《建筑钢材》PPT课件教学教材
合集下载
土木工程材料第2章 建筑钢材ppt
Fb b A0
Fb——最大拉力，N。 试验时，一般以
钢材出现颈缩为准。
值得注意：强屈比的概念
可靠性参数
b 强屈比 s
值越大,可靠性越高,安全性越高, 但利用率降低，浪费增大。
23
强屈比一般不低于1.2，抗震结构一般不低于1.25。
(3)伸长率：塑性指标。
L1 L 0 100 % L0
26
2. 硬钢(高碳钢)的拉伸性能
σ
A
0
b a
0.2%
ε
硬钢抗拉强度高，塑性差， 拉伸过程无明显屈服阶段， 无法直接测定屈服强度。规 范以残余变形达到试件原始 长度L0的0.2%时所应力的应 力值，作为屈服强度，也称 为条件屈服强度。σ0.2表示。 条件屈服点σ0.2 ：使硬钢产生 0.2%塑性变形时的应力。见 左图。
34
常见的冷加工方式：
(2)冷拔-是将光圆钢筋通过硬质合金拔丝模孔强行拉拔
冷拔比纯拉伸作用强烈，钢筋受拉、挤压作用。 如：经过一次或多次的冷拔后得到的冷拔低碳钢丝， 屈服点可提高40%～60%，但失去软钢的塑性和韧性， 而具有硬钢的特点。
拉拔模孔
35
常见的冷加工方式：
(3)冷轧将圆钢在冷轧机上轧成断面形状规则的钢筋。
32
三、钢材的冷加工强化和时效
1.冷加工强化
冷加工强化是钢材在常温下，以超过其屈服点但不超过 抗拉强度的应力对其进行的加工。
冷加工强化的原理： 钢材在塑性变形中，发生晶格变形、 破碎和歪扭，从而对晶格的进一步滑移将起到阻碍作用，故 钢材的屈服点提高，塑性和韧性降低。由于塑性变形中产生 内应力，故钢材的弹性模量Ｅ降低。 建筑钢材常用的冷加工有冷拉、冷拔、冷轧、刻痕等 。 对钢材进行冷加工的目的，主要是利用时效提高强度， 利用塑性节约钢材，同时也达到调直和除锈的目的。
建筑钢材培训课程模板ppt
时效 ➢ 经冷拉的钢材随时间延长强度提高,塑性、 韧性下降的现象叫做时效。 ➢ 可分为两类：分为自然时效（经冷拉的钢材 在常温下存放15-20天）和人工时效（经冷 拉的钢材在加热至100-200℃，并保持一段 时间）。
图6.5 钢筋经冷拉时效后应力-应变图的变化
影响钢材冲击韧性的因素很多，钢的化学成分、 组织状态，以及冶炼、轧制质量都会影响冲击韧性。
图6.2 冲击韧性试验图
(a)试件尺寸；(b)试验装置；(c)试验机 1—摆锤；2—试件；3—试验台；4—刻度盘；5—指针
3 疲劳强度
钢材在交变应力的反复作用下，往往在应力远 小于其抗拉强度时就发生破坏，这种现象称为疲劳 破坏。
(1)弹性阶段(O—A) (2)屈服阶段(A—B) (3)强化阶段(B—C) (4)颈缩阶段(C—D)
图6.1 低碳钢受拉的应力-应变图
(1)弹性阶段(O—A)
在OA范围内应力与应变成正比例关系，如 果卸去外力，试件则恢复原来的形状，这个阶段 称为弹性阶段
弹性阶段的最高点A所对应的应力值称为弹 性极限σp。当应力稍低于A点时，应力与应变呈 线性正比例关系，其斜率称为弹性模量，用E表 示，E=σ/ε。
6 建筑钢材
本章提要
本章概述了钢材的冶炼、加工及分类方法。 重点介绍了钢材的力学性能、工艺性能及现行国 家标准或规范对钢材的性能及技术要求。阐述了 钢的化学成分及所含合金元素等对钢材性能的影 响。介绍了碳素结构钢和低合金结构钢的牌号表 示方法、技术要求及各类牌号钢材的性能和用途。 论述了钢筋混凝土结构采用的主要钢材品种及特 点。
(2)屈服阶段(A—B)
当应力超过弹性极限σp后，应力和应变不再 成正比关系，应力在B上至B下小范围内波动，而 应变迅速增长。在σ-ε关系图上出现了一个接近水 平的线段。如果卸去外力已出现塑性变形，AB 称为屈服阶段。B下所对应的应力值称为屈服极 限σs。
单元2--建筑钢材ppt课件(全)
单元2 建筑钢材
【知 识 点】 • 建筑钢材的基本要求 • 钢结构常用钢材机械性能及影响钢材机械性能的因素 • 钢结构用钢种类规格及选用 • 钢材的堆放及检验 【教学目标】
知识目标 掌握建筑钢材的基本要求 理解钢结构常用材料的机械性能 了解影响钢材机械性能的因素
掌握钢结构用钢种类，规格及选用 了解钢材的堆放及验收要求
韧性是指钢材抵抗冲击或振动荷载的能力，其衡量指标常用冲击韧度。为保证结构 承受动力荷载作用下的安全，就要求钢材的韧性好、冲击韧度值高。 钢材的脆断常从裂纹和缺口等应力集中处产生，故钢材韧性通过 V 形缺口的夏比冲 击试验测得，见图 2-4 所示。 试验测得值为冲断试件所耗费的冲击功，表示符号为 Akv。钢材的韧性是钢材在塑性 变形和断裂的过程中吸收能量的能力，也是表示钢材抵抗冲击荷载的能力， Akv 值 愈高，材料在动荷载下抵抗脆性破坏的能力愈强，韧性愈好。因此它是衡量钢材强 度、塑性及材质的一项综合指标。同时，Akv 值随温度变化而变化，为此，《钢结构 设计规范》对钢材的冲击韧性 Akv 规定有－40℃、－20℃、0℃、20℃的指标。 选用钢材时，应根据结构的使用情况和要求提出相应温度的冲击韧性指标要求。
2.3.4 温度的影响
前面所讨论的均是钢材在常温下的工作性能。当温度升高至约 100℃时，钢材的机 械性能会发生变化，总的情况是强度降低，塑性增大，但数值不大。当温度达 250 ℃附近时，钢材抗拉强度略有提高，而塑性、韧性均下降，此时加工有可能产生裂 缝。因钢材表面氧化膜呈蓝色，称“蓝脆现象”。当温度超过 300℃以后，屈服点 和极限强度明显下降，达到 600℃时强度几乎等于零。 温度从常温下降到一定值，钢材的冲击韧性急剧下降，试件断口属脆性破坏，这种 现象称为冷脆现象。钢材由韧性状态向脆性状态转变的温度叫冷脆转变温度。
【知 识 点】 • 建筑钢材的基本要求 • 钢结构常用钢材机械性能及影响钢材机械性能的因素 • 钢结构用钢种类规格及选用 • 钢材的堆放及检验 【教学目标】
知识目标 掌握建筑钢材的基本要求 理解钢结构常用材料的机械性能 了解影响钢材机械性能的因素
掌握钢结构用钢种类，规格及选用 了解钢材的堆放及验收要求
韧性是指钢材抵抗冲击或振动荷载的能力，其衡量指标常用冲击韧度。为保证结构 承受动力荷载作用下的安全，就要求钢材的韧性好、冲击韧度值高。 钢材的脆断常从裂纹和缺口等应力集中处产生，故钢材韧性通过 V 形缺口的夏比冲 击试验测得，见图 2-4 所示。 试验测得值为冲断试件所耗费的冲击功，表示符号为 Akv。钢材的韧性是钢材在塑性 变形和断裂的过程中吸收能量的能力，也是表示钢材抵抗冲击荷载的能力， Akv 值 愈高，材料在动荷载下抵抗脆性破坏的能力愈强，韧性愈好。因此它是衡量钢材强 度、塑性及材质的一项综合指标。同时，Akv 值随温度变化而变化，为此，《钢结构 设计规范》对钢材的冲击韧性 Akv 规定有－40℃、－20℃、0℃、20℃的指标。 选用钢材时，应根据结构的使用情况和要求提出相应温度的冲击韧性指标要求。
2.3.4 温度的影响
前面所讨论的均是钢材在常温下的工作性能。当温度升高至约 100℃时，钢材的机 械性能会发生变化，总的情况是强度降低，塑性增大，但数值不大。当温度达 250 ℃附近时，钢材抗拉强度略有提高，而塑性、韧性均下降，此时加工有可能产生裂 缝。因钢材表面氧化膜呈蓝色，称“蓝脆现象”。当温度超过 300℃以后，屈服点 和极限强度明显下降，达到 600℃时强度几乎等于零。 温度从常温下降到一定值，钢材的冲击韧性急剧下降，试件断口属脆性破坏，这种 现象称为冷脆现象。钢材由韧性状态向脆性状态转变的温度叫冷脆转变温度。
建筑材料建筑钢材ppt课件
拉伸图中对应的点为：S下
中高碳钢没有明显的屈服点，通常以残余变形 为原标距长度0.2%的应力作为屈服强度。
当构件的实际应力达到屈服点时，将产生不可 恢复的永久变形，这在结构中是不允许的，所以屈 服强度是确定钢材容许应力的主要依据。
（2 ）抗拉强度：钢材在拉力作用下，能承
受的最大拉应力。
拉伸图中对应的点为：第三阶段的最高点。
花纹钢板 压型钢板
花纹钢板: 指表面轧有防滑凸纹的钢板， 主要用于平台、过道及楼梯等的铺板。花 纹有菱形、扁豆形和圆豆形。
轻质夹芯板材 岩棉夹芯板
聚苯夹芯板
1. 热轧钢筋
强度等级 HPB235 HRB335 HRB400 RRB400
钢筋级别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
外形 光圆 带肋
产品 《钢筋混凝土用热轧光圆
1．轻质高强 2．韧性好、抗冲击能力强、抗拉强度高 3．可焊接、铆接、螺栓连接、易于装配 4．外表轻巧、华美、具有光泽 5．易锈蚀 6．耐火性差
钢铁区别：
生铁—C>2%的铁碳合金，杂质多，硬脆，不能焊 接、锻造、扎制
钢 —0.06%<C<2%的铁碳合金，杂质少，强度高， 塑性好
纯铁—C<0.04%的铁碳合金（纯铁是钢的一种 ，可 以冲压成极复杂的形状,或作为电磁材料 ）
优质碳素 合金钢
电炉 生铁、废钢 产量低、耗电大，杂质少 合金钢
质量最好，成本高
优质碳素钢
二.钢的分类
按化学成分
碳素钢— 低碳钢、中碳钢、高碳钢 合金钢— 低合金钢、中合金钢、高合金钢
沸腾钢 F
分类
按脱氧程度 半镇静钢 b 镇静钢Z
特殊镇静钢TZ
按质量— 普通钢、优质钢、高级优质钢等 按用途— 结构钢、工具钢、特殊钢等
中高碳钢没有明显的屈服点，通常以残余变形 为原标距长度0.2%的应力作为屈服强度。
当构件的实际应力达到屈服点时，将产生不可 恢复的永久变形，这在结构中是不允许的，所以屈 服强度是确定钢材容许应力的主要依据。
（2 ）抗拉强度：钢材在拉力作用下，能承
受的最大拉应力。
拉伸图中对应的点为：第三阶段的最高点。
花纹钢板 压型钢板
花纹钢板: 指表面轧有防滑凸纹的钢板， 主要用于平台、过道及楼梯等的铺板。花 纹有菱形、扁豆形和圆豆形。
轻质夹芯板材 岩棉夹芯板
聚苯夹芯板
1. 热轧钢筋
强度等级 HPB235 HRB335 HRB400 RRB400
钢筋级别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
外形 光圆 带肋
产品 《钢筋混凝土用热轧光圆
1．轻质高强 2．韧性好、抗冲击能力强、抗拉强度高 3．可焊接、铆接、螺栓连接、易于装配 4．外表轻巧、华美、具有光泽 5．易锈蚀 6．耐火性差
钢铁区别：
生铁—C>2%的铁碳合金，杂质多，硬脆，不能焊 接、锻造、扎制
钢 —0.06%<C<2%的铁碳合金，杂质少，强度高， 塑性好
纯铁—C<0.04%的铁碳合金（纯铁是钢的一种 ，可 以冲压成极复杂的形状,或作为电磁材料 ）
优质碳素 合金钢
电炉 生铁、废钢 产量低、耗电大，杂质少 合金钢
质量最好，成本高
优质碳素钢
二.钢的分类
按化学成分
碳素钢— 低碳钢、中碳钢、高碳钢 合金钢— 低合金钢、中合金钢、高合金钢
沸腾钢 F
分类
按脱氧程度 半镇静钢 b 镇静钢Z
特殊镇静钢TZ
按质量— 普通钢、优质钢、高级优质钢等 按用途— 结构钢、工具钢、特殊钢等
《建筑钢材》PPT课件
⑤
是指钢材的抗拉屈服强度与极限强度的
比值。
⑥
屈强比是钢构造和钢筋混凝土构造中选
用钢材的一个质量指标。
屈强比值越小，结构可靠性越高，安全 性越高，但利用率降低，浪费增大。
③ 伸长率〔δ〕
L1L0 100%
L0 Lo——试件原始标距长度，mm ； L1——试件拉断后测定出伸长后标距局部的长度，mm。 意义： 值越大，塑性增强，可防止构造过早破坏； 加工性增强， 平安性增强。 值有两种：5—表示L0=5d0，d0——钢材直径；
2. 按化学成分，可分为：
3. 按含碳量的多少，可分为低碳钢 〔C<0.25%〕 、中碳钢〔０.25% ≤ C ≤ 0.6%〕和高碳钢〔C>0.6%〕。
4. 按合金元素的含量，可分为非合金钢、低合金 钢及合金钢三大类。
5. 按钢材质量，可分为：
6. 普通质量钢、优质钢和特殊优质钢。
4. 按主要性能和使用特性，可分为：
由屈服点字母〔Q〕、屈服点数值〔单位 MPa〕、质量等级〔有A、B、C、D 4级，逐 级提高〕和脱氧方法符号〔F-沸腾钢；b-半镇 钢；Z-镇静钢；TZ-特殊镇钢。Z、TZ可省略〕 四局部组成。
〔2〕碳素构造钢的选用
碳素构造钢依牌号增大，含碳量增加，其强度提 高，但塑性和韧性降低，冷弯及可焊性下降。
③ 代号：RCD〔冷拉钢丝〕、S〔消除应力钢 丝〕、SI〔消除应力刻痕钢丝〕、SH〔消除 应力螺旋肋钢丝〕。
② 预应力钢绞线
③ 分类
④
按捻制构造分为三类：用两根钢丝捻制的
钢绞线〔表示为1×2〕、用三根钢丝捻制的钢
绞线〔表示为1×3〕、用七根钢丝捻制的钢绞
线〔表示为1×7〕。
⑤
按应力松驰能力分为I级松驰和Ⅱ级松驰
《建筑钢结构全部》课件
有限差分法
将连续的结构离散为有限个差分单元 ，通过数值计算方法进行分析。
边界元法
利用边界积分方程和边界元函数求解 结构问题的方法。
离散元法
将结构离散为一定数量的离散单元， 模拟结构的非连续行为。
CHAPTER 04
建筑钢结构的施工工艺
施工前的准备
技术准备
熟悉施工图纸，掌握施工规范，编制施工组 织设计，进行技术交底等。
防锈
钢结构的防锈主要是通过涂装防锈涂 料来实现的。防锈涂料能够隔绝空气 和水分，防止钢结构发生氧化和腐蚀 。
钢结构的定期检测与维护
定期检测
钢结构需要定期进行检测，检查其外观、连接部位和防腐防锈涂层等是否完好 。
维护
钢结构的维护主要是对损坏部位进行修复、对防腐防锈涂层进行补涂等。同时 ，还需要保持钢结构周围环境的清洁和干燥，防止积水对钢结构造成腐蚀。
根据施工方案选择合适的吊装机械和吊点，将钢构件吊装至预 定位置。
对钢构件的位置进行调整，确保其满足设计要求，然后进行固 定。
根据设计要求选择合适的连接方式（焊接或螺栓连接）将钢构 件连接在一起。确保连接牢固、稳定。
CHAPTER 05
建筑钢结构的维护与加固
钢结构的防腐与防锈
防腐
钢结构在潮湿的环境中容易发生电化 学腐蚀，因此需要采取有效的防腐措 施。常用的防腐方法包括涂装防腐涂 料、使用耐腐蚀材料等。
《建筑钢结构全部》 ppt课件
目 录
• 建筑钢结构概述 • 建筑钢结构的材料 • 建筑钢结构的结构设计 • 建筑钢结构的施工工艺 • 建筑钢结构的维护与加固 • 建筑钢结构的发展趋势与展望
CHAPTER 01
建筑钢结构概述
建筑钢结构的定义
建筑钢材ppt课件
5
钢材的特点
二.钢材的缺点
1.易锈蚀。 2.维修费用高。 3.耐火性差。
6
建筑钢材的常见种类
钢结构工程用型钢（角钢、槽钢、工字钢 等）、钢板和钢管等。
钢筋混凝土结构工程用钢筋及钢丝。
7
建筑钢材的常见种类
钢 结 构 网 架
槽 钢
工 字 钢
8
建筑钢材的常见种类类
36
第二节 钢材的力学性能
三.冲击韧性
1.定义：是指钢材抵抗冲击荷载的能力。 2.冲击韧性指标：是通过标准试件的弯曲冲
击韧性试验确定的。以摆锤打击试件，于 刻槽处将其打断，试件单位截面积上所消 耗的功，即为钢材的冲击韧性指标，用冲 击韧性ak（Ｊ/cm2）表示。ak值愈大，冲击 韧性愈好。
37
冲击试验
屈服强度σs
结构设计中钢材强度取值的依据
抗拉强度σb
钢材所能承受的最大应力
屈强比 s b
b s p
B上 B
A B下
s b
α
O
屈强比，↑利用率 ↑，安全可靠程度↓
强屈比一般不低于1.2，抗震结构一般不低于1.25b。
s b
伸长率δ
L1 L0 100 %
L0
衡量钢材塑性的指标，越大说明钢材的塑性越好
冷
带
轧
肋
带
钢
肋
筋
钢
筋
钢
绞
线
10
第一节 钢材的化学成分
11
按钢的化学成分分类
钢与生铁的区分在于含碳量的大小。含碳量小 于2.06％的铁碳合金称为钢。含碳量大于2.06％ 的铁碳合金称为生铁。 1.钢材的分类：
按化学成分分
低碳钢（含碳量小于0.25％） 碳素钢 中碳钢（含碳量0.25％～0.6％）
钢材的特点
二.钢材的缺点
1.易锈蚀。 2.维修费用高。 3.耐火性差。
6
建筑钢材的常见种类
钢结构工程用型钢（角钢、槽钢、工字钢 等）、钢板和钢管等。
钢筋混凝土结构工程用钢筋及钢丝。
7
建筑钢材的常见种类
钢 结 构 网 架
槽 钢
工 字 钢
8
建筑钢材的常见种类类
36
第二节 钢材的力学性能
三.冲击韧性
1.定义：是指钢材抵抗冲击荷载的能力。 2.冲击韧性指标：是通过标准试件的弯曲冲
击韧性试验确定的。以摆锤打击试件，于 刻槽处将其打断，试件单位截面积上所消 耗的功，即为钢材的冲击韧性指标，用冲 击韧性ak（Ｊ/cm2）表示。ak值愈大，冲击 韧性愈好。
37
冲击试验
屈服强度σs
结构设计中钢材强度取值的依据
抗拉强度σb
钢材所能承受的最大应力
屈强比 s b
b s p
B上 B
A B下
s b
α
O
屈强比，↑利用率 ↑，安全可靠程度↓
强屈比一般不低于1.2，抗震结构一般不低于1.25b。
s b
伸长率δ
L1 L0 100 %
L0
衡量钢材塑性的指标，越大说明钢材的塑性越好
冷
带
轧
肋
带
钢
肋
筋
钢
筋
钢
绞
线
10
第一节 钢材的化学成分
11
按钢的化学成分分类
钢与生铁的区分在于含碳量的大小。含碳量小 于2.06％的铁碳合金称为钢。含碳量大于2.06％ 的铁碳合金称为生铁。 1.钢材的分类：
按化学成分分
低碳钢（含碳量小于0.25％） 碳素钢 中碳钢（含碳量0.25％～0.6％）
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
❖《建筑钢材》PPT课件
钢结构用钢
建筑钢材
钢筋混凝土用钢
17世纪70年代人类开始大量应用生铁作建筑材料， 到19世纪初发展到用熟铁、软钢建造桥梁和房屋。 19世纪中叶起，钢材的品种、规格、生产规模大幅 度增长，钢材的强度不断提高，相应地其连接工艺 技术也大为发展，为建筑结构向大跨重载方向发展 奠定了重要基础。与此同时，钢筋混凝土的问世和 20世纪30年代预应力混凝土的诞生，使近代建筑结 构的型式和规模发生了飞跃性进展,随着钢的冶炼和 加工技术的进步以及新型建筑结构对材料提出更高 性能的要求，促使高强耐蚀的合金钢产量从60年代 初开始大幅度增长。钢材及其与混凝土复合的钢筋 混凝土和预应力混凝土，已成为现代建筑结构的主 体材料。
❖ 焊接是把两块金属局部加热，并使其接缝部分迅速呈 熔融或半熔融状态，而牢固的连接起来。它是钢结构 的主要连接形式。
在焊缝及其附近过热区不产生裂纹及硬脆倾向，焊接 后钢材的力学性能，特别是强度不低于原有钢材的强 度。
随钢材的含碳量、合金元素及杂质元素含量的提高， 钢材的可焊性降低。钢材的含碳量超过0.25％时，可 焊性明显降低；硫含量较多时，会使焊口处产生热裂 纹，严重降低焊接质量。钢材的焊接须执行有关规定
钢材的冷弯性能和其伸长率一样，也是表明钢 材在静荷下的塑性，而且冷弯是在苛刻条件下对钢 材塑性的严格检验，它能揭示钢材内部组织是否均 匀，是否存在内应力及夹杂物等缺陷。在工程中， 冷弯试验还被用作对钢材焊接质量进行严格检验的 一种手段。
焊接性能
焊接是把两块金属局部加热，并使其接缝部分 迅速呈熔融或半熔融状态，而牢固的连接起来。它 是钢结构的主要连接形式。
试题
３、(多选).建筑工程中常用的钢是( ) A.高级优质钢 B.优质碳素钢 C. 普通碳素钢
D. 低合金钢 E.中高合金钢 答案：Ｃ、Ｄ
➢ 化学成分对钢性能的影响
除铁、碳外，钢材在冶炼过程中会从原料、燃料中引入一 些的其他元素。这些成分可分为两类：一类能改善优化钢 材的性能称为合金元素，主要有Si、Mn、Ti、V、Nb等； 另一类能劣化钢材的性能，其中硅、锰、钛、钒、铌等为 合金元素。磷、氮、硫、氧等为杂质。
钢的分类 低碳钢
碳素钢 中碳钢
一、按化学成
高碳钢
分
合金钢 低合金钢
中合金钢
普通钢
高合金钢
优质钢 二、按质量分 高级优质钢
特级优质钢
三、按用途分
结构钢 工具钢 特殊性能钢：不锈钢、耐酸钢、耐热钢、磁钢等
四、按冶炼方法分
按炉的种类
平炉钢 转炉钢 电炉钢
按脱氧程度
沸腾钢（F） 镇静钢（z） 半镇静钢（b）
优点：品质均匀稳定、强度高、维护费用大、耐火性差、生产能耗大.
钢的冶炼
➢ 钢主要用三种方法冶炼：
➢氧气转炉钢 用纯氧吹入铁液中是碳和杂质氧化
➢电炉钢 主要用废钢返回熔炼活动各种特殊钢
➢平炉钢 以煤气或重油作燃料，原料为铁液、废 钢铁和适量的铁矿石，利用空气或氧气和铁矿石 中的氧使碳和杂质氧化
D. 耐疲劳性下降 E.耐蚀性上升 答案：Ａ、Ｂ
试题
4（多选）.下列能使钢材发生冷脆的化学成分是( ) A.碳 B. 磷 C.氧 D.硫 答案：Ｂ
钢材的力学性能
钢材的力学性能主要有抗拉性能、冲击韧性、耐疲 劳和硬度等。
抗拉性能
抗拉性能是建筑钢材最重要的技术性质。建筑钢材 的抗拉性能，可用低碳钢受拉时的应力一应变图来 阐明，图中明显地分为以下四个阶段：
属钢材的杂质，主要有氧、硫、氮、磷等。这些成分 含量少，但对钢的性能影响很大。
化学元素 强度 硬度 塑性 韧性 可焊性
碳（C）<0.8% ↑
↑
↑
↓
↓
↓
硅（Si）>1%↑
↓ ↓↓
↓
锰（Mn） ↑ ↑
↑
↑
钛（Ti） ↑ ↑↑
↓↑
钒（V) ↑ ↑
磷（P） ↑
↑
↓↓
↓
氮（N） ↑
↑
↓ ↓↓
↓
硫（S） ↑
↓
钢材的焊接性能是指在一定的焊接工艺条件下， 在焊缝及其附近过热区不产生裂纹及硬脆倾向，焊 接后钢材的力学性能，特别是强度不低于原有钢材 的强度。
随钢材的含碳量、合金元素及杂质元素含量的提高， 钢材的可焊性降低。钢材的含碳量超过0.25％时， 可焊性明显降低；硫含量较多时，会使焊口处产生 热裂纹，严重降低焊接质量。钢材的焊接须执行有 关规定。
↓
氧（O） ↑
↓化学元素对钢材性能↓ 的影响↓
其他
冷脆性↑
冷脆性↑ 脱氧、硫剂 强脱氧剂
时效↓ 偏析、冷脆↑↑
冷脆性↑ 热脆性↑
试题
1(多选).钢材化学成分中的有害成分是( ) A.碳 B. 磷 C.硅 D.锰 E. 氧 F. 硫 答案：Ｂ、Ｆ、Ｅ
2(多选).钢材中S含量的提高会导致( ) A. 热脆提高 B. 可焊性下降 C.韧性提高
钢筋的应力-应变关系 Stress-Strain Relation
A B
C D
❖o
➢弹性阶段(OA段)：弹性模量
➢屈服阶段(AB段)：屈服强度 ➢强化阶段（BC段)：抗拉强度 ➢颈缩阶段（CD段)：伸长率
钢材的工艺性能
➢ 冷弯性能
冷弯性能是指钢材在常温下承受弯曲变形的能力， 为钢材的重要工艺性质。钢材的冷弯性能是以试验 时的弯曲角度(a)和弯心直径(d)为指标表示。钢材 冷弯试验是通过直径(或厚度)为a的试件，采用标准 规定的弯心直径d(d=na)，弯曲到规定的角度(180或 90)时，检查弯曲处有无裂纹、断裂及起层等现象， 若无则认为冷弯性能合格。钢材冷弯时的弯曲角度 愈大，弯心直径愈小，则表示其冷弯性能愈好。
❖ 土木工程钢材的基本知识 ❖ 土木工程常用钢材 ❖ 其他金属材料
铝及铝合金 铜及铜合金 铸铁
❖ 钢与生铁的区分在于含碳量的大小。含碳量小于 2.06％的铁碳合金称为钢。含碳量大于2.06％的铁 碳合金称为生铁。
❖ 土木工程钢材是指用于钢结构的各种型钢、钢板、 钢管和用于钢筋混凝土中的各种钢筋、钢丝等。
建筑用钢主要用普通碳素结构钢中的低碳钢和低合金钢
承受动荷载的重要焊接结构，只能使用镇静钢
❖ 焊接结构，不得使用沸腾钢
试题
1.脱氧不完全,有害杂质磷、硫的偏析较严重的是( ). A. 沸腾钢 B.半镇静钢 C. 镇静钢 D.低碳钢
答案：Ａ
2.钢的含碳量为( ) A.>2.06% B.<0.04% C.0.02~0.03% D. 0.04~2.06% 答案：Ｄ
钢结构用钢
建筑钢材
钢筋混凝土用钢
17世纪70年代人类开始大量应用生铁作建筑材料， 到19世纪初发展到用熟铁、软钢建造桥梁和房屋。 19世纪中叶起，钢材的品种、规格、生产规模大幅 度增长，钢材的强度不断提高，相应地其连接工艺 技术也大为发展，为建筑结构向大跨重载方向发展 奠定了重要基础。与此同时，钢筋混凝土的问世和 20世纪30年代预应力混凝土的诞生，使近代建筑结 构的型式和规模发生了飞跃性进展,随着钢的冶炼和 加工技术的进步以及新型建筑结构对材料提出更高 性能的要求，促使高强耐蚀的合金钢产量从60年代 初开始大幅度增长。钢材及其与混凝土复合的钢筋 混凝土和预应力混凝土，已成为现代建筑结构的主 体材料。
❖ 焊接是把两块金属局部加热，并使其接缝部分迅速呈 熔融或半熔融状态，而牢固的连接起来。它是钢结构 的主要连接形式。
在焊缝及其附近过热区不产生裂纹及硬脆倾向，焊接 后钢材的力学性能，特别是强度不低于原有钢材的强 度。
随钢材的含碳量、合金元素及杂质元素含量的提高， 钢材的可焊性降低。钢材的含碳量超过0.25％时，可 焊性明显降低；硫含量较多时，会使焊口处产生热裂 纹，严重降低焊接质量。钢材的焊接须执行有关规定
钢材的冷弯性能和其伸长率一样，也是表明钢 材在静荷下的塑性，而且冷弯是在苛刻条件下对钢 材塑性的严格检验，它能揭示钢材内部组织是否均 匀，是否存在内应力及夹杂物等缺陷。在工程中， 冷弯试验还被用作对钢材焊接质量进行严格检验的 一种手段。
焊接性能
焊接是把两块金属局部加热，并使其接缝部分 迅速呈熔融或半熔融状态，而牢固的连接起来。它 是钢结构的主要连接形式。
试题
３、(多选).建筑工程中常用的钢是( ) A.高级优质钢 B.优质碳素钢 C. 普通碳素钢
D. 低合金钢 E.中高合金钢 答案：Ｃ、Ｄ
➢ 化学成分对钢性能的影响
除铁、碳外，钢材在冶炼过程中会从原料、燃料中引入一 些的其他元素。这些成分可分为两类：一类能改善优化钢 材的性能称为合金元素，主要有Si、Mn、Ti、V、Nb等； 另一类能劣化钢材的性能，其中硅、锰、钛、钒、铌等为 合金元素。磷、氮、硫、氧等为杂质。
钢的分类 低碳钢
碳素钢 中碳钢
一、按化学成
高碳钢
分
合金钢 低合金钢
中合金钢
普通钢
高合金钢
优质钢 二、按质量分 高级优质钢
特级优质钢
三、按用途分
结构钢 工具钢 特殊性能钢：不锈钢、耐酸钢、耐热钢、磁钢等
四、按冶炼方法分
按炉的种类
平炉钢 转炉钢 电炉钢
按脱氧程度
沸腾钢（F） 镇静钢（z） 半镇静钢（b）
优点：品质均匀稳定、强度高、维护费用大、耐火性差、生产能耗大.
钢的冶炼
➢ 钢主要用三种方法冶炼：
➢氧气转炉钢 用纯氧吹入铁液中是碳和杂质氧化
➢电炉钢 主要用废钢返回熔炼活动各种特殊钢
➢平炉钢 以煤气或重油作燃料，原料为铁液、废 钢铁和适量的铁矿石，利用空气或氧气和铁矿石 中的氧使碳和杂质氧化
D. 耐疲劳性下降 E.耐蚀性上升 答案：Ａ、Ｂ
试题
4（多选）.下列能使钢材发生冷脆的化学成分是( ) A.碳 B. 磷 C.氧 D.硫 答案：Ｂ
钢材的力学性能
钢材的力学性能主要有抗拉性能、冲击韧性、耐疲 劳和硬度等。
抗拉性能
抗拉性能是建筑钢材最重要的技术性质。建筑钢材 的抗拉性能，可用低碳钢受拉时的应力一应变图来 阐明，图中明显地分为以下四个阶段：
属钢材的杂质，主要有氧、硫、氮、磷等。这些成分 含量少，但对钢的性能影响很大。
化学元素 强度 硬度 塑性 韧性 可焊性
碳（C）<0.8% ↑
↑
↑
↓
↓
↓
硅（Si）>1%↑
↓ ↓↓
↓
锰（Mn） ↑ ↑
↑
↑
钛（Ti） ↑ ↑↑
↓↑
钒（V) ↑ ↑
磷（P） ↑
↑
↓↓
↓
氮（N） ↑
↑
↓ ↓↓
↓
硫（S） ↑
↓
钢材的焊接性能是指在一定的焊接工艺条件下， 在焊缝及其附近过热区不产生裂纹及硬脆倾向，焊 接后钢材的力学性能，特别是强度不低于原有钢材 的强度。
随钢材的含碳量、合金元素及杂质元素含量的提高， 钢材的可焊性降低。钢材的含碳量超过0.25％时， 可焊性明显降低；硫含量较多时，会使焊口处产生 热裂纹，严重降低焊接质量。钢材的焊接须执行有 关规定。
↓
氧（O） ↑
↓化学元素对钢材性能↓ 的影响↓
其他
冷脆性↑
冷脆性↑ 脱氧、硫剂 强脱氧剂
时效↓ 偏析、冷脆↑↑
冷脆性↑ 热脆性↑
试题
1(多选).钢材化学成分中的有害成分是( ) A.碳 B. 磷 C.硅 D.锰 E. 氧 F. 硫 答案：Ｂ、Ｆ、Ｅ
2(多选).钢材中S含量的提高会导致( ) A. 热脆提高 B. 可焊性下降 C.韧性提高
钢筋的应力-应变关系 Stress-Strain Relation
A B
C D
❖o
➢弹性阶段(OA段)：弹性模量
➢屈服阶段(AB段)：屈服强度 ➢强化阶段（BC段)：抗拉强度 ➢颈缩阶段（CD段)：伸长率
钢材的工艺性能
➢ 冷弯性能
冷弯性能是指钢材在常温下承受弯曲变形的能力， 为钢材的重要工艺性质。钢材的冷弯性能是以试验 时的弯曲角度(a)和弯心直径(d)为指标表示。钢材 冷弯试验是通过直径(或厚度)为a的试件，采用标准 规定的弯心直径d(d=na)，弯曲到规定的角度(180或 90)时，检查弯曲处有无裂纹、断裂及起层等现象， 若无则认为冷弯性能合格。钢材冷弯时的弯曲角度 愈大，弯心直径愈小，则表示其冷弯性能愈好。
❖ 土木工程钢材的基本知识 ❖ 土木工程常用钢材 ❖ 其他金属材料
铝及铝合金 铜及铜合金 铸铁
❖ 钢与生铁的区分在于含碳量的大小。含碳量小于 2.06％的铁碳合金称为钢。含碳量大于2.06％的铁 碳合金称为生铁。
❖ 土木工程钢材是指用于钢结构的各种型钢、钢板、 钢管和用于钢筋混凝土中的各种钢筋、钢丝等。
建筑用钢主要用普通碳素结构钢中的低碳钢和低合金钢
承受动荷载的重要焊接结构，只能使用镇静钢
❖ 焊接结构，不得使用沸腾钢
试题
1.脱氧不完全,有害杂质磷、硫的偏析较严重的是( ). A. 沸腾钢 B.半镇静钢 C. 镇静钢 D.低碳钢
答案：Ａ
2.钢的含碳量为( ) A.>2.06% B.<0.04% C.0.02~0.03% D. 0.04~2.06% 答案：Ｄ