建筑材料-鋼材,鋁合金課件

1、第八章 金屬材料主要授課內(nèi)容：建筑鋼材鋁合金2012年9月科園教育第七章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材第一節(jié) 建筑鋼材 鋼材是指用于土木工程中的各種型鋼、鋼板、鋼筋、鋼絲等。采用各種型鋼和鋼板制作的鋼結(jié)構(gòu)，具有強度高、自重輕等特點，適用于大跨度結(jié)構(gòu)、多層及高層結(jié)構(gòu)、受動力荷載的結(jié)構(gòu)和重型工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)等。 2012年9月科園教育第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材一、鋼材的分類 鋼的分類方法很多，通常有以下幾種分類方法。 1 按冶煉時脫氧程度分類2 按化學(xué)成分分類 3 按有害雜質(zhì)含量分類 4 按用途分類2012年9月科園教育第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材2 按化學(xué)成分分類2012年9月科園教育第八章

2、金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材 碳素鋼 化學(xué)成分主要是鐵、碳，故也稱碳鋼或鐵碳合金，含碳量為0.02%2.06%，還含有極少量硅、錳和微量硫、磷等元素。 a低碳鋼：含碳量小于0.25%； b中碳鋼：含碳量為0.25%0.60%； c高碳鋼：含碳量大于0.6%。低碳鋼在土木工程中應(yīng)用最廣泛。 合金鋼 煉鋼過程中，為改善鋼材的性能，特意加入某些合金元素而制得。常用合金元素：硅、錳、鈦、釩、鈮、鉻等。 a低合金鋼：合金元素總含量小于5%； b中合金鋼：合金元素總含量為5%10%； c高合金鋼：合金元素總含量大于10%。低合金鋼為土木工程中常用的主要鋼種。2012年9月科園教育第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼

3、材返回3 按有害雜質(zhì)（P 、S ）含量分類(1)普通鋼：磷含量不大于0.045%，硫含量不大于0.050%；(2)優(yōu)質(zhì)鋼：磷含量不大于0.035%，硫含量不大于0.035%；(3)高級優(yōu)質(zhì)鋼：磷含量不大于0.025%，硫含量不大于0.025%；(4)特級優(yōu)質(zhì)鋼：磷含量不大于0.025%，硫含量不大于0.015%。 2012年9月科園教育第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材返回4 按用途分類 （1）結(jié)構(gòu)鋼：主要用于工程結(jié)構(gòu)及機械零件的鋼，一般為低、中碳鋼。 （2）工具鋼：主要用于各種刀具、量具及模具的鋼，一般為高碳鋼。 （3）特殊鋼：具有特殊的物理、化學(xué)及機械性能的鋼，如不銹鋼、耐熱鋼、耐酸鋼、耐磨

4、鋼、磁性鋼等。 2012年9月科園教育第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材 抗拉性能抗拉性能是鋼材最重要的技術(shù)性質(zhì)。根據(jù)低碳鋼受拉時的應(yīng)力應(yīng)變曲線（如下圖8-1-1），可了解到抗拉性能的下列特征指標。 屈服強度 抗拉強度 伸長率2012年9月科園教育第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材圖8-1-1(b)抗拉強度（強度極限） 抗拉強度是鋼材所能承受的最大拉應(yīng)力，即當拉應(yīng)力達到強度極限時，鋼材完全喪失了對變形的抵抗能力而斷裂。抗拉強度用 表示?？估瓘姸入m然不能直接作為計算依據(jù)，但屈服強度與抗拉強度的比值，即“屈強比” 。對工程應(yīng)用有較大意義。屈強比愈小，反映鋼材在應(yīng)力超過屈服強度工作時的可靠性愈大。但屈強

5、比過小時，鋼材強度的有效利用率低，造成浪費。常用碳素鋼的屈強比為0.580.63，合金鋼的屈強比為0.650.75。 2012年9月科園教育第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材 (2)沖擊韌性 沖擊韌性是鋼材抵抗沖擊荷載的能力。鋼材的沖擊韌性用試件沖斷時單位面積上所吸收的能量來表示。沖擊韌性按下式計算： W試件沖斷時所吸收的沖擊能（J）； A試件槽口處最小橫截面積（cm2）。 影響鋼材沖擊韌性的主要因素有：化學(xué)成分、冶煉質(zhì)量、冷作及時效、環(huán)境溫度等。鋼材的沖擊韌性隨溫度的降低而下降，其規(guī)律是：開始沖擊韌性隨溫度的降低而緩慢下降，但當溫度降至一定的范圍（狹窄的溫度區(qū)間）時，鋼材的沖擊韌性驟然下降很多

6、而呈脆性，即冷脆性，這時的溫度稱為脆性轉(zhuǎn)變溫度，見圖8-1-2。 2012年9月科園教育第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材 脆性轉(zhuǎn)變溫度越低，表明鋼材的低溫沖擊韌性越好。為此，在負溫下使用的結(jié)構(gòu)，設(shè)計時必須考慮鋼材的冷脆性，應(yīng)選用脆性轉(zhuǎn)變溫度低于最低使用溫度的鋼材。 2012年9月科園教育第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材圖8-1-2 鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度返回(3) 硬度 硬度是指鋼材抵抗硬物壓入表面的能力。硬度值與鋼材的力學(xué)性能之間有著一定的相關(guān)性。2012年9月科園教育第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材(a) 布氏硬度 布氏硬度試驗是按規(guī)定選擇一個直徑為D（mm）的淬硬鋼球或硬質(zhì)合金球，以一定荷載P

7、（N）將其壓入試件表面，持續(xù)至規(guī)定時間后卸去荷載，測定試件表面上的壓痕直徑d（mm），根據(jù)計算或查表確定單位面積上所承受的平均應(yīng)力值，其值作為硬度指標（無量綱），稱為布氏硬度，代號為HB。布氏硬度法比較準確，但壓痕較大，不宜用于成品檢驗。2012年9月科園教育第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材返回(b)洛氏硬度 洛氏硬度試驗是將金剛石圓錐體或鋼球等壓頭，按一定試驗力壓入試件表面，以壓頭壓入試件的深度來表示硬度值（無量綱），稱為洛氏硬度，代號為HR。洛氏硬度法的壓痕小，所以常用于判斷工件的熱處理效果。 2012年9月科園教育第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材返回2 工藝性能 （1）冷彎性能 （2）焊

8、接性能2012年9月科園教育第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材 （1）冷彎性能定義 冷彎性能是鋼材在常溫條件下，承受彎曲變形的能力，是反映鋼材缺陷的一種重要工藝性能。表示方法 鋼材的冷彎性能以試驗時的彎曲角度和彎心直徑作為指標來表示。其他 鋼材冷彎時彎曲角度愈大，彎心直徑愈小，則表示對冷彎性能的要求愈高。試件彎曲處若無裂紋、斷裂及起層等現(xiàn)象，則認為其冷彎性能合格。2012年9月科園教育第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材返回三、鋼材的化學(xué)成分及其對鋼材性能的影響 1 鋼材的化學(xué)成分 主要化學(xué)成分鐵（Fe） 少量元素碳（C）、硅（Si）、錳 （Mn）、磷（P）、硫（S）、氧 （O）、氮（N）、鈦（Ti

9、）、釩 （V）2012年9月科園教育第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材2 微量化學(xué)元素對鋼材性能的影響碳 碳是決定鋼材性能的最重要元素。 當鋼中含碳量在0.8%以下時，隨著含碳量的增加，鋼材的強度和硬度提高，而塑性和韌性降低； 當含碳量在1.0%以上時，隨著含碳量的增加，鋼材的強度反而下降。 一般工程所用碳素鋼均為低碳鋼，即含碳量小于0.25%；工程所用低合金鋼，其含碳量小于0.52%。2012年9月科園教育第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材硫 硫是鋼中很有害的元素。硫的存在會加大鋼材的熱脆性，降低鋼材的各種機械性能，也使鋼材的可焊性、沖擊韌性、耐疲勞性和抗腐蝕性等均降低。氧 氧是鋼中的有害元素。

10、隨著氧含量的增加，鋼材的強度有所提高，但塑性特別是韌性顯著降低，可焊性變差。氧的存在會造成鋼材的熱脆性。 2012年9月科園教育第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材氮 氮對鋼材性能的影響與碳、磷相似，隨著氮含量的增加，可使鋼材的強度提高，塑性特別是韌性顯著降低，可焊性變差，冷脆性加劇。氮在鋁、鈮、釩等元素的配合下可以減少其不利影響，改善鋼材性能，可作為低合金鋼的合金元素使用。鈦 鈦是強脫氧劑。鈦能顯著提高強度，改善韌性、可焊性，但稍降低塑性。鈦是常用的微量合金元素。釩 釩是弱脫氧劑。釩加入鋼中可減弱碳和氮的不利影響，有效地提高強度，但有時也會增加焊接淬硬傾向，釩也是常用的微量合金元素。2012年9

11、月科園教育第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材四、鋼材的冷加工及熱處理 1 冷加工 2 時效 3 熱處理2012年9月科園教育第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材冷拉 定義及優(yōu)點 將熱軋鋼筋用拉伸設(shè)備在常溫下拉長，使之產(chǎn)生一定的塑性變形稱為冷拉。 冷拉后的鋼筋不僅屈服強度提高20%30%，同時還增加鋼筋長度（4%10%），因此冷拉是節(jié)約鋼材（一般10%20%）的一種措施。效果 鋼材經(jīng)冷拉后屈服階段縮短，伸長率減小，材質(zhì)變硬?？刂?實際冷拉時，應(yīng)通過試驗確定冷拉控制參數(shù)。冷拉參數(shù)的控制，直接關(guān)系到冷拉效果和鋼材質(zhì)量。2012年9月科園教育第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材返回 冷拔 定義 將光圓鋼筋通過硬

12、質(zhì)合金拔絲?？讖娦欣?。 效果 鋼筋在冷拔過程中，不僅受拉，同時還受到擠壓作用。經(jīng)過一次或多次冷拔后，鋼筋的屈服強度可提高40%60%，但塑性大大降低，具有硬鋼的性質(zhì)。2012年9月科園教育第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材返回2 時效定義 將經(jīng)過冷加工后的鋼材，在常溫下存放1520天，或加熱至100200并保持2h左右，其屈服強度、抗拉強度及硬度進一步提高，這個過程稱為時效處理。前者稱為自然時效，后者稱為人工時效。用途 通常對強度較低的鋼筋可采用自然時效，強度較高的鋼筋則需采用人工時效。 2012年9月科園教育第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材鋼材經(jīng)冷加工和時效處理后，其性能變化規(guī)律在應(yīng)力應(yīng)變圖

13、上明顯地得到反映，如圖8-1-3所示。 2012年9月科園教育第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材圖8-1-3 鋼材冷拉應(yīng)力應(yīng)變曲線圖返回3 熱處理定義 熱處理是將鋼材按規(guī)定的溫度制度，進行加熱、保溫和冷卻處理，以改變其組織，得到所需要的性能的一種工藝。 方法 熱處理的方法有淬火、回火、退火和正火。熱處理的具體方法本書不做要求。 2012年9月科園教育第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材五、建筑鋼材的標準及使用 鋼結(jié)構(gòu)用鋼材 碳素結(jié)構(gòu)鋼 低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼 鋼結(jié)構(gòu)用型鋼 2 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用鋼材 鋼筋混凝土用鋼筋 預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處理鋼筋 冷軋帶肋鋼筋 預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲 預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線2012

14、年9月科園教育第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材鋼結(jié)構(gòu)用鋼材 碳素結(jié)構(gòu)鋼 (a)碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號及其表示方法 (b)碳素結(jié)構(gòu)鋼的技術(shù)要求 (c)碳素結(jié)構(gòu)鋼的應(yīng)用2012年9月科園教育第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材(a)碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號及其表示方法 有關(guān)規(guī)定 根據(jù)碳素結(jié)構(gòu)鋼規(guī)定，碳素結(jié)構(gòu)鋼分5個牌號，即Q195、Q215、Q235、Q255和Q275。按其硫、磷雜質(zhì)含量由多到少分為A、B、C、D 4個質(zhì)量等級。 牌號表示 代表屈服點的字母Q、屈服點數(shù)值、質(zhì)量等級（A、B、C、D）、脫氧程度（F、b、Z、TZ） 舉例 鎮(zhèn)靜鋼和特殊鎮(zhèn)靜鋼在鋼的牌號中Z和TZ予以省略。如Q235-AF，表示此碳素結(jié)構(gòu)

15、鋼是屈服點為235MPa的A級沸騰鋼；Q235C，表示此碳素結(jié)構(gòu)鋼是屈服點為235MPa的C級鎮(zhèn)靜鋼。 2012年9月科園教育第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材返回(b)碳素結(jié)構(gòu)鋼的技術(shù)要求 按照國家標準碳素結(jié)構(gòu)鋼（GB700-88）規(guī)定，碳素結(jié)構(gòu)鋼的技術(shù)要求如下：化學(xué)成分 各牌號碳素結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分應(yīng)符合表8-1-1的規(guī)定。力學(xué)性能碳素結(jié)構(gòu)鋼的強度、沖擊韌性等指標應(yīng)符合表8-1-2的規(guī)定。 冷彎性能 冷彎性能應(yīng)符合表8-1-3的要求。 從表8-1-1、表8-1-2和表8-1-3可以看出，碳素結(jié)構(gòu)鋼隨著牌號的增大，其含碳量和含錳量增加，強度和硬度提高，而塑性和韌性降低，冷彎性能逐漸變差。2012

16、年9月科園教育第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材2012年9月科園教育第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材表8-1-1 碳素結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分牌號 等級化學(xué)成分（%）脫氧方法CMnSi S P Q1950.060.120.250.500.300.0500.045F、b、ZQ215A0.090.150.250.550.300.5000.045F、b、ZBQ235A0.140.220.300.650.0350.0500.045F、b、ZB0.120.200.300.700.045C0.180.350.800.0400.040ZD0.170.035TZQ255A0.180.280.400.700.300.0

17、500.045ZB0.045Q2750.200.380.500.800.350.0500.045Z2012年9月科園教育表8-1-2 碳素結(jié)構(gòu)鋼的力學(xué)性能牌號等級拉伸試驗沖擊試驗鋼材厚度（直徑）抗拉強度鋼材厚度（直徑）（mm）161640406060100100150150161640406060100100150150 （MPa） （%）Q195（195）（185）3153903332Q215A215205195185175165335410313029282726B2027Q235A235225215205195185375460262524232221B2027C0D-20Q255A25

18、5245235225215205410510242322212019B2027Q2752752652552452352254906102019181716152012年9月科園教育表8-1-3 碳素結(jié)構(gòu)鋼的冷彎性能牌號試樣方向冷彎試驗（B=2a，180）鋼材厚度（直徑）（mm）6060100100200彎心直徑dQ195縱0橫0.5aQ215縱0.5a1.5a2a橫a2a2.5aQ235縱a2a2.2a橫1.5a2.5a3aQ2552a3.5a3a3.5aQ2753a4.5a4a4.5a第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材返回 (c)碳素結(jié)構(gòu)鋼的應(yīng)用 土木工程中應(yīng)用最廣泛的碳素結(jié)構(gòu)鋼是Q235，具

19、有較高的強度，良好的塑性、韌性及可焊性，綜合性能好，能較好滿足一般鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的用鋼要求，且成本較低。用Q235鋼大量軋制成各種型鋼、鋼板及鋼筋。其中Q235-A級鋼，僅適用于承受靜荷載作用的結(jié)構(gòu)；Q235-C和Q235-D級鋼，可用于重要的焊接結(jié)構(gòu)。 Q195、Q215鋼，強度低，塑性和韌性較好，具有良好的可焊性，易于冷加工，常用作鋼釘、鉚釘、螺栓及鋼絲等，也可用作軋材用料。Q215鋼經(jīng)冷加工后可代替Q235鋼使用。Q255、Q275鋼，強度較高，但塑性、韌性和可焊性較差，不易焊接和冷彎加工，可用于軋制鋼筋、制作螺栓配件等，但更多用于機械零件和工具等。 2012年9月科園教育第八章

20、 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材返回鋼結(jié)構(gòu)用鋼材（2）低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼 低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼是在碳素結(jié)構(gòu)鋼的基礎(chǔ)上，加入少量的一種或幾種合金元素制成的一種結(jié)構(gòu)鋼。(a)低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼的牌號及其表示方法 (b) 低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼的技術(shù)要求及應(yīng)用2012年9月科園教育第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材 低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼的牌號及其表示方法 根據(jù)國家標準低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼（GB1591-1994）規(guī)定，共有5個牌號，即Q295、Q345、Q390、Q420和Q460。所加入元素主要有錳、硅、釩、鈦、鈮、鉻、鎳及稀土元素。其牌號的表示是由屈服點字母Q、屈服點數(shù)值、質(zhì)量等級（A、B、C、D、E）3個部分組

21、成。 2012年9月科園教育第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材返回低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼的技術(shù)要求及應(yīng)用 按照國家標準低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼（GB1591-1994）規(guī)定，低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分與力學(xué)性能應(yīng)符合表8-1-4和表8-1-5的要求。2012年9月科園教育第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材表8-1-4 低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分牌號質(zhì)量等級化學(xué)成分（%）CMnSiPSVNbTiAlCrNiQ295A0.160.801.500.550.0450.0450.020.150.0150.0600.020.20B0.160.801.500.550.0400.0400.020.150.0150.06

22、00.020.20Q345A0.021.001.600.550.0450.0450.020.150.0150.0600.020.20B0.021.001.600.550.0400.0400.020.150.0150.0600.020.20C0.201.001.600.550.0350.0350.020.150.0150.0600.020.200.015D0.181.001.600.550.0300.0300.020.150.0150.0600.020.200.015E0.181.001.600.550.0250.0250.020.150.0150.0600.020.200.015Q390A0.

23、201.001.600.550.0450.0450.020.200.0150.0600.020.200.300.70B0.201.001.600.550.0400.0400.020.200.0150.0600.020.200.300.70C0.201.001.600.550.0350.0350.020.200.0150.0600.020.200.0150.300.70D0.201.001.600.550.0300.0300.020.200.0150.0600.020.200.0150.300.70E0.201.001.600.550.0250.0250.020.200.0150.0600.02

24、0.200.0150.300.702012年9月科園教育第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材2012年9月科園教育表8-1-4 低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分牌號質(zhì)量等級化學(xué)成分（%）CMnSiPSVNbTiAlCrNiQ420A0.201.001.700.550.0450.0450.020.200.0150.0600.020.200.400.70B0.201.001.700.550.0400.0400.020.200.0150.0600.020.200.400.70C0.201.001.700.550.0350.0350.020.200.0150.0600.020.200.0150.400.70D

25、0.201.001.700.550.0300.0300.020.200.0150.0600.020.200.0150.400.70E0.201.001.700.550.0250.0250.020.200.0150.0600.020.200.0150.400.70Q460A0.201.001.700.550.0350.0350.020.200.0150.0600.020.200.0150.700.70B0.201.001.700.550.0300.0300.020.200.0150.0600.020.200.0150.700.70C0.201.001.700.550.0250.0250.020.

26、200.0150.0600.020.200.0150.700.70特點 低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼與碳素結(jié)構(gòu)鋼相比，具有較高的強度，綜合性能好，所以在相同使用條件下，可比碳素結(jié)構(gòu)鋼節(jié)省用鋼20%30%，對減輕結(jié)構(gòu)自重有利。同時還具有良好的塑性、韌性、可焊性、耐磨性、耐蝕性、耐低溫性等性能。適用范圍 低合金高強度結(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。2012年9月科園教育第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材返回鋼結(jié)構(gòu)用鋼材（3）鋼結(jié)構(gòu)用型鋼在鋼結(jié)構(gòu)用鋼中一般可直接選用各種規(guī)格與型星號的型鋼，構(gòu)件之間可直接連接

27、或附以板進行連接。連接方式為鉚接、螺栓連接或焊接。因此，鋼結(jié)構(gòu)所用剛材主要是型鋼和鋼板。型鋼和鋼板的成型有熱軋和冷軋。 熱軋型鋼 冷彎薄壁型鋼 鋼板和壓型鋼板2012年9月科園教育第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材 熱軋型鋼制作 熱軋型鋼主要采用碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235A，低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼Q345和Q390熱軋成型。常用熱軋型鋼 角鋼、工字鋼、槽鋼、T型鋼、H型鋼、Z型鋼等 標記方式 型鋼名稱、橫斷面主要尺寸、型鋼標準號及鋼牌號與鋼種標準。2012年9月科園教育第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材 舉例 用碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235A軋制的，尺寸為160mm160mm16mm的等邊角鋼，應(yīng)標示為：熱軋等邊角鋼

28、碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235A制成的熱軋型鋼，強度適中，塑性和可焊性較好，冶煉容易，成本低，適用于土木工程中的各種鋼結(jié)構(gòu)。低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼Q345和Q390制成的熱軋型鋼，性能較前者好，適用于大跨度、承受動荷載的鋼結(jié)構(gòu)。 2012年9月科園教育第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材返回 冷彎薄壁型鋼 定義及類型 冷彎薄壁型鋼是用2mm6mm的薄鋼板經(jīng)冷彎或模壓而制成，有角鋼、槽鋼等開口薄壁型鋼及方形、矩形等空心薄壁型鋼，用于輕型鋼結(jié)構(gòu)。表示方法 冷彎薄壁型鋼的表示方法與熱軋型鋼相同。土木工程中鋼筋混凝土用鋼材和鋼結(jié)構(gòu)用鋼材，主要根據(jù)結(jié)構(gòu)的重要性、荷載性質(zhì)（動荷載或靜荷載）、連接方法（焊接或鉚接）、溫度條件（

29、正溫或負溫）等，綜合考慮鋼種或鋼牌號、質(zhì)量等級和脫氧程度等進行選用，以保證結(jié)構(gòu)的安全。 2012年9月科園教育第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材返回 鋼板和壓型鋼板鋼板是用碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼經(jīng)熱軋或冷軋生產(chǎn)的扁平鋼材。以平板狀態(tài)供貨的稱為鋼板，以卷狀態(tài)供貨的稱為鋼帶。厚度大于4mm以上為厚板，厚度小于或等于4mm的為薄板。 熱軋?zhí)妓亟Y(jié)構(gòu)鋼厚板，是鋼結(jié)構(gòu)的主要用鋼材。薄板用于屋面、墻面或壓型板原料等。低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼厚板，用于重型結(jié)構(gòu)、大跨度橋梁和高壓容器等。壓型鋼板是用薄板經(jīng)冷壓或冷軋成波形、雙曲線、V形等形狀，壓型鋼板有涂層、鍍鋅、防腐等薄板。具有單位質(zhì)量輕、強度高、抗震性能好、

30、施工快、外形美觀等優(yōu)點。主要用于維護結(jié)構(gòu)、樓板、屋面等。2012年9月科園教育第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材返回2 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用鋼材 鋼筋混凝土用鋼筋 鋼筋混凝土用鋼筋，根據(jù)其表面形狀分為光圓鋼筋和帶肋鋼筋兩類。帶肋鋼筋有月牙肋鋼筋和等高肋鋼筋等，見圖8-1-4。 2012年9月科園教育第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材圖8-1-4 帶肋鋼筋鋼筋混凝土用熱軋直條光圓鋼筋 根據(jù)鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋（GB13013-1991）的規(guī)定，熱軋直條光圓鋼筋的力學(xué)性能和工藝性能應(yīng)符合表8-1-6的規(guī)定。 2012年9月科園教育第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材表8-1-6 熱軋直條光圓鋼筋的力學(xué)性能

31、、工藝性能鋼筋級別強度等級代號牌 號公稱直徑a （mm）MPaMPa%冷彎試驗（180）彎心直徑（d）不 小 于R235Q23582023537025d=a低碳鋼熱軋盤條光圓鋼筋 根據(jù)低碳鋼熱軋圓盤條（GB/T701-1997）的規(guī)定，土木工程用低碳鋼熱軋盤條光圓鋼筋的力學(xué)性能和工藝性能應(yīng)符合表8-1-7的規(guī)定。 2012年9月科園教育第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材表8-1-7 盤條光圓鋼筋的力學(xué)性能、工藝性能牌 號（MPa）（MPa）（%）冷彎試驗（180）彎心直徑（d）（a.鋼筋公稱直徑）Q215（A、B、C）21537527d=0Q235（A、B、C）23541023d=0.5a光圓鋼

32、筋是用Q215或Q235碳素結(jié)構(gòu)鋼軋制而成的鋼筋。其強度較低，塑性及焊接性能好，伸長率高，便于彎折成型和進行各種冷加工，廣泛用于普通鋼筋混凝土構(gòu)件中，作為中小型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的主要受力鋼筋和各種鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的箍筋等。帶肋鋼筋是用低合金鎮(zhèn)靜鋼和半鎮(zhèn)靜鋼軋制成的鋼筋，其強度較高，塑性和焊接性能較好，因表面帶肋，加強了鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力，廣泛用于大、中型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的受力鋼筋，經(jīng)過冷拉后可用作預(yù)應(yīng)力鋼筋。2012年9月科園教育第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材返回2 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用鋼材 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是由熱軋螺紋鋼筋（即普通熱軋中碳低合金鋼筋）經(jīng)淬火和回火

33、等調(diào)質(zhì)處理制成。代號和外形 代號為RB150，數(shù)字表示抗拉強度等級數(shù)值。外形按其螺紋外形分為縱肋和無縱肋兩種。 2012年9月科園教育第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材技術(shù)性能 根據(jù)預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處理鋼筋（GB4463-1992）規(guī)定，其力學(xué)性能應(yīng)符合表8-1-10的要求。 2012年9月科園教育第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材表8-1-10 預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處理鋼筋的力學(xué)性能牌號牌號屈服強度（MPa） 抗拉強度（MPa）伸長率（%）不小于640Si2Mn1325147068.248Si2Mn1045Si2Mn應(yīng)用 預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處理鋼筋具有高強度、高韌性和高握裹力等優(yōu)點，主要用于預(yù)應(yīng)力混凝

34、土橋梁軌枕，還用于預(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成盤供應(yīng)，開盤后能自行伸直，不需調(diào)直和焊接，施工方便，且節(jié)約鋼材。2012年9月科園教育第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材返回2 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用鋼材 冷軋帶肋鋼筋冷軋帶肋鋼筋是由熱軋圓盤條為母材，經(jīng)冷軋減徑后在其表面冷軋成二面或三面橫肋（月牙肋）的鋼筋，見圖8-4。 2012年9月科園教育第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材圖8-4 冷軋帶肋鋼筋橫截面上月牙肋分布情況牌號 根據(jù)國家標準冷軋帶肋鋼筋（GB13788-2000）的規(guī)定，冷軋帶肋鋼筋按抗拉強度最小值可分為五級牌號，即CRB550、CRB650、CRB800、CRB97

35、0、CRB1170，其中C、R、B分別表示“冷軋”、“帶肋”、“鋼筋”的英文首位字母，后面的數(shù)字表示鋼筋抗拉強度最小數(shù)值。 2012年9月科園教育第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材2012年9月科園教育表8-1-11 冷軋帶肋鋼筋的力學(xué)性能和工藝性能牌號反復(fù)彎曲次數(shù)（MPa）不小于伸長率不小于冷彎（180）彎心直徑（D）松弛率（%）1000h不大于10h不大于CRB5505508D=3dCRB6503650485CRB8003800485CRB9703970485CRB117031170485技術(shù)性能 冷軋帶肋鋼筋的化學(xué)成分、力學(xué)性能和工藝性能應(yīng)符合國家標準冷軋帶肋鋼筋（GB13788-2000

36、）的有關(guān)規(guī)定。力學(xué)性能和工藝性能要求見表8-1-11。 第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材返回2 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用鋼材 預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲分類 根據(jù)預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲（GB/T5223-2002）規(guī)定：按加工狀態(tài)分為冷拉鋼絲（代號為WCD）和消除應(yīng)力鋼絲兩種；按外形分為光面鋼絲（代號為P）、螺旋肋鋼絲（代號為H）和刻痕鋼絲（代號為I）三種；按松弛性能分為低松弛鋼絲（代號為WLR）和普通松弛鋼絲（代號為WNR）兩種。 適用范圍 主要用于大跨度屋架及薄腹梁、大跨度吊車梁、橋梁等的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。2012年9月科園教育第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材返回2 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用鋼材 預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線預(yù)應(yīng)力

37、混凝土用鋼絞線是由若干根直徑為2.55.0mm的高強度鋼絲，以一根鋼絲為中心，其余鋼絲圍繞其中心鋼絲絞捻，再經(jīng)消除應(yīng)力熱處理而制成。根據(jù)預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線（GB/T5224-1995）規(guī)定，按應(yīng)力松弛性能分為級松弛和級松弛。預(yù)應(yīng)力鋼絞線的力學(xué)性能應(yīng)符合表8-1-15規(guī)定。 2012年9月科園教育第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材2012年9月科園教育第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材表8-1-15 預(yù)應(yīng)力鋼絞線的力學(xué)性能鋼絞線結(jié)構(gòu)鋼絞線公稱直徑mm強度級別MPa整根鋼絞線的最大負荷kN屈服負荷kN伸長率%1000h松弛率（%） 不大于級松弛級松弛初始負荷不小于70%公稱最大負荷80%公稱最大負荷

38、70%公稱最大負荷80%公稱最大負荷1210.00172067.957.73.58.0122.54.512.0097.983.23.58.0122.54.51310.8010286.712.9014712517標準型9.50186010286.611.10186013811712.70186018415615.2017202392031860259220模拔型12.70186020917815.2018203002553 鋼筋產(chǎn)品合格證的內(nèi)容 型號、規(guī)格； 適用鋼筋的品種； 連接接頭的性能等級； 產(chǎn)品批號； 檢驗日期； 質(zhì)量合格簽章； 廠家名稱； 當有特殊要求時，應(yīng)表明相應(yīng)的檢驗內(nèi)容及指標。

39、2012年9月科園教育第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材六、鋼材的銹蝕與防止 1 鋼材的銹蝕 定義 鋼材的銹蝕是指其表面與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)作用或電化學(xué)作用而遭到破壞。害處 鋼材銹蝕不僅使截面積減小，性能降低甚至報廢，而且因產(chǎn)生銹坑，可造成應(yīng)力集中，加速結(jié)構(gòu)破壞。分類 根據(jù)銹蝕作用機理，鋼材的銹蝕可分為化學(xué)銹蝕和電化學(xué)銹蝕兩種。 2012年9月科園教育第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材 化學(xué)銹蝕定義化學(xué)銹蝕是指鋼材直接與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的銹蝕。 原理 這種銹蝕多數(shù)是氧化作用，使鋼材表面形成疏松的氧化物。在常溫下，鋼材表面形成一薄層氧化保護膜FeO，可以起一定的防止鋼材銹蝕的作用，故在干燥環(huán)

40、境中，鋼材銹蝕進展緩慢。但在溫度或濕度較高的環(huán)境中，化學(xué)銹蝕進展加快。 2012年9月科園教育第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材返回 電化學(xué)銹蝕定義 電化學(xué)銹蝕是指鋼材與電解質(zhì)溶液接觸，形成微電池而產(chǎn)生的銹蝕。 原理 潮濕環(huán)境中鋼材表面會被一層電解質(zhì)水膜所覆蓋，而鋼材本身含有鐵、碳等多種成分，由于這些成分的電極電位不同，形成許多微電池。在陽極區(qū)，鐵被氧化成為Fe2+離子進入水膜；在陰極區(qū)，溶于水膜中的氧被還原為OH-離子。隨后兩者結(jié)合生成不溶于水的Fe（OH）2，并進一步氧化成為疏松易剝落的紅棕色鐵銹Fe（OH）3電化學(xué)銹蝕是鋼材銹蝕的最主要形式。 2012年9月科園教育第八章 金屬材料第一節(jié)

41、建筑鋼材影響鋼材銹蝕的主要因素有環(huán)境中的濕度、氧，介質(zhì)中的酸、堿、鹽，鋼材的化學(xué)成分及表面狀況等。一些鹵素離子，特別是氯離子能破壞保護膜，促進銹蝕反應(yīng)，使銹蝕迅速發(fā)展。鋼材銹蝕時，伴隨體積增大，最嚴重的可達原體積的6倍，在鋼筋混凝土中會使周圍的混凝土脹裂。埋入混凝土中的鋼材，由于混凝土的堿性介質(zhì)（新澆混凝土的pH值為12左右），在鋼材表面形成堿性保護膜，阻止銹蝕繼續(xù)發(fā)展，故混凝土中的鋼材一般不易銹蝕。 2012年9月科園教育第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材2 銹蝕的防止 鋼結(jié)構(gòu) 通常采用表面刷漆的方法。常用的底漆有紅丹、環(huán)氧富鋅漆、鐵紅環(huán)氧底漆等，面漆有調(diào)和漆、醇酸磁漆、酚醛磁漆等。 薄壁鋼材 采用熱浸鍍鋅或鍍鋅后加涂塑料涂層等措施混凝土配筋 根據(jù)結(jié)構(gòu)的性質(zhì)和所處環(huán)境等，考慮混凝土的質(zhì)量要求，主要是提高混凝土的密實度，保證足夠的鋼筋保護層厚度，限制氯鹽外加劑的摻入量?；炷林羞€可摻用阻銹劑。2012年9月科園教育第八章 金屬材料第一節(jié) 建筑鋼材 預(yù)應(yīng)力鋼筋 一般含碳量較高，又多是經(jīng)過變形加工或冷加工的，因而對銹蝕破壞較敏感，特別是高強度熱處理鋼筋，容易產(chǎn)生銹蝕現(xiàn)象。所以，重要的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，除了禁止摻用氯鹽外，還應(yīng)對原材料進行嚴格檢驗。