普通建筑材料之建筑钢材概述ppt(81张)
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钢材PPT课件
2、试件数量 每批钢筋取试件一组，试件数量符合表10.12的规定。
19
每批钢筋取试件一组，试件数量符合表10.3.1.1的规定。
序
号
钢筋种类
1 热轧带肋钢筋 2 热轧光圆钢筋 3 余热处理钢筋
4 冷轧带肋钢筋 5 热处理钢筋
每组试件数量 拉伸试验
2根 2根 每盘1个 从每批中选取10%的盘数 (不少于25盘)，每盘1个
8
3、 强屈比是抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比 值，通常用来比较结构的可靠性和钢材的有效利用率。 强屈比越大，结构可靠性越高，即延缓结构损伤程度的 潜力越大，但比值太大，则钢材的有效利用率太低。 GB50204-2002规定对一、二级抗震框架结构，其纵向 受力钢筋的强屈比不应小于1.25。
4、屈标比是屈服强度实测值与屈服强度标准值的比 值，它能够在一定程度上反映钢材的塑性和变形能力。 屈标比应当大于1.0，屈服强度才合格，但比值太大，塑 性和变形能力就越差。GB50204-2002规定对一、二级 抗震框架结构，其纵向受力钢筋的屈标比不应大于
25
碳素结构钢
1、批量规则 由同一牌号、同一炉罐号、同一质量等级、同一品 种、同一尺寸、同一交货状态的钢材为一验收批，每批 数量不大60t。 2、试件数量 每批钢材取试件一组，每组拉伸和冷弯试验试件各 1个，冲击试验试件3个。 3、取样方法 按照《钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制 备》(GB/T2975-1998)附录A规定执行。
最大力非比例伸长率(Ag)：最大力时原始标距的残余伸 长与原始标距(Lo) 之比的百分率。
应力
2、断面收缩率是指试件拉断 后缩颈处横断面积的最大缩减量占 原横断面积的百分率。
O 图1 伸长率的定义
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每批钢筋取试件一组，试件数量符合表10.3.1.1的规定。
序
号
钢筋种类
1 热轧带肋钢筋 2 热轧光圆钢筋 3 余热处理钢筋
4 冷轧带肋钢筋 5 热处理钢筋
每组试件数量 拉伸试验
2根 2根 每盘1个 从每批中选取10%的盘数 (不少于25盘)，每盘1个
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3、 强屈比是抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比 值，通常用来比较结构的可靠性和钢材的有效利用率。 强屈比越大，结构可靠性越高，即延缓结构损伤程度的 潜力越大，但比值太大，则钢材的有效利用率太低。 GB50204-2002规定对一、二级抗震框架结构，其纵向 受力钢筋的强屈比不应小于1.25。
4、屈标比是屈服强度实测值与屈服强度标准值的比 值，它能够在一定程度上反映钢材的塑性和变形能力。 屈标比应当大于1.0，屈服强度才合格，但比值太大，塑 性和变形能力就越差。GB50204-2002规定对一、二级 抗震框架结构，其纵向受力钢筋的屈标比不应大于
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碳素结构钢
1、批量规则 由同一牌号、同一炉罐号、同一质量等级、同一品 种、同一尺寸、同一交货状态的钢材为一验收批，每批 数量不大60t。 2、试件数量 每批钢材取试件一组，每组拉伸和冷弯试验试件各 1个，冲击试验试件3个。 3、取样方法 按照《钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制 备》(GB/T2975-1998)附录A规定执行。
最大力非比例伸长率(Ag)：最大力时原始标距的残余伸 长与原始标距(Lo) 之比的百分率。
应力
2、断面收缩率是指试件拉断 后缩颈处横断面积的最大缩减量占 原横断面积的百分率。
O 图1 伸长率的定义
《建筑钢材》课件
欧洲产钢标准
介绍欧洲地区常用的钢材标准，如标识规范、机械性能和适用范围。
中国产钢标准Leabharlann 讨论中国国内广泛使用的钢材标准，包括强度等级、化学成分要求和检验方法。
钢材质量检测方法
介绍常用的钢材质量检验方法，如化学分析、机械性能测试和无损检测等， 确保钢材质量达标。
钢材保养维护
探讨钢材的保养方法，如防锈、清洁和润滑等，延长钢材的使用寿命。
常用建筑钢材
钢筋
介绍钢筋的种类、用途及相关标准规定。
钢梁
解释钢梁的结构、优点和使用范围。
钢板
讨论钢板的不同类型、厚度和应用领域。
钢管
介绍常用的钢管种类、规格及其特点。
建筑钢材生产工艺
热轧工艺
详细描述热轧工艺的流程和 优点。
冷轧工艺
解释冷轧工艺的过程和适用 场景。
焊接工艺
探讨常用的钢材焊接工艺及 其特点。
钢材的物理性能
1
强度
介绍钢材的强度及其对建筑结构的影响。
韧性
2
解释钢材的韧性特点及其在抗震领域的
重要性。
3
可塑性
探讨钢材的可塑性，并阐述其在构造设 计中的应用。
钢材的化学性能
腐蚀性
讨论钢材在不同环境下的耐蚀性能。
防火性
介绍钢材的抗火性能及其在建筑安全中的作用。
耐磨性
探讨钢材的耐磨性及其在特定场景中的应用。
《建筑钢材》PPT课件
本PPT课件将介绍建筑钢材的分类、特点、常用材料，以及生产工艺、物理性 能、化学性能等内容，旨在深入探讨建筑钢材的相关知识。
钢的分类
了解建筑钢材按照不同分类方式的划分，如成分分类、生产工艺分类等。
建筑钢材的特点
建筑材料：建筑钢材 ppt课件
ppt课件
24 22
钢材的化学成分及其对钢材性能的影响
钢材中除了主要化学成分铁（Fe）以外，还含有少量的碳（C）、硅 （Si）、锰（Mn）、磷（P）、硫（S）、氧（O）、氮（N）、钛（Ti）、钒 （V）等元素。
1．碳。碳是决定钢材性能的最重要元素。碳对钢材性能的影响如图Βιβλιοθήκη ppt课件25 23
钢材的化学成分及其对钢材性能的影响
ppt课件
21
目录
钢材的冶炼 与分类
2019/10/14
钢材的主要 技术性能
ppt课件
钢材的化学成分及其 对钢材性能的影响
3
建筑钢材
型钢（槽钢）
钢板
钢筋
ppt课件
钢丝
42
建筑钢材
钢结构厂房 钢结构桥梁
各类钢结构
钢结构施工
ppt课件
钢结构案例
钢结构 作为现 代建筑 结构形 式之一， 越来越 多的被 人们使 用。
化学成分 有益元素
碳
硅
锰
硅：能提高钢材的强度，而对塑性和韧性无明显影响。 锰：大大改善钢材的热加工性能，同时能提高钢材的强度和硬度。
ppt课件
26 24
钢材的化学成分及其对钢材性能的影响
化学成分 有害因素
硫
磷
氧、氮、氢
硫：加大钢材的热脆性，降低钢材的各种机械性能，也使钢材的 可焊性、冲击韧性、耐疲劳性和抗腐蚀性等均降低。
磷：钢材的强度、屈强比、硬度均提高，而塑性和韧性显著降低。 特
别是温度愈低，对塑性和韧ppt性课件的影响愈大，显著加大钢材的冷脆27性2。5
2019/10/14
ppt课件
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最新土木工程材料-建筑钢材ppt课件
半镇静钢：
脱氧程度与性能介于沸腾钢和镇静钢之间。(b)
镇静钢：
脱氧充分，成分均匀纯净、杂质少、组织致密；冷脆性 和时效敏感性较低，疲劳强度和可焊性较好。(Z)
特殊镇静钢：
脱氧很充分，晶粒细化，质量与性能比镇静钢更好。(TZ)
3. 按有害杂质含量分类
按钢中有害杂质磷（Ｐ）和硫（S） 含量的多少，钢材可分为以下四类： （１）普通钢。 （２）优质钢。 （３）高级优质钢。 （４）特级优质钢。
屈服强度（ σs） 表示钢材开始发生明显塑性变形 的抗力，是钢结构设计的依据。
条件屈服强度0.2 对于屈服现象不明显的硬钢，则 规定以产生残余变形为0.2%时的应力。
强度极限(抗拉强度σb ) 表示金属受拉时所能承受的 最大应力。
（１）屈服点
当对试件的拉伸进入塑性 变形的屈服阶段ＢＣ时， 称屈服下限Ｃ下所对应的应 力为屈服强度或屈服点， 记做σs。 设计时一般以σs作为强度 取值的依据。对屈服现象 不明显的钢材，规定以0.2 ％残余变形时的应力σ0.2作 为屈服强度。
钢牌号越大，钢的含碳量增加，强度与硬度增高， 塑性和韧性降低，可焊性变差。
碳素结构钢的牌号表示按顺序由代表屈服点 的字母（Q）、屈服点数值（Ｎ/mm2）、质 量等级符号(A、B、C、D)、脱氧程度符号 (F、b、Z、TZ)等四部分组成。
例如Q235-A.F，
表示：屈服点为235N／ｍｍ2的平炉或氧气转 炉冶炼的Ａ级沸腾碳素结构钢。
强度
韧性
塑性
C 增加 降 低
Si 增加 影响不大
Mn 增加 影响不大
P
稍有 增加
显著降低
S 降低 降 低
O 降低 降 低
N 提高 降 低
Ti 提高 改善 降低
脱氧程度与性能介于沸腾钢和镇静钢之间。(b)
镇静钢：
脱氧充分，成分均匀纯净、杂质少、组织致密；冷脆性 和时效敏感性较低，疲劳强度和可焊性较好。(Z)
特殊镇静钢：
脱氧很充分，晶粒细化，质量与性能比镇静钢更好。(TZ)
3. 按有害杂质含量分类
按钢中有害杂质磷（Ｐ）和硫（S） 含量的多少，钢材可分为以下四类： （１）普通钢。 （２）优质钢。 （３）高级优质钢。 （４）特级优质钢。
屈服强度（ σs） 表示钢材开始发生明显塑性变形 的抗力，是钢结构设计的依据。
条件屈服强度0.2 对于屈服现象不明显的硬钢，则 规定以产生残余变形为0.2%时的应力。
强度极限(抗拉强度σb ) 表示金属受拉时所能承受的 最大应力。
（１）屈服点
当对试件的拉伸进入塑性 变形的屈服阶段ＢＣ时， 称屈服下限Ｃ下所对应的应 力为屈服强度或屈服点， 记做σs。 设计时一般以σs作为强度 取值的依据。对屈服现象 不明显的钢材，规定以0.2 ％残余变形时的应力σ0.2作 为屈服强度。
钢牌号越大，钢的含碳量增加，强度与硬度增高， 塑性和韧性降低，可焊性变差。
碳素结构钢的牌号表示按顺序由代表屈服点 的字母（Q）、屈服点数值（Ｎ/mm2）、质 量等级符号(A、B、C、D)、脱氧程度符号 (F、b、Z、TZ)等四部分组成。
例如Q235-A.F，
表示：屈服点为235N／ｍｍ2的平炉或氧气转 炉冶炼的Ａ级沸腾碳素结构钢。
强度
韧性
塑性
C 增加 降 低
Si 增加 影响不大
Mn 增加 影响不大
P
稍有 增加
显著降低
S 降低 降 低
O 降低 降 低
N 提高 降 低
Ti 提高 改善 降低
建筑钢材课件--PPT
有 素害
元
冷脆性。
锰：炼钢时脱氧、硫残留钢中，具有很强的脱氧、硫能力，大大改善
钢材加工性能，提高强度硬度。>1%时，塑性韧性降低，可焊接性
变差。
硅：脱氧剂，较锰强。
两面性：硅很低时，强度增加；硅很高时，其他性能降低。
精选课件
18
氧：与碳、磷相似。
18
第8章 建筑钢材
8.2 建筑材料的主要技术性能
力学性质：强度、弹性、塑性、耐磨性… 工艺性质（可加工性）：冷弯、可焊性
半镇静钢：脱氧程度介于“F”与“2”之间，代号“b”
特殊镇静钢：脱氧彻底，代号“TZ”
4．按用途分类
结构钢：建筑结构、机械制造（低、中碳钢）
工具钢：各种工具（高碳钢）
特殊钢：不锈钢（具有各种特殊的物理化学性质）
精选课件
17
17
第8章 建筑钢材
8.1.2 钢材中的常存杂质
硫：来自矿石燃料，生成FeS，钢材加工时易裂缝，热脆性。 磷：来自矿石燃料，生成Fe3P，塑性韧性降低，脆性很大。 碳：炼钢氧化过程中存于钢中，使钢材焊接性能变坏，易腐蚀，
冷弯试验意义：能反映试件弯曲处的塑性变形，能揭示钢材是否存在 内部组织不均匀、内应力和夹杂物等缺陷。
冷弯试验也能对钢材的焊接质量进行严格的检验，能揭示焊件受弯表
面是否存在未熔合，裂缝及夹杂物等缺陷。
精选课件
27
27
第8章 建筑钢材
（2）焊接性能
焊接方式：搭接、对接
焊接要求：① 焊接处（焊缝及其附近过热区）不产生
增强， 安全性增强。
精选课件
22
22
第8章 建筑钢材
（4）断面收缩率：塑性指标。
A0 A1
《建筑材料》第六章建筑钢材
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•图6.1 低碳钢受拉的应力-应变图
《建筑材料》第六章建筑钢材
(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。
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《建筑材料》第六章建筑钢材
•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
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《建筑材料》第六章建筑钢材
•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。
磷能使钢的强度、硬度提高，但显著降低钢 材的塑性和韧性，特别是低温状态的冲击韧性下 降更为明显，使钢材容易脆裂，这种现象叫做冷 脆性。
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《建筑材料》第六章建筑钢材
(4)氧、氮
未除尽的氧、氮大部分以化合物的形式存在， 如FeO、Fe4N等。这些非金属化合物、夹杂物降 低了钢材的强度、冷弯性能和焊接性能。氧还使 钢的热脆性增加，氮使冷脆性及时效敏感性增加。 （硫、磷、氧、氮是钢材中的有害杂质）
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《建筑材料》第六章建筑钢材
(2)氧气转炉炼钢 以熔融的铁水为原料，由转炉顶部吹入高纯
度氧气，能有效地去除有害杂质，并且冶炼时间 短(20~40min)，生产效率高，所以氧气转炉钢质
(3)电炉炼钢 以电为能源迅速将废钢、生铁等原料熔化，
并精炼成钢。电炉又分为电弧炉、感应炉和电渣 炉等。
《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
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废钢、 生铁
空气 空气
5-12小 时
好
短 最好
低
优质碳素钢及 合金钢
高
同上及特殊用 途的钢
高
同上
脱氧程度的影响
冶炼中为除去杂质而进行的氧化 部分铁不可避免的被氧化 ➢使钢锭内生成许多气泡 ➢降低了钢的质量 为了使 FeO 和 Fe2O3 还原为Fe, 在炼钢的 后阶段必须脱氧。
表7.2.2 脱氧程度及钢材质量
Back
过程
建筑钢材
高炉 熔融
生铁
精炼
氧化 还原
图7.2.1 钢材的冶炼过程
钢锭 铸锭
钢
炉种的影响及氧化程度
炉种的影响及氧化程度见表7.2.1 和表7.2.2。
表7.2.1 炉种的影响
炉型
原料
吹入 气体
冶炼 时间
钢材 质量 成本
应用
氧气 转炉
熔融铁水
氧气
15-30 分钟
好
平炉 电炉
生铁、铁 矿石等
Back
拉伸性能
拉伸性能是建筑钢材的主要性能 钢材受拉后的技术性能指标可以用低碳钢 的应力—应变图来反映。 屈服强度 抗拉强度 伸长率
拉伸性能录像
低碳钢的应力应变图见 图7.3.1 σ
B A
C D
σb σσσSPSLU
0
δ
ε
图7.3.1 低碳钢的应力应变图
Back
屈服强度
定义 屈服强度是指钢材开始丧失随变形的抵抗 能力,并开始产生大量变形的能力。 意义 ➢是弹性变形转变为塑性的转折点 ➢当外力超过屈服点时，产生不可恢复的变 形，钢材内部的应力自动分配至低应力部 位 ➢所以说，屈服点是确定钢结构容许应力值 的依据
建筑钢材的拉伸性能、冲击韧性及冷弯性 能 常用建筑钢材的标准及选用
Back
§7.1 概 述
定义 分类 特点 应用 意义
Back
概述
定义
指用于工程建设的各种钢材，包括：
➢型钢
➢钢板
➢钢丝 ➢钢筋
钢筋
钢板
Back
型钢
钢丝
分类
按化学成分可分为: 黑色金属和有色金属
有色金属
铜、铝及合金
金属材料 黑色金属
➢因此，在结构设计中不能应用
屈强比（σs/σb）
定义 ➢ σs/σb反映了钢材的可利用率和安全性的
大小 意义 ➢ 屈强比对钢材的可利用率和安全性来说是
重要的。(表7.3.1, 图7.3.3) ➢ 合理屈强比：
➢碳素钢 0.58—0.63 ➢低碳合金结构钢 0.65—0.75
σ
σb σs2 σs1
➢ 本章的重点是钢材的技术性 质（主要是抗拉性能）、技 术标准和选用。
Back
§7.2 基本知识
钢材的冶炼过程及其对钢材质量的影响 ➢冶炼原理 ➢炉种的影响 分类 ➢按化学成份分 ➢按质量分 ➢按结构用途分
Back
钢材的冶炼过程 及其对钢材质量的影响
冶炼原理
将熔融的生铁水或焦炭及铁矿石加入炼钢 炉中精炼，使炭及其它杂质氧化而挥发或 变成氧化物进入渣内，降低炭及其它杂质 的含量。
0.18~0.28
0.20~0.38
化学成分 % Si
Mn
0.30
0.25~0.55
0.30
0.30~0.65 0.30~0.70
0.30 0.35-0.80
0.40~0.70
0.30
0.50~0.80
0.35
S ≤
0.050 0.050 0.045 0.050 0.045 0.040 0.035 0.050
低合金钢 <5% √ 中合金钢 = 5～10% 钢合金钢 >10%
表7.2.3 碳素结构钢的化学成分 （GB700—88）
牌号 等级 C
Q195 A
Q215 B A B
Q235 C D
A Q255
B
Q275
0.06~0.12 0.09~0.15 0.14~0.22 0.12~0.20
≤0.18 ≤0.17
屈服强度
公式
s
Fs A0
σ
σs－屈服强度 Fs－屈服应力
Ao－试件截面积
对屈服不明显的钢,
规定以产生0.2%残
余变形时的应力f02 作为屈服强度σ02， 见图7.2.3
O
ε
0.2% 图7.3.2 低碳钢的应力应变图
拉伸强度
定义
σb 是指钢材能承受的最大拉应力. 意义
➢当外力大于抗拉强度时，钢材完全丧失对 变形的抵抗能力而断裂
按结构用途分
结构钢 各种工程构件及机械零件, 属低碳钢或中碳钢 工具钢 刀具、模具 特殊钢 不锈钢、耐热钢、耐磨钢
Back
§7.3 建筑钢材的技术性质
拉伸性能 ➢低碳钢的应力－应变图 ➢强度 ➢塑性 冲击韧性 冷弯性能
Back
工程中的钢结构和钢筋混凝土结构中的 钢材的基本性能有：
机械性能 拉伸性能 冲击韧性 疲劳强度 工艺性能 冷弯性能 焊接性能
钢种 沸腾钢
脱氧程度 不充分
冷却情况
浇筑时有大量 CO 逸出
钢材质量 差
半镇静钢
介于二者之间
好
镇静钢 特殊镇静钢
充分
平静冷却，无CO 组织致密、成分均
逸出
匀、机械性能好
最充分
最好
Back
分类
按化学成分分类
1. 碳素钢
低碳钢 C<0.25% √ 中碳钢 C=0.3～0.55% 高碳钢 C>0.6%
2. 合金钢
第七章
建筑钢材
目录
基本要求 7.1 概述 7.2 基本知识 7.3 技术性质 7.4 冷加工和时效 7.5 技术标准及选用
基本要求
本章学时
讲课3 实验0.5
主要内容
建筑钢材的特点、分类及应用 建筑钢材的拉伸性能、冲击韧性及冷弯性 能
基本要求
建筑钢材的冷加工及时效强化 常用建筑钢材的标准及选用
重点
0.045
0.050
P
0.045 0.045 0.045 0.040 0.035 0.045
0.045
脱氧方法
F、b、Z F、b、Z F、b、Z
Z TZ Z
Z
分类
按质量分
普通钢 P≯0.045%,S≯0.055% 优质钢 P≯0.035-0.04%, S≯0.04% 高级优质钢 P≯0.025%,S≯0.025%
钢结构 钢筋
生铁 (c>2.06%)
Back
特点
优点
比强度高
塑性好、韧性好
能承受冲击和振动荷载
加工性好
缺点
易锈蚀
维护费用大
Back
应用
建筑钢材可用于: ➢大跨度结构 ➢多层及高层结构 ➢受动荷载作用的工业厂房
钢桥
Back
意义
➢ 建筑钢材是建筑中常用的材 料
➢ 钢材的品种多，性质差别大， 为了掌握钢材的合理使用， 应对钢材的生产、组成、性 质和用途等知识有一定的了 解。
图7.3.3 屈强比的意义
ε
表7.3.1 钢材的屈强比、可利用率及安全性之间的关系
可利用率
σs/σb低 小
σs/σb高 大
安全性
大
小 Back
塑性
定义
指钢材在外力作用下发生塑性变形而不破坏
的能力。
d0
指标和公式
伸长率
δn—伸长率
n
L1 L0 L1
L0—the 原标点间距
空气 空气
5-12小 时
好
短 最好
低
优质碳素钢及 合金钢
高
同上及特殊用 途的钢
高
同上
脱氧程度的影响
冶炼中为除去杂质而进行的氧化 部分铁不可避免的被氧化 ➢使钢锭内生成许多气泡 ➢降低了钢的质量 为了使 FeO 和 Fe2O3 还原为Fe, 在炼钢的 后阶段必须脱氧。
表7.2.2 脱氧程度及钢材质量
Back
过程
建筑钢材
高炉 熔融
生铁
精炼
氧化 还原
图7.2.1 钢材的冶炼过程
钢锭 铸锭
钢
炉种的影响及氧化程度
炉种的影响及氧化程度见表7.2.1 和表7.2.2。
表7.2.1 炉种的影响
炉型
原料
吹入 气体
冶炼 时间
钢材 质量 成本
应用
氧气 转炉
熔融铁水
氧气
15-30 分钟
好
平炉 电炉
生铁、铁 矿石等
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拉伸性能
拉伸性能是建筑钢材的主要性能 钢材受拉后的技术性能指标可以用低碳钢 的应力—应变图来反映。 屈服强度 抗拉强度 伸长率
拉伸性能录像
低碳钢的应力应变图见 图7.3.1 σ
B A
C D
σb σσσSPSLU
0
δ
ε
图7.3.1 低碳钢的应力应变图
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屈服强度
定义 屈服强度是指钢材开始丧失随变形的抵抗 能力,并开始产生大量变形的能力。 意义 ➢是弹性变形转变为塑性的转折点 ➢当外力超过屈服点时，产生不可恢复的变 形，钢材内部的应力自动分配至低应力部 位 ➢所以说，屈服点是确定钢结构容许应力值 的依据
建筑钢材的拉伸性能、冲击韧性及冷弯性 能 常用建筑钢材的标准及选用
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§7.1 概 述
定义 分类 特点 应用 意义
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概述
定义
指用于工程建设的各种钢材，包括：
➢型钢
➢钢板
➢钢丝 ➢钢筋
钢筋
钢板
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型钢
钢丝
分类
按化学成分可分为: 黑色金属和有色金属
有色金属
铜、铝及合金
金属材料 黑色金属
➢因此，在结构设计中不能应用
屈强比（σs/σb）
定义 ➢ σs/σb反映了钢材的可利用率和安全性的
大小 意义 ➢ 屈强比对钢材的可利用率和安全性来说是
重要的。(表7.3.1, 图7.3.3) ➢ 合理屈强比：
➢碳素钢 0.58—0.63 ➢低碳合金结构钢 0.65—0.75
σ
σb σs2 σs1
➢ 本章的重点是钢材的技术性 质（主要是抗拉性能）、技 术标准和选用。
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§7.2 基本知识
钢材的冶炼过程及其对钢材质量的影响 ➢冶炼原理 ➢炉种的影响 分类 ➢按化学成份分 ➢按质量分 ➢按结构用途分
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钢材的冶炼过程 及其对钢材质量的影响
冶炼原理
将熔融的生铁水或焦炭及铁矿石加入炼钢 炉中精炼，使炭及其它杂质氧化而挥发或 变成氧化物进入渣内，降低炭及其它杂质 的含量。
0.18~0.28
0.20~0.38
化学成分 % Si
Mn
0.30
0.25~0.55
0.30
0.30~0.65 0.30~0.70
0.30 0.35-0.80
0.40~0.70
0.30
0.50~0.80
0.35
S ≤
0.050 0.050 0.045 0.050 0.045 0.040 0.035 0.050
低合金钢 <5% √ 中合金钢 = 5～10% 钢合金钢 >10%
表7.2.3 碳素结构钢的化学成分 （GB700—88）
牌号 等级 C
Q195 A
Q215 B A B
Q235 C D
A Q255
B
Q275
0.06~0.12 0.09~0.15 0.14~0.22 0.12~0.20
≤0.18 ≤0.17
屈服强度
公式
s
Fs A0
σ
σs－屈服强度 Fs－屈服应力
Ao－试件截面积
对屈服不明显的钢,
规定以产生0.2%残
余变形时的应力f02 作为屈服强度σ02， 见图7.2.3
O
ε
0.2% 图7.3.2 低碳钢的应力应变图
拉伸强度
定义
σb 是指钢材能承受的最大拉应力. 意义
➢当外力大于抗拉强度时，钢材完全丧失对 变形的抵抗能力而断裂
按结构用途分
结构钢 各种工程构件及机械零件, 属低碳钢或中碳钢 工具钢 刀具、模具 特殊钢 不锈钢、耐热钢、耐磨钢
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§7.3 建筑钢材的技术性质
拉伸性能 ➢低碳钢的应力－应变图 ➢强度 ➢塑性 冲击韧性 冷弯性能
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工程中的钢结构和钢筋混凝土结构中的 钢材的基本性能有：
机械性能 拉伸性能 冲击韧性 疲劳强度 工艺性能 冷弯性能 焊接性能
钢种 沸腾钢
脱氧程度 不充分
冷却情况
浇筑时有大量 CO 逸出
钢材质量 差
半镇静钢
介于二者之间
好
镇静钢 特殊镇静钢
充分
平静冷却，无CO 组织致密、成分均
逸出
匀、机械性能好
最充分
最好
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分类
按化学成分分类
1. 碳素钢
低碳钢 C<0.25% √ 中碳钢 C=0.3～0.55% 高碳钢 C>0.6%
2. 合金钢
第七章
建筑钢材
目录
基本要求 7.1 概述 7.2 基本知识 7.3 技术性质 7.4 冷加工和时效 7.5 技术标准及选用
基本要求
本章学时
讲课3 实验0.5
主要内容
建筑钢材的特点、分类及应用 建筑钢材的拉伸性能、冲击韧性及冷弯性 能
基本要求
建筑钢材的冷加工及时效强化 常用建筑钢材的标准及选用
重点
0.045
0.050
P
0.045 0.045 0.045 0.040 0.035 0.045
0.045
脱氧方法
F、b、Z F、b、Z F、b、Z
Z TZ Z
Z
分类
按质量分
普通钢 P≯0.045%,S≯0.055% 优质钢 P≯0.035-0.04%, S≯0.04% 高级优质钢 P≯0.025%,S≯0.025%
钢结构 钢筋
生铁 (c>2.06%)
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特点
优点
比强度高
塑性好、韧性好
能承受冲击和振动荷载
加工性好
缺点
易锈蚀
维护费用大
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应用
建筑钢材可用于: ➢大跨度结构 ➢多层及高层结构 ➢受动荷载作用的工业厂房
钢桥
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意义
➢ 建筑钢材是建筑中常用的材 料
➢ 钢材的品种多，性质差别大， 为了掌握钢材的合理使用， 应对钢材的生产、组成、性 质和用途等知识有一定的了 解。
图7.3.3 屈强比的意义
ε
表7.3.1 钢材的屈强比、可利用率及安全性之间的关系
可利用率
σs/σb低 小
σs/σb高 大
安全性
大
小 Back
塑性
定义
指钢材在外力作用下发生塑性变形而不破坏
的能力。
d0
指标和公式
伸长率
δn—伸长率
n
L1 L0 L1
L0—the 原标点间距