞线等，是土建工程中应用最广泛的金属材料。1．按冶炼方法分类按生产的炉型分类转炉钢平炉钢电炉钢以熔融的铁水为原料，在转炉中倒入铁水后，在炉的底部或侧面吹入空气或纯氧气进行冶炼。以固体或液体的生铁、铁矿石或废钢为原料，以煤气、煤油或重油为燃料。钢以废钢及生铁为原料，用电热进行高温冶炼。一、钢材的分类按脱氧程

度分类沸腾钢镇静钢特殊钢是脱氧不充分的钢，钢液中含氧量较高。在浇铸及钢液冷却时，有大量的一氧化碳气体逸出，钢液呈激烈沸腾状。这种钢的塑性较好，有利于冲压，但钢中杂质分布不均匀，偏析较严重，使钢的冲击韧性及可焊性较差。由于成本较低、产量较高，可以用于一般的建筑结构中。脱氧充分，钢水较纯净，浇铸钢锭时钢水平静。镇静钢材质致密均匀，可焊性好，抗蚀性强，质量高于沸腾钢，但成本较高，可用于承受冲击荷载或其他重要的结构。是一种比镇静钢脱氧还要充分彻底的钢，所以其质量最好，适用于特别重要的结构工程。一、钢材的分类2．按化学成分分类碳素钢低碳钢中碳钢高碳钢亦称碳钢含碳量小于0.25%含碳量为0.25%～0.60%含碳量大于0.60%一、钢材的分类

合金钢低合金钢合金元素总含量小于5%中合金钢合金元素总含量为5%～10%高合金钢合金元素总含量大于10%一、钢材的分类3．按质量分类普通钢优质钢高级优质钢特级优质钢碳素钢按供应的钢材化学成分中有害杂质（硫和磷）的含量不同，又可划分为：钢中磷含量不大于0.045%，硫含量不大于0.050%钢中磷含量不大于0.035%，硫含量不大于0.035%钢中磷含量不大于0.025%，硫的含量不大于0.025%钢中磷含量不大于0.025%，硫的含量不大于0.015%一、钢材的分类4．按用途分类结构钢用于建筑结构，机械制造等，一般为低、中碳钢；工具钢用于各种工具、量具及模具，一般为高碳钢特殊钢具有各种特殊物理化学性能的钢材，如不锈钢、磁性钢等，一般为合金钢。一、钢材的分类二、建筑钢材的技术性质基本技术性质屈服强度抗拉强度伸长率冲击韧性冷弯硬度碳素结构钢的应力—应变图钢材在承受抗拉试验时，可绘出拉伸图（拉力—变形关系），根据拉伸图改换坐标可作出应力—应变曲线。现举碳素结构钢为例，其应力—应变图如图所示。从图中可了解到碳素结构钢下列特征性能指标：强度二、建筑钢材的技术性质1．屈服强度它是钢材开始丧失对变形的抵抗能力，并开始产生大量塑性变形时所对应的应力。在屈服阶段，锯齿形的最高点所对应的应力称为上屈服点；锯齿形的最低点所对应的应力称为下屈服点。因为上屈服点与试验过程中的许多因素有关，而下屈服点较为稳定，所以我国现行规范规定以下屈服点的应力作为钢材的屈服极限。二、建筑钢材的技术性质中碳钢和高碳钢没有明显的屈服点，通常以残余变形0.2%的应力作为屈服强度，表示为Rp0.2。屈服强度对钢材使用有重要的意义，当构件的实际应力超过屈服点时，将产生不可恢复的永久变形；另一方面，当应力超过屈服点时，受力较高的部位应力不再提高，而自动将荷载重新分配给某些应力较低的部分。因此，屈服强度是确定钢结构容许应力的主要依据。二、建筑钢材的技术性质是钢材所能承受的最大拉应力，即当拉应力达到强度极限时，钢材完全丧失了对变形的抵抗能力而断裂。2．抗拉强度二、建筑钢材的技术性质3.屈强比抗拉强度虽然不能直接作为计算依据，但屈服强度和抗拉强度的比值，即屈强比（fy/fb），对使用有较大的意义。此值越小，则结构的可靠性越高，即延缓结构损坏过程的潜力愈大，但此值太小时，钢材强度的有效利用率低。所以屈服强度和抗拉强度是钢材力学性能的主要检验指标。二、建筑钢材的技术性质塑性指标钢材在受力破坏前可以经受永久变形的性能，称为塑性。在工程应用中钢材的塑性指标通常用断后伸长率、断裂总伸长率、最大力伸长率和断面收缩率表示。二、建筑钢材的技术性质断后伸长率是钢材发生断裂时所能承受的永久变形的能力。断后标距的残余伸长与原始标距之比的百分率即为断后伸长率。二、建筑钢材的技术性质断裂总伸长率

断裂时刻原始标距的总伸长（弹性伸长加塑性伸长）与原始标距之比的百分率。二、建筑钢材的技术性质最大力伸长率

最大力时原始标距的伸长与原始标距之比的百分率。二、建筑钢材的技术性质断面收缩率

试件拉断后缩颈处横断面积的最大缩减量占横截面积的百分率。二、建筑钢材的技术性质硬度钢材表面局部体积内抵抗更硬物体压入的能力称为硬度。钢材硬度值愈高，表示它抵抗局部塑性变形的能力愈大。我国现行国家标准测定金属硬度的方法有布氏硬度洛氏硬度维氏硬度最常用的为布氏硬度和洛氏硬度。二、建筑钢材的技术性质是钢材在瞬间动荷载作用下，抵抗破坏的能力。钢构件在工作过程中常受到冲击荷载，因此对钢材的抗冲击力也有一定的要求。国家标准试验方法摆冲法横梁式冲击韧性二、建筑钢材的技术性质是钢材在常温条件下承受规定弯曲程度的弯曲变形的能力，并且是显示缺陷的一种工艺性能。冷弯性能钢材的冷弯性能是以规定尺寸的试件，在常温条件下进行弯曲试验。弯曲的指标与试件被弯曲的角度、弯心的直径与试件的厚度（或直径）的比值有关。弯曲角度愈大，弯心直径与试件厚度比愈小，则表示弯曲性能的要求愈高。二、建筑钢材的技术性质按我国现行国家标准有下列三种类型①

达到某规定的角度的弯曲②

绕着弯心弯到两面平行③

弯到两面接触的重合弯曲二、建筑钢材的技术性质三、桥梁建筑用钢材及其制品（一）桥梁建筑用主要钢材桥梁建筑碳素结构钢优质碳素结构钢低合金结构钢（一）桥梁建筑用主要钢材1.碳素结构钢Q195Q215Q235Q275三、桥梁建筑用钢材及其制品2.优质碳素结构钢优质碳素结构钢简称优质碳素钢。这类钢与碳素结构钢相比，由于允许的硫、磷含量比碳素钢要低，所以综合力学性能比普通碳素结构钢好。按国家标准规定，优质碳素结构钢根据冶金质量等级分为优质钢、高级优质钢（代号为A）和特级优质钢（代号为E）。优质钢有31个牌号，如30Mn、35Mn、40Mn、45Mn、60Mn、65Mn等。三、桥梁建筑用钢材及其制品3.低合金结构钢在碳素结构钢的基础上，加入少量或微量的合金元素，可大大改善其性能，从而获得高强度、高韧度和良好的可焊性的低合金钢。这类钢称为低合金结构钢（简称“普低钢”）。现行国标共分为Q355、Q390、Q420、Q460、Q500、Q550、Q620、Q690八个牌号。低合金高强度结构钢的含碳量较低是为了使钢材具有良好的加工性能（如焊接性等）。三、桥梁建筑用钢材及其制品（一）桥梁建筑用主要钢材4.桥梁用结构钢桥梁用钢的牌号由代表屈服强度的汉语拼音字、屈服强度数值、桥字的汉语拼音字母、质量等级符号等4个部分组成，如Q345qC，其中Q表示屈服点；345代表屈服点数值，单位MPa；q为桥梁的钢的桥字汉语拼音首位字母；C为质量等级为C级。三、桥梁建筑用钢材及其制品（二）钢筋混凝土和预应力用钢筋和钢丝热轧光圆钢筋热轧带肋钢筋热轧钢筋热轧光圆钢筋是指经热轧成型并自然冷却后的成品光圆直条钢筋。其牌号为HPB3000，公称直径为6、8、10、12、14、16、18、20、22mm等几种。热轧带肋钢筋是钢筋混凝土结构中使用的主要钢筋类型，由低合金钢轧制而成。横截面为圆形，外表带肋，长度方向有两条纵肋及均匀分布的月牙状横肋。其公称直径范围为6mm～50mm。普通热轧钢筋的牌号有HRB400、HRB500、HRB600、HRB400E、HRB500E；细晶粒热轧钢筋的晶粒度不粗于9级，其牌号有HRBF400、HRBF500、HRBF400E、HRBF500E。热轧钢筋主要应用于钢筋混凝土结构中，分为热轧光圆钢筋和热轧带肋钢筋。三、桥梁建筑用钢材及其制品冷加工钢筋（1）冷拉钢筋以超过原来钢筋屈服点强度的拉应力，强行拉伸钢筋，使钢筋产生塑性变形以达到提高钢筋屈服点强度和节约钢材的目的。三、桥梁建筑用钢材及其制品冷加工钢筋（2）冷拔低碳钢丝

是低碳钢热轧圆盘条经一次或多次冷拔制成的以盘卷供货的钢丝。分为甲、乙两级。甲级冷拔低碳钢丝适用于预应力筋，乙级冷拔低碳钢丝适用于焊接网、焊接骨架、箍筋和构造钢筋。三、桥梁建筑用钢材及其制品冷加工钢筋（3）冷轧带肋钢筋将热轧圆盘条经冷轧后，在其表面带有沿长度方向均匀分布的三面或二面横肋的钢筋即形成冷轧带肋钢筋。根据国家标准规定，冷轧带肋钢筋的牌号由CRB和钢筋的抗拉强度最小值构成。C、R、B分别为冷轧、带肋、钢筋三个词的英文首位字母。冷轧带肋钢筋分为CRB550、CRB650、CRB800、CRB600H、CRB680H、CRB800H六个牌号。三、桥梁建筑用钢材及其制品热处理钢筋热处理钢筋是用热轧螺纹钢筋经淬火和回火进行调质处理而成的，代号为RB150。三、桥梁建筑用钢材及其制品（二）钢筋混凝土和预应力用钢筋和钢丝钢丝和钢绞线钢丝钢绞线钢丝和钢绞线均由优质碳素结构钢经过冷加工、热处理、冷轧、绞捻等过程制得。它们的特点是强度高、安全可靠、便于施工，一般用于预应力混凝土结构中。三、桥梁建筑用钢材及其制品（二）钢筋混凝土和预应力用钢筋和钢丝钢丝和钢绞线钢丝冷拉钢丝消除应力钢丝低松弛级钢丝普通松弛级钢丝WCDWLRWNR按照