建筑材料課件第02-建筑鋼材

1、建筑鋼材建筑鋼材第第 2頁(yè)頁(yè) 鋼材是一種以鐵為主要元素、含碳量一般在2%以下，并含有其他元素（磷P、硫S、氧O、氮N、硅Si和錳Mn)的材料；（1）抗拉、抗壓、抗沖擊性能好；（2）可加工性能好，可切割、可焊接和鉚接，裝配方便；易銹蝕；第第 3頁(yè)頁(yè)切割切割第第 4頁(yè)頁(yè)焊接焊接第第 5頁(yè)頁(yè)鉚接鉚接第第 6頁(yè)頁(yè)n 建筑鋼材是指建筑工程中用的各種鋼材。n建筑鋼材主要包括：鋼結(jié)構(gòu)用各種型材（如工字鋼、角鋼、方鋼、圓鋼、扁鋼等）；板材（如鋼板等）；1)混凝土用各種鋼筋、鋼絲和鋼絞線等；第第 7頁(yè)頁(yè)鋼板鋼板第第 8頁(yè)頁(yè)第第 9頁(yè)頁(yè)扁鋼扁鋼第第 10頁(yè)頁(yè)第第 11頁(yè)頁(yè)混凝土用各種鋼筋混凝土用各種鋼筋n圓鋼第第

2、 12頁(yè)頁(yè)混凝土用各種鋼筋混凝土用各種鋼筋n螺紋鋼第第 13頁(yè)頁(yè)第第 14頁(yè)頁(yè)鋼絲鋼絲第第 15頁(yè)頁(yè)鋼絞線鋼絞線第第 16頁(yè)頁(yè) 指含碳量小于2%的鋼，一般又分為以下三種：碳素鋼分為：低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼為改善鋼的某些性質(zhì)而特意加入的一定量的一種或幾種合金元素；如硅、錳和鎳等；n合金鋼分為低合金鋼、中合金鋼、高合金鋼、中碳鋼、高碳鋼。第第 17頁(yè)頁(yè)（5 5）、按主要質(zhì)量等級(jí)分類）、按主要質(zhì)量等級(jí)分類（1）普通質(zhì)量鋼；（2）優(yōu)質(zhì)鋼；（3）高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼；（1）結(jié)構(gòu)鋼：建筑結(jié)構(gòu)工程中最常用的鋼種是碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼；（2）工具鋼：用于各種切削工具的鋼；（3）特種鋼：具有特殊性能的鋼，如耐酸

3、鋼、耐熱鋼、不銹鋼等；第第 18頁(yè)頁(yè) 1、鋼結(jié)構(gòu)用鋼； 2、混凝土結(jié)構(gòu)用鋼；總結(jié)：建筑結(jié)構(gòu)工程中最常用的鋼種是碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼；第第 19頁(yè)頁(yè)第第 20頁(yè)頁(yè)第第 21頁(yè)頁(yè)一、 鋼的冶煉和分類鋼是由生鐵冶煉而成的。鋼和鐵都是鐵碳合金，鋼的含碳量在2%以下，而生鐵的含碳量大于2%。另外鋼中的雜質(zhì)含量也少于生鐵。生鐵有煉鋼生鐵和鑄造生鐵之分。鋼的冶煉就是將熔融的生鐵進(jìn)行氧化，使碳的含量降低到規(guī)定范圍，其他雜質(zhì)含量也降低到允許范圍之內(nèi)。 1 1、 鋼的冶煉鋼的冶煉第第 22頁(yè)頁(yè)1 1、 按冶煉方式分類按冶煉方式分類分類三大類分類三大類: :（1 1）轉(zhuǎn)爐鋼（）轉(zhuǎn)爐鋼（2 2）平爐鋼（）平

4、爐鋼（3 3）電爐鋼；）電爐鋼；（1 1）轉(zhuǎn)爐鋼：）轉(zhuǎn)爐鋼： 以熔融的鐵水為原料、由轉(zhuǎn)爐的底部或側(cè)面向轉(zhuǎn)爐中吹入以熔融的鐵水為原料、由轉(zhuǎn)爐的底部或側(cè)面向轉(zhuǎn)爐中吹入高壓熱空氣（或氧氣）進(jìn)行冶煉而得到的鋼，叫做轉(zhuǎn)爐鋼；高壓熱空氣（或氧氣）進(jìn)行冶煉而得到的鋼，叫做轉(zhuǎn)爐鋼；q轉(zhuǎn)爐鋼的缺點(diǎn)：轉(zhuǎn)爐鋼的缺點(diǎn)：吹煉時(shí)易混入空氣中的氮、氫等雜質(zhì)，故建筑中常用的是吹煉時(shí)易混入空氣中的氮、氫等雜質(zhì)，故建筑中常用的是氧氣轉(zhuǎn)爐鋼；氧氣轉(zhuǎn)爐鋼；熔煉時(shí)間短，雜質(zhì)含量不易控制，因此質(zhì)量差；熔煉時(shí)間短，雜質(zhì)含量不易控制，因此質(zhì)量差；第第 23頁(yè)頁(yè)煉鋼方法煉鋼方法 氧氣轉(zhuǎn)爐氧氣轉(zhuǎn)爐第第 24頁(yè)頁(yè)（2）平爐鋼： 以固態(tài)或液態(tài)的生鐵

5、、鐵礦石或廢鋼為原料、用煤氣或重油為燃料在平爐中冶煉而得到的鋼，叫做平爐鋼；q平爐鋼的特點(diǎn)：熔煉時(shí)間長(zhǎng)，易控制質(zhì)量，因此質(zhì)量好，但成本較轉(zhuǎn)爐鋼高；第第 25頁(yè)頁(yè)煉鋼方法煉鋼方法 平爐平爐n速度慢、脫磷效果差、能耗高 第第 26頁(yè)頁(yè)（3）電爐鋼：用電熱進(jìn)行高溫冶煉而得到的鋼； 一般用高壓電弧作為熱源，故熔煉的溫度高，且溫度可以自由調(diào)節(jié)，清除雜質(zhì)則容易得多，故電爐鋼的質(zhì)量最好；q電爐鋼的特點(diǎn)：熔煉溫度可自由調(diào)節(jié)，清除雜質(zhì)徹底，因此質(zhì)量最好，但成本最高；第第 27頁(yè)頁(yè)煉鋼方法煉鋼方法 電爐電爐第第 28頁(yè)頁(yè)2.2.鋼的鑄錠鋼的鑄錠第第 29頁(yè)頁(yè)（1）沸騰鋼；（2）鎮(zhèn)靜鋼；（3）半鎮(zhèn)靜鋼 含雜質(zhì)較多，

6、質(zhì)量較差，致密性差，但成本低； 結(jié)構(gòu)致密，成分均勻，性能穩(wěn)定，是質(zhì)量較好的鋼種，但是產(chǎn)品率低，且成本較高； 脫氧程度以及鋼的質(zhì)量介于沸騰鋼和半鎮(zhèn)靜鋼之間；第第 30頁(yè)頁(yè)3.壓力加工和熱處理壓力加工和熱處理按壓力加工方式分類按壓力加工方式分類(1(1）熱加工鋼材：）熱加工鋼材： 是將鋼錠加熱到一定溫度，使得鋼錠成呈塑性狀態(tài)進(jìn)行的壓力加工，如熱軋、熱鍛（2 2）冷加工鋼材：）冷加工鋼材： 指在常溫下進(jìn)行加工的鋼材；q壓力加工的目的：排掉冶煉、鑄錠過(guò)程中鋼材結(jié)構(gòu)的不均勻、氣泡等缺點(diǎn)；第第 31頁(yè)頁(yè)熱軋第第 32頁(yè)頁(yè)熱鍛第第 33頁(yè)頁(yè)鋼材的冷加工鋼材的冷加工n 鋼材的冷加工是指在常溫下通過(guò)機(jī)械加工是鋼

7、材達(dá)到變形,拉直,除銹等效果的一種加工方式;從實(shí)際方法上,與熱加工相對(duì)應(yīng)，冷加工則指在低于再結(jié)晶溫度下使金屬產(chǎn)生塑性變形的加工工藝，如冷軋、冷拔、冷鍛、沖壓、冷擠壓等。冷加工變形抗力大，在使金屬成形的同時(shí)，可以利用加工硬化提高工件的硬度和強(qiáng)度。第第 34頁(yè)頁(yè)鋼筋冷拉加工鋼筋冷拉加工第第 35頁(yè)頁(yè)3.3.壓力加工和熱處理壓力加工和熱處理n熱處理（P42)n熱處理是按照一定的工藝對(duì)鋼材進(jìn)行加熱、保溫、冷卻，以使鋼材的性能按要求而改變的過(guò)程。n正火n退火n淬火n回火第第 36頁(yè)頁(yè)2.22.2鋼的晶體組織和化學(xué)成分n（一）鋼的晶體組織（一）鋼的晶體組織n（1）鐵素體：是碳在-Fe中的固溶體。其晶格原子

8、間空隙較小，溶入碳少，滑移面較多，晶格畸變小，所以受力時(shí)強(qiáng)度低而塑性好?？估瓘?qiáng)度約為250MPa，伸長(zhǎng)率約為50%。 n 鐵素體的顯微組織第第 37頁(yè)頁(yè)鐵素體不銹鋼鐵素體不銹鋼第第 38頁(yè)頁(yè)n（2）滲碳體：是鐵和碳組成的化合物（Fe3C）。含碳量6.67% ，晶體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，性質(zhì)硬而脆，抗拉強(qiáng)度很低。第第 39頁(yè)頁(yè)n（3）珠光體：是鐵素體和滲碳體的機(jī)械混合物。含碳量0.8% ，其強(qiáng)度較高，塑性和韌性介于鐵素體和滲碳體之間。n建筑鋼材的含碳量不大于0.8% ，其基本組織為鐵素體和珠光體。含碳量增大時(shí)，珠光體的相對(duì)含量隨之增大，鐵素體則相應(yīng)減小。因而，強(qiáng)度隨之提高，但塑性和韌性則相應(yīng)下降。第第 40

9、頁(yè)頁(yè)（二）鋼的化學(xué)成分對(duì)鋼材性能的影響n1.碳n建筑鋼材含碳量不大于0.8%。當(dāng)碳含量提高，鋼中的珠光體隨之增多，故強(qiáng)度和硬度相應(yīng)提高，而塑性和韌性則相應(yīng)降低。碳是顯著降低鋼材可焊性元素之一，含碳量超過(guò)0.3%時(shí)鋼的可焊性顯著降低。碳還增加鋼的冷脆性和時(shí)效敏感性，降低抗大氣銹蝕性。 n2.硅n硅在鋼中除少量呈非金屬夾雜物外，大部分溶于鐵素體中。當(dāng)含量較低（小于1%）時(shí)， 可提高鋼材的強(qiáng)度，對(duì)塑性和韌性影響不明顯。硅是我國(guó)鋼筋用鋼材中的主加合金元素。 第第 41頁(yè)頁(yè)（二）鋼的化學(xué)成分對(duì)鋼材性能的影響n3.錳n錳溶于鐵素體中。錳能消減硫和氧所引起的熱脆性，使鋼材的熱加工性質(zhì)改善。錳溶于鐵素體中使其

10、強(qiáng)化，并起到細(xì)化珠光體作用，使強(qiáng)度提高。錘是我國(guó)低合金結(jié)構(gòu)鋼的主加合金元素，含量一般在1%2%范圍內(nèi)。n4.磷n磷是碳鋼中的有害雜質(zhì)。主要溶于鐵素體起強(qiáng)化作用。含量提高，鋼材的強(qiáng)度提高， 塑性和韌性顯著下降。特別是溫度愈低，對(duì)塑性和韌性的影響愈大。磷在鋼中的偏析傾向強(qiáng)烈，一般認(rèn)為：磷的偏析富集，使鐵素體品格嚴(yán)重畸變，是鋼材冷脆性顯著增大的原因。磷使鋼材變脆的作用，使它顯著降低鋼材的可焊性。n磷可提高鋼的耐磨性和耐蝕性，在低合金鋼中可配合其他元素作為合金元素使用。 第第 42頁(yè)頁(yè)鋼的化學(xué)成分對(duì)鋼材性能的影響n5.硫n硫是很有害的元素。呈非金屬的硫化物夾雜物存在于鋼中，降低各種力學(xué)性能。硫化物所造

11、成的低熔點(diǎn)使鋼在焊接時(shí)易于產(chǎn)生熱裂紋，顯著降低可焊性。硫亦有強(qiáng)烈的偏析作用，增加了危害性。n6.氧n氧是鋼中的有害雜質(zhì)，主要存在于非金屬夾雜物內(nèi)，少量溶于鐵素體中。非金屬夾雜物降低鋼的力學(xué)性能，特別是韌性。氧有促進(jìn)時(shí)效傾向的作用。氧化物所造成的低熔點(diǎn)亦使鋼的可焊性變壞。n7.氮n氮主要嵌溶于鐵素體中，也可呈化合物形式存在。氮對(duì)鋼材性質(zhì)的影響與碳、磷相似，使鋼材的強(qiáng)度提高，塑性特別是韌性顯著下降。n在建筑常用的低合金鋼中，還常用鈦、鈮、礬等作為合金元素。第第 43頁(yè)頁(yè)2.32.3鋼材的力學(xué)與工藝性能鋼材的力學(xué)與工藝性能n2.3.1拉伸性能n2.3.1.1 低碳鋼的拉伸過(guò)程第第 44頁(yè)頁(yè)（1 1）

12、 、拉伸試驗(yàn)、拉伸試驗(yàn)低碳鋼受拉到拉斷，共經(jīng)歷了四個(gè)階段彈性階段（I）：測(cè)定彈性模量；屈服階段（II）：測(cè)定屈服強(qiáng)度。強(qiáng)化階段（III）：測(cè)定抗拉強(qiáng)度。頸縮階段（IV）：測(cè)定伸長(zhǎng)率。第第 45頁(yè)頁(yè) 鋼筋的拉伸實(shí)驗(yàn)鋼筋的拉伸實(shí)驗(yàn)第第 46頁(yè)頁(yè)2.3.1.22.3.1.2高碳鋼的拉伸特點(diǎn)高碳鋼的拉伸特點(diǎn)n無(wú)明顯屈服階段第第 47頁(yè)頁(yè)鋼筋的拉伸性能指標(biāo)鋼筋的拉伸性能指標(biāo)n(1)屈服強(qiáng)度和極限強(qiáng)度2.1 2.2公式第第 48頁(yè)頁(yè)鋼筋的拉伸性能指標(biāo)鋼筋的拉伸性能指標(biāo)伸長(zhǎng)率伸長(zhǎng)率：試件拉段后，標(biāo)距長(zhǎng)度的增量與原標(biāo)距長(zhǎng)度之比：試件拉段后，標(biāo)距長(zhǎng)度的增量與原標(biāo)距長(zhǎng)度之比 ；斷面收縮率：斷面收縮率：是指斷面口處

13、的面積收縮量與原面積之比；是指斷面口處的面積收縮量與原面積之比；2.42.4公式公式冷彎性能：冷彎性能：指鋼材在常溫下承受彎曲的能力。冷彎曲實(shí)驗(yàn)指鋼材在常溫下承受彎曲的能力。冷彎曲實(shí)驗(yàn)一般是把鋼材按規(guī)定的角度（一般是把鋼材按規(guī)定的角度（9090或或180180度）與度）與n(n(n=n=彎心直彎心直徑徑d/d/鋼材的厚度或直徑鋼材的厚度或直徑a)a)進(jìn)行彎曲。進(jìn)行彎曲。%l)ll(100001 第第 49頁(yè)頁(yè)|屈服點(diǎn)（s）是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)取值的依據(jù)，表示鋼材在正常工作時(shí)承受應(yīng)力不超過(guò)s值；|屈服點(diǎn)與抗拉強(qiáng)度的比值（sb）稱為屈強(qiáng)比。它反映鋼材的利用率和使用中安全可靠程度；|伸長(zhǎng)率（）:表示鋼材的塑

14、性變形能力。|鋼材在使用中，為避免正常受力時(shí)在缺陷處產(chǎn)生應(yīng)力集中發(fā)生脆斷，要求其塑性良好，即具有一定的伸長(zhǎng)率，可以使缺陷處應(yīng)力超過(guò)s時(shí)，隨著發(fā)生塑性變形使應(yīng)力重分布，而避免結(jié)構(gòu)物的破壞。例：為什么說(shuō)屈服點(diǎn)（例：為什么說(shuō)屈服點(diǎn)（s s）、抗拉強(qiáng)度（）、抗拉強(qiáng)度（b b）和伸長(zhǎng)率）和伸長(zhǎng)率（）是建筑工程用鋼的重要技術(shù)性能指標(biāo)？）是建筑工程用鋼的重要技術(shù)性能指標(biāo)？第第 50頁(yè)頁(yè)硬度是指鋼材抵抗較硬物體壓入產(chǎn)生局部變形的能力。測(cè)定鋼材硬度常用布氏法。布氏法是用一直徑為D的硬質(zhì)鋼球，在荷載P(N)的作用下壓入試件表面，經(jīng)規(guī)定的時(shí)間后卸去荷載，用讀數(shù)放大鏡測(cè)出壓痕直徑d，以壓痕表面積(mm2)除荷載P，即

15、為布氏硬度值HB。HB值越大，表示鋼材越硬。HBHVHR2.3.2 2.3.2 硬度硬度第第 51頁(yè)頁(yè)圖2.4 布氏硬度測(cè)定示意圖 第第 52頁(yè)頁(yè)沖擊韌性指鋼材抵抗沖擊荷載而不變形的能力。它是用試驗(yàn)機(jī)擺錘沖擊帶有V形缺口的標(biāo)準(zhǔn)試件的背面，將其折斷后試件單位截面積上所消耗的功，作為鋼材的沖擊韌性指標(biāo)，以k表示(J/cm2)。k值越大，表明鋼材的沖擊韌性愈好(如圖2.10)。影響鋼材沖擊韌性的因素很多，鋼的化學(xué)成分、組織狀態(tài)，以及冶煉、軋制質(zhì)量都會(huì)影響沖擊韌性。 2.3.32.3.3沖擊韌性沖擊韌性第第 53頁(yè)頁(yè)圖2.3 沖擊韌性試驗(yàn)圖 (a)試件尺寸；(b)試驗(yàn)裝置；(c)試驗(yàn)機(jī) 1擺錘；2試件

16、；3試驗(yàn)臺(tái)；4刻度盤(pán)；5指針 第第 54頁(yè)頁(yè)n冷脆性n時(shí)效n時(shí)效敏感性第第 55頁(yè)頁(yè) 鋼材在交變應(yīng)力的反復(fù)作用下，往往在應(yīng)力遠(yuǎn)小于其抗拉強(qiáng)度時(shí)就發(fā)生破壞，這種現(xiàn)象稱為疲勞破壞。（鐵絲折斷） 疲勞破壞的危險(xiǎn)應(yīng)力用疲勞極限來(lái)表示，它是指疲勞試驗(yàn)時(shí)試件在交變應(yīng)力作用下，于規(guī)定周期基數(shù)內(nèi)不發(fā)生斷裂所能承受的最大應(yīng)力。 一般認(rèn)為，鋼材的疲勞破壞是由拉應(yīng)力引起的，抗拉強(qiáng)度高，其疲勞極限也較高。鋼材的疲勞極限與其內(nèi)部組織和表面質(zhì)量有關(guān)。 2.3.4 2.3.4 疲勞強(qiáng)度疲勞強(qiáng)度第第 56頁(yè)頁(yè)第第 57頁(yè)頁(yè)冷彎性能是指鋼材在常溫下承受彎曲變形的能力，是建筑鋼材的重要工藝性能。鋼材的冷彎性能指標(biāo)是用彎曲角度和彎

17、心直徑對(duì)試件厚度(直徑)的比值來(lái)衡量的。試驗(yàn)時(shí)采用的彎曲角度愈大，彎心直徑對(duì)試件厚度(直徑)的比值愈小，表示對(duì)冷彎性能的要求愈高。如圖2.14所示鋼材的冷彎性能和伸長(zhǎng)率都是塑性變形能力的反映。 2.3.5 2.3.5 冷彎性能冷彎性能第第 58頁(yè)頁(yè)圖2.14 鋼材冷彎 (a)試樣安裝；(b)彎曲90；(c)彎曲180；(d)彎曲至兩面重合；(e)規(guī)定彎心 第第 59頁(yè)頁(yè)第第 60頁(yè)頁(yè)2.3.62.3.6可焊性可焊性n焊接后的力學(xué)性能（強(qiáng)度等）不受影響。n主要受化學(xué)成分及其含量的影響n焊前預(yù)熱與熱處理第第 61頁(yè)頁(yè)鐵軌焊前預(yù)熱第第 62頁(yè)頁(yè)焊前預(yù)熱 （鳥(niǎo)巢工程圖片）（鳥(niǎo)巢工程圖片）第第 63頁(yè)頁(yè)

18、焊前預(yù)熱（電加熱器系列 保溫被） 第第 64頁(yè)頁(yè)四、鋼材的強(qiáng)化和加工四、鋼材的強(qiáng)化和加工2.4.2鋼材的冷加工及時(shí)效強(qiáng)化冷加工：指的是鋼材在常溫下進(jìn)行的加工，常見(jiàn)的有冷拔、冷拉、冷軋，冷扭、刻痕等；時(shí)效：鋼材隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，強(qiáng)度和硬度提高，而塑性、韌性下降的現(xiàn)象； 在冷加工狀態(tài)下，時(shí)效性特別明顯。分為自然時(shí)效和人工時(shí)效兩種。以鋼筋的冷拉為例(圖2.15)，圖中OBCD為未經(jīng)冷拉時(shí)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。一般建筑用鋼筋常利用冷加工、時(shí)效作用來(lái)提高鋼筋的強(qiáng)度。第第 65頁(yè)頁(yè)鋼筋經(jīng)冷拉時(shí)效后應(yīng)力-應(yīng)變圖的變化 第第 66頁(yè)頁(yè)在建筑工地和混凝土預(yù)制廠，經(jīng)常對(duì)比使用要求的強(qiáng)度偏低和塑性偏大的鋼筋或低碳盤(pán)條鋼筋

19、進(jìn)行冷拉或冷拔并時(shí)效處理，以提高屈服強(qiáng)度和利用率，節(jié)省鋼材。同時(shí)還兼有調(diào)直、除銹的作用。這種加工所用機(jī)械比較簡(jiǎn)單，容易操作，效果明顯，所以建筑工程中常采取此法。補(bǔ)充知識(shí)補(bǔ)充知識(shí)第第 67頁(yè)頁(yè) 鋼筋冷拉后屈服強(qiáng)度可提高15%20%，冷拔后屈服強(qiáng)度可提高40%60%。冷拔是將外形為光圓的盤(pán)條鋼筋從硬質(zhì)合金拔絲?？字袕?qiáng)行拉拔，由于模孔直徑小于鋼筋直徑，鋼筋在拔制過(guò)程中既受拉力又受擠壓力，使強(qiáng)度大幅度提高但塑性顯著降低。 冷加工在工程中的應(yīng)用冷加工在工程中的應(yīng)用第第 68頁(yè)頁(yè)冷拔模孔 第第 69頁(yè)頁(yè)2.4.22.4.2熱處理熱處理第第 70頁(yè)頁(yè)2.4.32.4.3金屬?gòu)?qiáng)化的微觀機(jī)理金屬?gòu)?qiáng)化的微觀機(jī)理n

20、金屬材料的微觀強(qiáng)化機(jī)理可以分為許多種。以鋼鐵材料為例，其強(qiáng)化機(jī)理可以分為：n1）彌散強(qiáng)化；n2）固溶強(qiáng)化；n3）變形強(qiáng)化第第 71頁(yè)頁(yè)2.52.5建筑鋼材的品種與選用建筑鋼材的品種與選用n常用建筑鋼材的品種和用途（表2.2）n2.5.1鋼結(jié)構(gòu)用鋼n碳素結(jié)構(gòu)鋼n優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼n低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼第第 73頁(yè)頁(yè)第第 74頁(yè)頁(yè)1 碳素結(jié)構(gòu)鋼 牌號(hào)的表示方法： （如Q235A.F ）（1）按屈服點(diǎn)值分為五種：195、215、235、355、275MPa；（2）按磷、硫雜質(zhì)的含量由多到少分為A、B、C、D四個(gè)質(zhì)量等級(jí)；（3）按脫氧方式分為F、b、Z、TZ四種。第第 75頁(yè)頁(yè)名稱符號(hào) 名稱符號(hào) 屈服強(qiáng)度質(zhì)

21、量等級(jí)沸騰鋼 QA、B、C、DF 半鎮(zhèn)靜鋼鎮(zhèn)靜鋼特殊鎮(zhèn)靜鋼 BZTZ 第第 76頁(yè)頁(yè)碳素結(jié)構(gòu)鋼的選用碳素結(jié)構(gòu)鋼的選用從p45頁(yè)表2.3、表2.4可見(jiàn)，隨著鋼材牌號(hào)的增加，含碳量是增加的，鋼材的屈服點(diǎn)與抗拉強(qiáng)度增加，但是塑性與韌性有所下降，因此對(duì)碳素結(jié)構(gòu)鋼而言，一般選擇Q235牌號(hào)的鋼作為鋼結(jié)構(gòu)用鋼。第第 77頁(yè)頁(yè)碳素結(jié)構(gòu)鋼隨牌號(hào)的增大，含碳量增加，其強(qiáng)度和硬度提高，塑性和韌性降低，冷彎性能逐漸變差。Q195、Q215號(hào)鋼強(qiáng)度低，塑性和韌性較好，易于冷加工，常用于軋制薄板和盤(pán)條，制造鋼釘、鉚釘、螺栓及鐵絲等。 Q215號(hào)鋼經(jīng)冷加工后可代替Q235號(hào)鋼使用。 第第 78頁(yè)頁(yè)Q235號(hào)鋼是建筑工程中

22、應(yīng)用最廣泛的鋼，屬低碳鋼，具有較高的強(qiáng)度，良好的塑性、韌性及可焊性，綜合性能好，能滿足一般鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土用鋼要求，且成本較低，大量被用作軋制各種型鋼、鋼板及鋼筋。 Q255、Q275號(hào)鋼強(qiáng)度較高，但塑性、韌性較差，可焊性也差，不易焊接和冷彎加工，可用于軋制鋼筋、作螺栓配件等，但更多用于機(jī)械零件和工具等。 第第 79頁(yè)頁(yè)一般是在普通碳素鋼的基礎(chǔ)上，添加少量的一種或幾種合金元素而成。常用的合金元素有硅、錳、釩、鈦、鈮、鉻、鎳及稀土元素。其目的是為了提高鋼的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、耐磨性、耐蝕性及耐低溫性能等。低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼綜合性能較為理想，尤其在大跨度、承受動(dòng)荷載和沖擊荷載的結(jié)構(gòu)中更適用，而且

23、與使用碳素鋼相比，可節(jié)約鋼材20%30%，但成本并不很高。 2 2、 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼第第 80頁(yè)頁(yè) 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼共有5個(gè)牌號(hào)。其牌號(hào)的表示方法由屈服點(diǎn)字母Q、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級(jí)三個(gè)部分組成，屈服點(diǎn)數(shù)值共分295MPa、345MPa、390MPa、420MPa、460MPa五種，質(zhì)量等級(jí)按照硫、磷等雜質(zhì)含量由多到少分為A、B、C、D、E五級(jí)。如Q345A表示屈服點(diǎn)為345MPa的A級(jí)鋼。 2.1 2.1 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)表示方法低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)表示方法第第 81頁(yè)頁(yè) Q295號(hào)鋼中含有少量的合金元素，強(qiáng)度不高，但有良好的塑性、冷彎性能、焊接性能及耐蝕

24、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號(hào)鋼綜合力學(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。主要用于工程中承受較高荷載的焊接結(jié)構(gòu)。Q420、Q460號(hào)鋼強(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)及荷載大的輕型結(jié)構(gòu)。 2.2 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的性能和應(yīng)用低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的性能和應(yīng)用第第 82頁(yè)頁(yè)|例題：碳素結(jié)構(gòu)鋼是如何劃分牌號(hào)的？說(shuō)明Q235AF和Q235號(hào)鋼在性能上有何區(qū)別？第第 83頁(yè)頁(yè)解：碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)按順序由代表屈服點(diǎn)的字母（Q）、屈服點(diǎn)數(shù)值（/mm2）、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)(A、B、C、D)、

25、脫氧程度符號(hào)(F、b、Z、TZ)等四部分組成。Q235AF和Q235D均為235碳素結(jié)構(gòu)鋼，是建筑中應(yīng)用最多的碳素鋼。二者性能差別主要表現(xiàn)在質(zhì)量等級(jí)和脫氧程度上。1）按硫、磷含量多少來(lái)衡量，Q235D磷、硫含量均少于Q235AF, 質(zhì)量較好；2）按脫氧程度衡量Q235D為鎮(zhèn)靜鋼，質(zhì)量最好，Q235AF 為沸騰鋼。3）Q235AF鋼，僅適用于承受間接動(dòng)荷載的靜荷載的結(jié)構(gòu)。而Q235D可適用于動(dòng)荷載作用或處在低溫環(huán)境下的工作條件。第第 84頁(yè)頁(yè)二二 鋼筋混凝土用鋼鋼筋混凝土用鋼（包括鋼筋、鋼絲和鋼絞線）（包括鋼筋、鋼絲和鋼絞線）鋼筋有以下三種：冷拉熱軋鋼筋：普通混凝土非應(yīng)力鋼筋；熱軋鋼筋：預(yù)應(yīng)力混

26、凝土枕軌、也用于預(yù)應(yīng)力混凝土板、吊車梁等；冷軋帶肋鋼筋：在中小型預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件和普通的混凝土構(gòu)件中應(yīng)用廣泛。第第 85頁(yè)頁(yè)鋼筋按外形分為光圓鋼筋和帶肋鋼筋。光圓鋼筋的橫截面為圓形，且表面光滑。帶肋鋼筋表面上有兩條對(duì)稱的縱肋和沿長(zhǎng)度方向均勻分布的橫肋。橫肋的縱橫面呈月牙形且與縱肋不相交的鋼筋稱為月牙肋鋼筋；橫肋的縱橫面高度相等且與縱肋相交的鋼筋稱為等高肋鋼筋。1 1、 鋼筋混凝土用熱軋鋼筋鋼筋混凝土用熱軋鋼筋第第 86頁(yè)頁(yè)(a)等高肋鋼筋；(b)月牙肋鋼筋 第第 87頁(yè)頁(yè)(1)熱軋鋼筋的牌號(hào)表示方法與技術(shù)要求根據(jù)鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋(GB 130131991)及鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋(G

27、B 14991998)的規(guī)定，熱軋直條光圓鋼筋的級(jí)別為級(jí)，強(qiáng)度等級(jí)代號(hào)為R235，其力學(xué)性能和工藝性能應(yīng)要求。熱軋帶肋鋼筋的牌號(hào)由HRB和屈服點(diǎn)最小值表示。熱軋帶肋鋼筋有HRB335、HRB400、HRB500三個(gè)牌號(hào)，其力學(xué)性能和工藝性能應(yīng)符合要求。 第第 88頁(yè)頁(yè)(1)(1)熱軋鋼筋的牌號(hào)表示方法與技術(shù)要求熱軋鋼筋的牌號(hào)表示方法與技術(shù)要求 根據(jù)強(qiáng)度的高低，熱軋鋼筋又分為不同的強(qiáng)度等級(jí)，各強(qiáng)度等級(jí)熱軋鋼筋的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表。 我國(guó)熱軋鋼筋標(biāo)準(zhǔn)，按屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度等力學(xué)性能分為IIV級(jí)，四個(gè)強(qiáng)度等級(jí)的鋼筋中，除I級(jí)鋼筋為低碳鋼外，其余三級(jí)熱軋帶肋鋼筋均為低合金鋼。其牌號(hào)由HRB和規(guī)定屈服強(qiáng)度最小

28、值構(gòu)成。、分別為熱軋、肋、鋼筋的英文名稱的第一個(gè)字母。第第 89頁(yè)頁(yè)表表2.6 2.6 熱軋鋼筋的力學(xué)性能和工藝性能熱軋鋼筋的力學(xué)性能和工藝性能 第第 90頁(yè)頁(yè)(2)熱軋鋼筋的應(yīng)用 熱軋光圓鋼筋的強(qiáng)度較低，但塑性及焊接性能很好，便于各種冷加工，因而廣泛用作普通鋼筋混凝土構(gòu)件的受力筋及各種鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的構(gòu)造筋；HRB335和HRB400鋼筋強(qiáng)度較高，塑性和焊接性能也較好，故廣泛用作大、中型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的受力鋼筋；HRB500鋼筋強(qiáng)度高，但塑性和焊接性能較差，可用作預(yù)應(yīng)力鋼筋。第第 91頁(yè)頁(yè)冷軋帶肋鋼筋是低碳鋼熱軋圓盤(pán)條經(jīng)冷軋后，在其表面帶有沿長(zhǎng)度方向均勻分布的三面或兩面橫肋的鋼筋。(1)冷軋

29、帶肋鋼筋的牌號(hào)表示方法與技術(shù)要求根據(jù)冷軋帶肋鋼筋(GB 137882000)的規(guī)定，冷軋帶肋鋼筋的牌號(hào)由CRB和抗拉強(qiáng)度最小值表示，有CRB550、CRB650、CRB800、CRB970、CRB1170五個(gè)牌號(hào)，其力學(xué)性能和工藝性能應(yīng)符合表8.8的規(guī)定。2 2 冷軋帶肋鋼筋冷軋帶肋鋼筋第第 92頁(yè)頁(yè)(2)冷軋帶肋鋼筋的應(yīng)用冷軋帶肋鋼筋既具有冷拉鋼筋強(qiáng)度高的特點(diǎn)，同時(shí)又具有很強(qiáng)的握裹力，混凝土對(duì)冷軋帶肋鋼筋的握裹力是同直徑冷拔低碳鋼絲的36倍，大大提高了構(gòu)件的整體強(qiáng)度和抗震能力。這種鋼筋適用于中、小型預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件和普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件。 第第 93頁(yè)頁(yè) 熱處理鋼筋是用熱軋的螺紋鋼筋經(jīng)

30、淬火和回火的調(diào)質(zhì)熱處理而成的。按其螺紋外形分為有縱肋和無(wú)縱肋兩種。其代號(hào)為RB150。根據(jù)預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處理鋼筋(GB 44631984)的規(guī)定，熱處理鋼筋有40Si2Mn、48Si2Mn和45Si2Cr三個(gè)牌號(hào)，其性能如表8.10所示 熱處理鋼筋經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)熱處理而成，具有強(qiáng)度高、韌性高、粘結(jié)力高和塑性降低小等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件 。3 3 預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處理鋼筋預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處理鋼筋第第 94頁(yè)頁(yè)表表2.10 熱處理鋼筋的力學(xué)性質(zhì)熱處理鋼筋的力學(xué)性質(zhì)(GB 44631984)公稱直徑(mm)牌號(hào)屈服強(qiáng)度(MPa)抗拉強(qiáng)度(MPa)伸長(zhǎng)率(%) 不小于 640Si2Mn 1325147068.248Si2Mn 1045Si2Cr 第第 95頁(yè)頁(yè)強(qiáng)度高，可代替高強(qiáng)鋼絲使用；配筋根數(shù)少，節(jié)約鋼材；錨固性好，不易打滑，預(yù)應(yīng)力值穩(wěn)定；施工簡(jiǎn)便，開(kāi)盤(pán)后鋼筋自然伸直，不需調(diào)直及焊接。主要用于預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土軌枕，也用于預(yù)應(yīng)力梁、板結(jié)構(gòu)及吊車梁等。預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處理鋼筋的優(yōu)點(diǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處理鋼筋的優(yōu)點(diǎn)第第 96頁(yè)頁(yè)(1)分類及代號(hào)根據(jù)預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲(GB/T 52232002)的規(guī)定，預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲按加工狀態(tài)分為冷拉鋼絲(代號(hào)為WCD)和消除應(yīng)力鋼絲兩類。消除應(yīng)力鋼絲按松弛性