普通建筑材料之建筑钢材概述PPT
合集下载
建筑材料知识PPT课件( 29页)
第2章 建筑结构材料
§2–1 结构材料的性质 §2-2 钢筋 §2-3 混凝土 §2-4 钢筋与混凝土的粘结
§2-1 结构材料的性质
钢筋 混凝 土结 构对 钢筋 性能 的要 求：
强度 塑性 焊接性能 粘结力 经济性 质量稳定性
§ 2-2 钢筋
钢筋的种类
HPB235 光圆钢筋
热轧钢筋
HRB335 HRB400
轴心抗压强度设计值
fc
f ck 1 .4
轴心抗拉强度设计值
ft
f tk 1 .4
表2-5 混凝土强度标准值和设计值/N·mm-2
f ck fc f tk ft
混凝土的变形
混凝土的受力变形 混凝土的非受力变形
受压混凝土一次短期加荷的应力—应变曲线
混凝土的弹性模量
σ 原点切线
σ
割线
σ
切线
a0
ε
2. 钢筋的强度设计值——等于标准值除以分项系数。
热轧钢筋强度设计值：
fy,
f
y
f
yk，f
yk
பைடு நூலகம்
g
,g
s
1.1
见书中表2-2
预应力钢筋强度设计值：
f py ,
f
py
sf
ptk，f
ptk
g
,g
s
1.2
见表2-3
s
钢筋的常用直径
d=6mm,8mm,10mm,12mm,14mm,16mm,18mm,20mm, 22mm,25mm,28mm,32mm
a点后：应力-应变关系为非线性， 有一定塑性变形，且没有明显的屈 服点
§2–1 结构材料的性质 §2-2 钢筋 §2-3 混凝土 §2-4 钢筋与混凝土的粘结
§2-1 结构材料的性质
钢筋 混凝 土结 构对 钢筋 性能 的要 求：
强度 塑性 焊接性能 粘结力 经济性 质量稳定性
§ 2-2 钢筋
钢筋的种类
HPB235 光圆钢筋
热轧钢筋
HRB335 HRB400
轴心抗压强度设计值
fc
f ck 1 .4
轴心抗拉强度设计值
ft
f tk 1 .4
表2-5 混凝土强度标准值和设计值/N·mm-2
f ck fc f tk ft
混凝土的变形
混凝土的受力变形 混凝土的非受力变形
受压混凝土一次短期加荷的应力—应变曲线
混凝土的弹性模量
σ 原点切线
σ
割线
σ
切线
a0
ε
2. 钢筋的强度设计值——等于标准值除以分项系数。
热轧钢筋强度设计值：
fy,
f
y
f
yk，f
yk
பைடு நூலகம்
g
,g
s
1.1
见书中表2-2
预应力钢筋强度设计值：
f py ,
f
py
sf
ptk，f
ptk
g
,g
s
1.2
见表2-3
s
钢筋的常用直径
d=6mm,8mm,10mm,12mm,14mm,16mm,18mm,20mm, 22mm,25mm,28mm,32mm
a点后：应力-应变关系为非线性， 有一定塑性变形，且没有明显的屈 服点
建筑 钢材
7 建筑钢材
7.1 概述 7.2 建筑钢材的主要技术性质 7.3 建筑钢材的技术标准和选用 7.4 钢材的冷加工与热处理 7.5 钢材的检验与堆放 7.6 钢材的防腐与防火
7.1 概述
钢材是以铁为主要元素，含碳量一般在2%以下，并含有其他元素 的材料。建筑钢材是指建筑工程中使用的各种钢材，包括钢结构用各种 型材(如圆钢、角钢、工字钢、钢管、板材)和钢筋混凝土结构用钢筋、 钢丝、钢绞线。
第一节 建设工程信息的收集
一、建设工程决策阶段的信息收集 在建设工程决策阶段，由于该阶段对建设工程项目的效益影 响很大，应该首先进行项目决策阶段相关信息的收集。该阶 段信息收集工作主要是收集工程项目外部的宏观信息，要收 集过去的、现代的和未来的与项目相关的信息，具有较多的 不确定性。 在建设工程前期决策阶段，应向有关单位收集以下资料:
(2)平炉钢。平炉钢是指以固体或液体生铁、铁矿石或废钢为原料， 用煤气或重油为原料在平炉中加热冶炼，杂质靠铁矿石或废钢中的氧起 氧化作用而除去的钢。冶炼时，杂质轻并浮在表面，对钢水与空气起隔 离作用，所以钢中杂质含量少，成品质量高。由于冶炼时间长 (4～12h)， 清除杂质较彻底，钢材质量好，但成本比转炉钢高。
上一页 下一页 返回
第一节 建设工程信息的收集
(1)可行性研究报告，前期相关文件资料，存在的疑点和建设 单位的意图，建设单位前期准备和项目审批完成的情况。 (2)同类工程相关信息。 (3)拟建工程所在地相关信息。 (4)工程所在地政府相关信息。 (5)设计中的设计进度计划，设计质量保证体系，设计合同执 行情况，偏差产生的原因，纠偏措施，专业间设计交接情况， 执行规范、规程、技术标准，特别是强制性规范执行的情况， 设计概算和施工图预算结果，了解超限额的原因，了解各设 计工序对投资的控制等。 (6)勘察、测量、设计单位相关信息。
7.1 概述 7.2 建筑钢材的主要技术性质 7.3 建筑钢材的技术标准和选用 7.4 钢材的冷加工与热处理 7.5 钢材的检验与堆放 7.6 钢材的防腐与防火
7.1 概述
钢材是以铁为主要元素，含碳量一般在2%以下，并含有其他元素 的材料。建筑钢材是指建筑工程中使用的各种钢材，包括钢结构用各种 型材(如圆钢、角钢、工字钢、钢管、板材)和钢筋混凝土结构用钢筋、 钢丝、钢绞线。
第一节 建设工程信息的收集
一、建设工程决策阶段的信息收集 在建设工程决策阶段，由于该阶段对建设工程项目的效益影 响很大，应该首先进行项目决策阶段相关信息的收集。该阶 段信息收集工作主要是收集工程项目外部的宏观信息，要收 集过去的、现代的和未来的与项目相关的信息，具有较多的 不确定性。 在建设工程前期决策阶段，应向有关单位收集以下资料:
(2)平炉钢。平炉钢是指以固体或液体生铁、铁矿石或废钢为原料， 用煤气或重油为原料在平炉中加热冶炼，杂质靠铁矿石或废钢中的氧起 氧化作用而除去的钢。冶炼时，杂质轻并浮在表面，对钢水与空气起隔 离作用，所以钢中杂质含量少，成品质量高。由于冶炼时间长 (4～12h)， 清除杂质较彻底，钢材质量好，但成本比转炉钢高。
上一页 下一页 返回
第一节 建设工程信息的收集
(1)可行性研究报告，前期相关文件资料，存在的疑点和建设 单位的意图，建设单位前期准备和项目审批完成的情况。 (2)同类工程相关信息。 (3)拟建工程所在地相关信息。 (4)工程所在地政府相关信息。 (5)设计中的设计进度计划，设计质量保证体系，设计合同执 行情况，偏差产生的原因，纠偏措施，专业间设计交接情况， 执行规范、规程、技术标准，特别是强制性规范执行的情况， 设计概算和施工图预算结果，了解超限额的原因，了解各设 计工序对投资的控制等。 (6)勘察、测量、设计单位相关信息。
《建筑材料(第4版)》教学课件-第7章 建筑钢材
HRB400、HRB500、HRB600级钢筋的强度较高、塑性较好， 可用作普通钢筋混凝土结构的受力筋 和预应力钢筋混凝土的预应力筋。
钢筋牌号中带“E”的钢筋表示抗震性较好， 用于抗震一、二、三级的钢筋混凝土框架和斜撑构件。
§7.4 常用建筑钢材
二、冷轧带肋钢筋
1.定义：在热轧Ⅰ级盘卷钢筋的表面轧制出三面或两面横肋而形成的钢筋。 2.特点：强度高、与混凝土的粘结锚固力大。
4.技术性能：
尺寸偏差 质量偏差 力学性能 工艺性能
各项性能的质量标准， 详见《预应力混凝土用钢绞线》
（GB/T5224-2014）
§7.5 钢材的取样送检
一、按照相关标准和规范的规定进行进场验收 二、取样的组批规则、检测项目、样品数量、取样方法、
执行标准或规范如下表所示：
§7.5 钢材的取样送检
冷加工意义：提高钢材的屈服强度，节约钢材。
§7.3 钢材的冷加工
二、加工方式：
冷拉、冷拔、冷轧、冷冲、冷压、刻痕等。
§7.3 钢材的冷加工
二、加工方式：
1.
冷拉：采用一定的拉力将钢材拉伸到一定程度后，
缓缓卸去荷载。
§7.3 钢材的冷加工
二、加工方式： 2. 冷拔：将直径较大的钢筋通过直径较小的拔丝模孔，
§7.4 常用建筑钢材
一、热轧钢筋
3.钢筋标识： 钢筋牌号、生产许可证编号后3位(或厂家商标) 、规格直径三部分内容。
标识中带字母“E”表示是抗震性较好的钢筋。
§7.4 常用建筑钢材
一、热轧钢筋
3.热轧钢筋的应用： HPB300级钢筋的强度低、塑性好， 宜用作普通钢筋混凝土结构的受力筋和箍筋。
②尺寸偏差
《金属材料弯曲试验》 GB/T232-2010
钢筋牌号中带“E”的钢筋表示抗震性较好， 用于抗震一、二、三级的钢筋混凝土框架和斜撑构件。
§7.4 常用建筑钢材
二、冷轧带肋钢筋
1.定义：在热轧Ⅰ级盘卷钢筋的表面轧制出三面或两面横肋而形成的钢筋。 2.特点：强度高、与混凝土的粘结锚固力大。
4.技术性能：
尺寸偏差 质量偏差 力学性能 工艺性能
各项性能的质量标准， 详见《预应力混凝土用钢绞线》
（GB/T5224-2014）
§7.5 钢材的取样送检
一、按照相关标准和规范的规定进行进场验收 二、取样的组批规则、检测项目、样品数量、取样方法、
执行标准或规范如下表所示：
§7.5 钢材的取样送检
冷加工意义：提高钢材的屈服强度，节约钢材。
§7.3 钢材的冷加工
二、加工方式：
冷拉、冷拔、冷轧、冷冲、冷压、刻痕等。
§7.3 钢材的冷加工
二、加工方式：
1.
冷拉：采用一定的拉力将钢材拉伸到一定程度后，
缓缓卸去荷载。
§7.3 钢材的冷加工
二、加工方式： 2. 冷拔：将直径较大的钢筋通过直径较小的拔丝模孔，
§7.4 常用建筑钢材
一、热轧钢筋
3.钢筋标识： 钢筋牌号、生产许可证编号后3位(或厂家商标) 、规格直径三部分内容。
标识中带字母“E”表示是抗震性较好的钢筋。
§7.4 常用建筑钢材
一、热轧钢筋
3.热轧钢筋的应用： HPB300级钢筋的强度低、塑性好， 宜用作普通钢筋混凝土结构的受力筋和箍筋。
②尺寸偏差
《金属材料弯曲试验》 GB/T232-2010
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。
ss2建筑钢材
二、生产过程
（1）冶炼 钢材的冶炼方法:
平炉炼钢—质量好，但效率低；（已停产）
氧气顶吹转炉炼钢—质量好，效率高；
碱性侧吹转炉炼钢—质量差；（禁用）
电炉炼钢—质量好，但成本高；（不用） 冶炼这一冶金过程形成钢的化学成分与含量、钢的金 相组织结构，以及不可避免的冶金缺陷，从而确定不 同的钢种、钢号及其相应的力学性能。
等肢角钢“∟肢宽×厚度” 如∟100×8 目前我国生产的角钢最大边长为200mm，角钢的供应长度 一般为4～19m。
5）H型钢和T型钢 H型钢和T型钢均分为三类： 宽翼缘：HW TW； 中翼缘：HM TM； 窄翼缘：HN TN。
H型钢的表示方法：
如HW300×300×10×15
高度h×宽度b×腹板厚度t1×翼缘厚度
Q
B-半镇静钢 脱氧方法的符号 Z-镇静钢 （Z、TZ可省略） TZ-特殊镇静钢 表示按质量划分的级别：A、B、C、D
N mm2 阿拉伯字—表示屈服强度的大小
屈服强度中屈字汉语拼音的字首
钢号中质量分级由A到D，表示质量的由低到高。
A级钢——冲击韧性不作为要求条件，冷弯试验只在需 方要求时进行； B级钢——要求常温（20±5℃）冲击韧性值AKV ≥27J 冷弯合格； C级钢——要求（0℃）冲击韧性值AKV ≥27J、冷弯合格； D级钢——要求负温（－20℃）冲击韧性值AKV ≥27J、 冷弯合格；
冷弯合格。
低合金高强度结构钢的A、B级属于镇静钢，
C、D、E级属于特殊镇静钢。
例：Q235－AF表示屈服强度为235N／mm2的A级沸腾钢；
Q235-Bb表示屈服强度为235N／mm2的B级半镇静钢；
Q235-C表示屈服强度为235N／mm2的C级镇静钢。
建筑材料PPT幻灯片课件
建筑材料PPT幻灯片课件
目录
• 建筑材料概述 • 水泥与混凝土 • 钢材与木材 • 墙体材料 • 防水材料 • 装饰材料
01
建筑材料概述
建筑材料的定义与分类
定义
建筑材料是用于建造各种建筑物、构 筑物及其附属设施所使用的各类材料 总称。
分类
按化学成分可分为无机材料、有机材 料和复合材料；按使用功能可分为结 构材料、功能材料和装饰材料。
水处理，确保卫生间不渗水、不漏水。同时，要注意做好地漏、管道等
部位的细部处理。
Байду номын сангаас 06
装饰材料
装饰材料的种类与特性
木质装饰材料
自然纹理，质感温馨，易于加工和造型，但 易燃、易变形。
石材装饰材料
质地坚硬，纹理自然，耐磨、耐腐蚀，但重量 大、不易加工。
陶瓷装饰材料
色彩丰富，表面光滑，易于清洗，但易碎、不耐 冲击。
防水材料的应用与施工
01
地下室防水
采用防水卷材或防水涂料进行地下室底板、侧墙和顶板的防水处理，确
保地下室不渗水、不漏水。
02
屋顶防水
根据屋顶类型（如平屋顶、坡屋顶）和气候条件选择合适的防水材料，
如防水卷材、防水涂料等，进行屋顶的防水处理。
03
卫生间防水
采用聚合物水泥防水涂料或聚氨酯防水涂料进行卫生间地面和墙面的防
木材
家具制造、建筑装饰、包装材料、艺术品等领域。
钢材与木材的应用与施工
钢材
在施工前需进行除锈、防锈处理，确保焊接质量和连接牢固。同时，要注意钢材 的防火和防腐蚀措施。
木材
在施工前需进行干燥处理，确保含水率符合要求。在施工过程中，要注意木材的 防潮、防腐和防火措施。同时，对于不同种类的木材，需采用相应的连接方式和 施工方法，以确保施工质量和安全。
目录
• 建筑材料概述 • 水泥与混凝土 • 钢材与木材 • 墙体材料 • 防水材料 • 装饰材料
01
建筑材料概述
建筑材料的定义与分类
定义
建筑材料是用于建造各种建筑物、构 筑物及其附属设施所使用的各类材料 总称。
分类
按化学成分可分为无机材料、有机材 料和复合材料；按使用功能可分为结 构材料、功能材料和装饰材料。
水处理，确保卫生间不渗水、不漏水。同时，要注意做好地漏、管道等
部位的细部处理。
Байду номын сангаас 06
装饰材料
装饰材料的种类与特性
木质装饰材料
自然纹理，质感温馨，易于加工和造型，但 易燃、易变形。
石材装饰材料
质地坚硬，纹理自然，耐磨、耐腐蚀，但重量 大、不易加工。
陶瓷装饰材料
色彩丰富，表面光滑，易于清洗，但易碎、不耐 冲击。
防水材料的应用与施工
01
地下室防水
采用防水卷材或防水涂料进行地下室底板、侧墙和顶板的防水处理，确
保地下室不渗水、不漏水。
02
屋顶防水
根据屋顶类型（如平屋顶、坡屋顶）和气候条件选择合适的防水材料，
如防水卷材、防水涂料等，进行屋顶的防水处理。
03
卫生间防水
采用聚合物水泥防水涂料或聚氨酯防水涂料进行卫生间地面和墙面的防
木材
家具制造、建筑装饰、包装材料、艺术品等领域。
钢材与木材的应用与施工
钢材
在施工前需进行除锈、防锈处理，确保焊接质量和连接牢固。同时，要注意钢材 的防火和防腐蚀措施。
木材
在施工前需进行干燥处理，确保含水率符合要求。在施工过程中，要注意木材的 防潮、防腐和防火措施。同时，对于不同种类的木材，需采用相应的连接方式和 施工方法，以确保施工质量和安全。
《建筑材料》第六章建筑钢材
PPT文档演模板
•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。
PPT文档演模板
《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
PPT文档演模板
《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。
PPT文档演模板
《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）
PPT文档演模板
《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
第2章建筑钢材 土木工程材料
土木工程材料
§2.2 建筑钢材的主要力学性能
第2章 建筑钢材
2.2.1抗拉性能
是钢材最重要的性能之一 。由拉伸实验测定的屈 服点、抗拉强度和伸长率是钢材抗拉性能的主要技术 指标。
土木工程材料
R =P/A
第2章 建筑钢材
D D′
Rm ReH ReL
A
A=ΔL/L
图2-9 低碳钢受拉时的应力-应变图
高碳钢 — 0.6% 2%
土木工程材料
第2章 建筑钢材
合金钢按合金元素的总含量可分为：
低合金钢 —〈5% 合金钢中合金钢 — 5% 10%
高合金钢 — 〉10%
钢材中各元素对钢材的性能有不同的影响。 现对钢材中主要合金元素和杂质元素的存在形态 及其对钢材性能的影响作简要介绍。
土木工程材料
第2章 建筑钢材
1.钢材被腐蚀的主要原因
（1）化学腐蚀
（2）电化学腐蚀
金属在潮湿气体以及导电液体（电解质）中， 由于电子流动而引起的腐蚀，称为电化学腐蚀。
土木工程材料
第2章 建筑钢材
在钢铁表面，原电池的两极反应如下： 阴极：Fe-2e=Fe2+ 阳极：2H++ 2e=H2 Fe2++2(OH)- =Fe(OH)2
钢材也非完美，其中的缺陷类型主要有三种。
土木工程材料
第2章 建筑钢材
线缺陷 位错
钢材的缺陷类型点缺陷间 空隙 位原子
杂质原子 固溶体
面缺陷 晶界面
在金属晶体中，位错及其它类型的缺陷是大量存
在的。位错的存在使金属的实际屈服强度远低于在无
缺陷理想状态下的理论强度。空位使位错的阻力减小，
钢材强度减小。而间隙原子、杂质原子和晶界面使位
- 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)。
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
➢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强比：
➢碳素钢 0.58—0.63 ➢低碳合金结构钢 0.65—0.75
σ
σb σs2 σs1
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
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
➢ 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。
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
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
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
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。
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
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
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
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%
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
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
➢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强比：
➢碳素钢 0.58—0.63 ➢低碳合金结构钢 0.65—0.75
σ
σb σs2 σs1
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
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
➢ 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。
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
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
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
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。
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
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
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
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%
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