建筑材料 第1篇 第7章 建筑钢材

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第一篇 土建工程材料 第七章 建筑钢材
（2）技术要求 标准：GBl59l一1994
（3）低合金高强度结构钢的选用 轻质高强、耐腐蚀、耐低温性好、抗冲击性强、使
用寿命长、良好的可焊性和冷加工性，轧制各种型钢、 钢管、钢筋，用于钢结构和钢筋混凝土结构中。
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第一篇 土建工程材料 第七章 建筑钢材
牌号表示：由含碳量的万分数、主要合金元素符号及 含量的百分数。
（2）抗拉强度(σb) B-C阶段：试件在屈服阶段后，内部组织结构发生
变化，抵抗塑性变形的能力又重新提高，称为强化阶 段。对应于最高点C的应力称为抗拉强度σb。
σs/σb 称为屈强比。屈强比越小，表示钢材受力超过 屈服点工作时的可靠性越大，结构越安全。但屈强比 过小，钢材有效利用率太低，造成浪费。
建筑结构钢的屈强比般为0.6～0.75。
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第一篇 土建工程材料 第七章 建筑钢材
变形，Ａ点相对应的应力为弹性极限σp。 A-B 阶段:当应力超过σp时，产生塑性变形，出现屈
服现象。屈服下限对应的应力为屈服极限值σs。 对屈服现象不明显的钢，规定以0.2%残余变形时的应
力σ0.2作为屈服强度。
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低碳钢 C含量＜0.25% 碳素钢 中碳钢 C含量＞0.25%～0.6%
高碳钢 C含量＞0.6% 低合金钢 合金总量＜5% 合金钢 中合金钢 合金总量＜5%～10% 高合金钢 合金总量＞10% 5.钢按质量等级分：普通钢、优质钢、高级优质钢 和特级优质钢。
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钢材冷加工后，产生塑性变形，晶粒产生相对滑移 及晶粒的破碎晶格的伸长及歪扭，构成了滑移面的凹 凸不平，给以后变形造成较大困难，提高了钢材的强 度，但塑性、韧性大大降低。
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（3） 时效处理 自然时效：常温下搁置15～20天。 人工时效：冷拉后立即加热到100～200℃，并至少
保持2～3h。 钢材时效处理后，屈服强度、抗拉强度及硬度都进一 步提高，而塑性及韧性继续降低。
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四、冲击韧性 钢材抵抗冲击荷载的能力。 将摆锤从一定高度自由落下将中间开有V型缺口试 件冲断，以试件在缺口处的最小横截面积除所作功的 值为冲击韧性，aK单位为J/cm2。
当3个试件均发生破裂，判定该批接头为不合格品。
当有2个试件发生破裂，应复验。
复验时，应再切取6个试件。当有3个试件发生破裂时， 应判定该批接头为不合格品。
注：当试件外侧横向裂纹宽度达到0.5mm时，应认定 已经破裂。
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二、 钢筋混凝土用冷拉钢筋 1.冷拉钢筋 在常温下将热轧钢筋或盘条施加规定的拉应力。 2.冷拔低碳钢丝 将直径为6～8mm的Q215或Q235的低碳圆盘条，以强 力拉拔而成的线材。 甲级钢丝：用作预应力筋。 乙级钢丝：用作焊接网、焊接骨架、箍筋和构造钢筋。
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3.冷轧带肋钢筋 是用低碳钢或低合金钢热轧圆盘条，经冷轧后在其表 面轧成具有三面或二面月牙形横肋的钢筋。 标准：GB13788-2000 分 为 CRB550 、 CRB650 、 CRB800 、 CRB970 、 CRB1170牌号。 特点： 1）强度高、塑性好、综合力学性能优良。 2）握裹力强。
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含量降到预定的范围。 炼钢方法：空气转炉法、氧气转炉法、平炉法和电
炉法。主要用氧气转炉及平炉冶炼。 二、钢的分类 1.根据脱氧程度分：沸腾钢（F）、镇静钢（Z）、
半镇静钢（b）和特殊镇静钢（TZ）。 2.钢按化学成分分：碳素钢和合金钢。 3. 钢按压力加工方法分：热加工和冷加工钢材。 4.钢按用途分：钢结构和混凝土结构用钢。
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注：当接头试件虽断于焊缝或热影响区，呈脆性断裂， 但其抗拉强度≥钢筋规定抗拉强度的1.10倍时，可按断 于焊缝或热影响区之外，呈延性断裂同等对待。
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钢筋闪光对焊接头、气压焊接头弯曲试验均应符合 下列要求：
当试件弯至900，有2个或3个试件外侧未发生破裂，评 定弯曲试验合格。
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二、 低合金高强度结构钢 （1）低合金高强度钢的牌号 牌号：Q295、Q345、Q390、Q420、Q460 质量等级：A、B、C、D、E 表示方法：屈服点符号、屈服极限值和质量等级 例如：Q295—A
表示：屈服极限为295MPa，质量等级为A的低合金 高强度结构钢。
《钢筋混凝土用钢第1部分：热轧光圆钢筋 （GBl499.1-2008） 《钢筋混凝土用钢第2部分： 热轧带肋钢筋》（GBl499.2-2007）
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3.钢材的选用 1） HPB235光圆钢筋 特点:强度低，塑性、韧性和焊接性好。 应用:普通钢筋混凝土结构中的受力及构造钢筋。 2）HRB335、HRB400带肋钢筋 特点：强度较高，塑性、韧性较好。 应用：用于大中型钢筋混凝土结构的受力钢筋。 3）HRB500带肋钢筋 特点：强度高，塑性与焊接性较差。 应用：适宜于做预应力钢筋。
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第四节 建筑钢材技术标准和选用
一、碳素结构钢 （1）碳素结构钢的牌号及表示方法
牌号：Q195、Q215、Q235、Q255、Q275 质量等级：A、B、C、D 脱氧程度：特殊镇静钢（TZ）、镇静钢（Z）、半镇 静钢（b）和沸腾钢（F）。 表示方法：屈服点的字母、屈服点数值、质量等级 符号、脱氧方法符号。
当有1个试件的抗拉强度小于规定值，或2个试件在焊.10倍时，应进行复验。
复验时，切取6个试件。复验结果，当仍有1个试件的 抗拉强度小于规定值，或有3个试件断于焊缝或热影响 区，呈脆性断裂，其抗拉强度小于钢筋规定抗拉强度的 1.10倍时，判定该批接头不合格。
第五节 钢筋混凝土结构用钢
按化学成分：碳素结构钢筋、普通低合金钢钢筋。 按生产方法：热轧钢筋、热处理钢筋、冷加工钢筋、 预应力钢筋。 按钢筋外形：光面钢筋、螺纹钢筋和刻痕钢筋。 一、热轧钢筋 按表面形状分：光园钢筋、带肋钢筋 按带肋钢筋分：月牙肋钢筋、等高肋钢筋
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1.3个试件的抗拉强度均不得小于该牌号钢筋规定的抗 拉强度；RRB400钢筋接头试件的抗拉强度均不得小于 570N/mm2；
2.至少应有2个试件断于焊缝之外，呈延性断裂。
当达到上述2项要求时，应评定该批接头为抗拉强度 合格。
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当有2个试件抗拉强度小于钢筋规定的抗拉强度，或3 个试件均在焊缝或热影响区发生脆性断裂时，则判定该 批接头不合格。
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例如： Q235-A • F 表示: 屈服点为235 MPa的A级沸腾钢。 （2）技术要求
标准：GB700-1988 （3）碳素结构钢的选用
牌号增大，含碳量增加，强度和硬度增大，塑性和 韧性降低。建筑工程主要用Q235号钢，有较高的强度， 良好的塑性、韧性、可焊性。
第三节 钢的化学成分对钢材性能的影响
一、碳（C） C＜0.8%，强度和硬度提高，塑性和韧性降低。
C＞1%，硬度增加，强度、塑性、韧性都降低，可焊
性下降，冷脆性增加。 二、硅（Si） Si＜1%，强度提高，塑性、韧性影响不明显。 Si＞1%，塑性和韧性降低，冷脆性增加，可焊性差。
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第一篇 土建工程材料 第七章 建筑钢材
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五、耐疲劳性 钢材在受交变荷载反复作用时，可能在最大应力远 低于屈服强度的情况突然破坏，这种破坏称为疲劳破 坏。 影响因素：内部组织状态、成分偏析及各种缺陷。 一般钢材抗拉强度高，其疲劳极限也较高。
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第一篇 土建工程材料 第七章 建筑钢材
电 渣 压 力 焊
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第一篇 土建工程材料 第七章 建筑钢材
电弧焊（双面搭接焊）
钢筋机械连接（锥螺纹套筒、直螺纹套筒接头）
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钢筋焊接及验收规程：JGJ18-2003
钢筋闪光对焊接头、电弧焊接头、电渣压力焊接头、 气压焊接头拉伸试验结果均应符合下列要求：
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第一篇 土建工程材料 第七章 建筑钢材
（3）伸长率(δ) C-D阶段：当钢材强化达到最高点后，塑料性变形迅 速增加，试件断面急剧缩小，薄弱处出现“颈缩现象” 而断裂。
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第一篇 土建工程材料 第七章 建筑钢材
伸长率：标距长度增量与原标距长度的百分比，其 值越大，表明钢材的塑性越好。
L1 L0 100 %
三、锰（Mn） 可脱氧和脱硫，提高钢的强度和硬度，消除钢的热 脆性。 四、磷（P） 提高强度，塑性和韧性降低，形成冷脆性。 五、硫（S） 硫在钢的热加工时形成热脆现象。冲击韧性、疲劳 强度、可焊性降低。
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六、氧（O） 强度降低，热脆性增加，冷弯、热加工和焊接性能 降低。 七、氮（N） 强度提高，塑性及韧性下降，热加工、焊接和冷弯 性能降低。 八、铝、钛、钒、铌（A1、Ti、V、Nb） 改善组织、细化晶粒、提高强度、改善韧性。