【建筑材料】第七章.建筑钢材
《建筑材料》第二十一次课(第七章)
半镇静钢
镇静钢
介于二者之间
充分 平静冷却，无 CO 逸出 最充分
好
组织致密、成分 均匀、机械性能 好 最好
特殊镇静 钢
7.1.2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
低合金钢 <5% √ 中合金钢 = 5～10% 高合金钢 >10%
空气 空气
好 最好
高 高
脱氧程度的影响
冶炼中为除去杂质而进行氧化 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。
脱氧程度及钢材质量
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
屈强比（σ s/σ b）
定义 σ s/σ b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 合理屈强比： 碳素钢 0.58—0.63 低合金结构钢 0.65—0.75
σ
σb σs2 σs1
ε
钢材的屈强比、可利用率及安全性之间的关系 σ s/ σ b低 可利用率 安全性 小 大 σ s/ σ b高 大 小
屈服强度
屈服强度
公式
Fs s A0
σs－屈服强度 Fs－屈服应力 Ao－试件截面积
σ
对屈服不明显的钢, 规定以产生0.2%残 余变形时的应力f0.2 作为屈服强度σ 0.2。
O
ε
0.2% 硬钢的应力应变图
【建筑材料】第七章.建筑钢材
【建筑材料】第七章.建筑钢材【建筑材料】第七章建筑钢材建筑钢材，作为现代建筑中不可或缺的重要材料，其性能和应用对于建筑的质量、安全性以及耐久性都有着至关重要的影响。
钢材具有许多优良的特性。
首先，它的强度高。
与其他常见的建筑材料相比，钢材在相同的体积下能够承受更大的荷载，这使得在建造高层建筑、大跨度桥梁等大型结构时，钢材成为首选材料。
其次，钢材的塑性和韧性好。
在受到外力作用时，钢材能够发生较大的变形而不致突然断裂，这为建筑结构在面临意外情况时提供了一定的安全保障。
再者，钢材具有良好的可加工性，可以通过各种方式进行切割、焊接、弯曲等加工，以满足不同建筑结构的形状和尺寸要求。
从化学成分来看，建筑钢材主要包含碳素钢和合金钢两大类。
碳素钢根据含碳量的不同又可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。
低碳钢的强度较低，但塑性和韧性较好，常用于制作普通的建筑构件；中碳钢的强度和硬度相对较高，常用于制造机械零件；高碳钢则具有很高的强度和硬度，但塑性和韧性较差，一般不用于建筑结构。
合金钢则是在碳素钢的基础上加入了一些合金元素，如锰、硅、钒等，以改善钢材的性能，使其具有更高的强度、更好的耐腐蚀性等。
建筑钢材的生产工艺主要包括炼铁、炼钢和轧制等环节。
炼铁是将铁矿石在高温下还原为铁水，炼钢则是进一步去除铁水中的杂质，并调整其化学成分，使其达到所需的钢材质量要求。
轧制是将钢坯通过轧机轧制成各种形状和尺寸的钢材产品，如钢板、钢管、钢筋等。
在建筑工程中，常见的建筑钢材种类繁多。
钢筋是最常用的一种，它主要用于增强混凝土结构的抗拉强度。
根据钢筋的表面形状，可分为光圆钢筋和带肋钢筋。
光圆钢筋的粘结力较差，一般用于小直径的构件；带肋钢筋则具有较好的粘结力，广泛应用于各种混凝土结构中。
此外，还有型钢，如工字钢、槽钢、角钢等，它们常用于钢结构建筑中作为梁、柱等主要受力构件。
钢板和钢管在建筑中也有广泛的应用，钢板可用于制作屋面板、墙板等，钢管则常用于制作钢结构中的支撑柱、桁架等。
建筑钢材知识点总结
建筑钢材知识点总结一、建筑钢材概述建筑钢材是指在建筑结构中使用的各种钢材，包括钢筋、钢板、钢管等。
建筑钢材在建筑结构中扮演着重要的角色，它们能够提供足够的强度和刚度，使得建筑结构能够承受各种静载和动载荷的作用，并且能够保证建筑结构的稳定性和安全性。
建筑钢材的性能和质量对建筑结构的安全性和稳定性起着至关重要的作用，因此建筑钢材的选材和使用必须要符合相关的标准和规范。
二、建筑钢材的分类建筑钢材可以按形状和材质的不同进行分类，常见的建筑钢材有：钢筋、钢板、钢管、轻钢结构等。
下面对这几种常见的建筑钢材进行详细介绍。
1. 钢筋钢筋是在混凝土结构中广泛使用的一种建筑钢材，它主要用于增强混凝土构件的抗拉强度。
按国家标准规定，钢筋一般分为两种，分别是普通螺纹钢筋和带肋钢筋。
普通螺纹钢筋通常用于普通混凝土结构，而带肋钢筋则用于高强混凝土结构。
钢筋的直径一般在6mm-40mm之间，长度为9m、12m和16m等。
2. 钢板钢板是一种常见的建筑钢材，它主要用于制作各种结构构件和外墙、屋面等。
按板厚的不同，钢板可以分为薄钢板和厚钢板。
常见的钢板有热轧钢板、冷轧钢板、镀锌钢板等。
钢板的表面质量和平整度对其使用性能有着重要影响，因此在选用钢板时需要注意其表面质量和平整度。
3. 钢管钢管是一种广泛使用的建筑钢材，它主要用于制作各种结构构件、管道、支架等。
按国家标准规定，钢管一般分为无缝钢管、焊接钢管和镀锌钢管等。
无缝钢管一般用于高温、高压、腐蚀环境下，焊接钢管则广泛用于一般工程结构。
4. 轻钢结构轻钢结构是一种新型的建筑结构体系，它主要由薄壁轻钢材料构成。
轻钢结构的优点是结构轻、强度高、抗震性能好、施工速度快等。
目前，轻钢结构在住宅建筑、办公楼、仓库等领域得到了广泛应用。
三、建筑钢材的性能建筑钢材的性能是指其力学性能、耐久性能和焊接性能等。
建筑钢材的性能直接影响着建筑结构的安全性和稳定性，因此在选用建筑钢材时需要对其性能进行认真的评估。
建筑材料建筑钢材ppt课件
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
建筑材料 第七章 建筑钢材
第七章 建筑钢材
2. 钢材的时效处理 将经过冷加工后的钢材在常温下存放 15 ~ 20 d，或加热至 100 ~ 200 ℃ 并保持 2 h左右，其内应力得到释放，屈服强度、抗拉强度及硬度进一 步提高，伸长率和冲击韧性逐渐降低的现象称为时效处理，前者称为自然 时效，后者称为人工时效。
535
第七章 建筑钢材
515
第七章 建筑钢材
低碳钢受拉的应力—应变曲线
516
第七章 建筑钢材
1. 弹性阶段（OA） 钢材受力初期，应力与应变成正比，OA 是一条直线，如果卸去外力， 试件能恢复原状，这种性质称为弹性变形，与 A 点对应的应力值称为弹性 极限 σp ，单位为 MPa。 2. 屈服阶段（AB） 当荷载增大，试件应力超过弹性极限时，应变增加很快，而应力基本 不变，这种现象称为屈服。
焊接结构在建筑中被广泛应用，如钢结构构件的连接、接头及预埋件、 连接件、钢筋混凝土的钢筋骨架等。低碳钢一般有优良的焊接性能，高碳 钢的焊接性能通常较差。
528
第三节 钢材的化学成分、冷加工、热
处理对性能的影响
529
第七章 建筑钢材
一、钢材的化学成分对性能的影响
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。这些元素虽然含量少，但对钢材性能有一定影响
518
第七章 建筑钢材
二、钢材的塑性
钢材在受力破坏前可以经受永久变形的性能称为塑性。钢材的塑性指 标有两个：一是伸长率（试样拉断后，标距的伸长长度与原始标距的百分 比，用 δ 表示），二是断面收缩率（试件拉断后，颈缩处横截面积的最大 缩减量与原始横截面积的百分比，用ψ 表示）。在工程应用中，钢材的塑 性指标通常用伸长率表示。
最新七章建筑钢材
2. 冲击韧性
❖ 定义及指标:
➢ 冲击韧性指钢材抵抗冲击荷载而不破坏的能力。
➢ 其大小用冲击韧性值αk来表示。 αk越大，则冲击韧性越好。
k
Ak F
Ak—试件破坏时的冲击功 F —试件槽口处截面积
❖ 影响因素:
➢ 硫、磷含量高，存在化学偏析，含非金属夹杂物，焊接形成裂纹， 温度降低等，均会降低冲击韧性。
废钢、 生铁
空气 空气
4-12小时 短
好 最好
成本 低 高 高
应用
优质碳素钢及 合金钢
同上及特殊用 途的钢
同上
钢种 沸腾钢 半镇静钢 镇静钢 特殊镇静钢
脱氧程度及钢材影响
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
介于二者之间
好
充分
平静冷却，无CO 组织致密、成分均匀、
逸出
机械性能好
ε
应力。见左图。
中碳与高碳钢受拉时的σ-ε图
拉伸过程的主要参数
屈服强度
定义：是指钢材开始丧失随变形而抵抗外力的能力,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。
公式：
s
Fs A0
σs－屈服强度 Fs －屈服应力 Ao－试件截面积
抗拉强度
定义：是指钢材能够承受的最大拉应力。 意义：当外力大于拉伸强度时，钢材完全丧失对变形的抵抗 能力而断裂。因此在结构设计中不能应用。
屈强比
定义：σs/σb反映了钢材的可利用率和安全性的大小。
可利用率 安全性
σs/σb低 小 大
《建筑材料》第二十二次课(第七章)
7.4 建筑工程用钢材的标准与选用
7.4.1建筑工程常用钢种
碳素结构钢 低 合 金 结 构 钢
1.普通碳素结构钢（非合金钢）
㈠牌号表示法 由代表屈服点的字母、屈服点数值、质量等级 符号、脱氧方法符号等四个部分按顺序组成； 如：Q235－AF表示为屈服点不小于235MPa 的A级沸腾钢。 ㈡牌号 共有Q195、Q215、Q235、Q255、Q275五个 牌号。 ㈢技术要求 化学成分、力学性能、冷弯性能应符合GB700 规定。
冷轧是将圆钢在轧钢机上轧成断面形状规 则的钢筋，可以提高其强度及与混凝土的 粘接力。钢筋在冷轧时，纵向与横向同时 产生变形，因而能较好地保持其塑性和内 部结构的均匀性。
总
冷加工的特点：
结
提高屈服强度，但塑性变形降低。
冷加工的目的：
经过冷加工的钢材，可适当减小钢筋混凝土结构
设计截面，或减小混凝土中配筋数量，从而达到节约 钢材的目的。具有明显的经济效益。
7.4.2 时效处理
——将经过冷拉的钢筋于常温下存放15～20d，
自然时效
或加热到100～200℃，并保持2h左右，
人工时效
这个过程称为时效处理。
作用: 钢筋冷拉以后再经过时效处理，其屈服点 进一步提高，抗拉强度也有提高，塑性、韧性有 所降低。 ∵ 时效过程中应力的消减, ∴ 弹性模量可基本恢复。 时效敏感性 因时效而导致性能改变的程度。 故动荷载重要结构，选用时效敏感性 小 的钢材。
㈣应用 Q195、Q215，含碳量低，强度低，塑性、韧 性、加工性能和可焊性好，主要用于轧制薄板 和盘条、制造铆钉、地脚螺栓等。 Q255、Q275，强度、硬度较高，耐磨性较好， 塑性和可焊性能有所降低。主要用作铆接与螺 栓连接的结构及加工机械零件。 Q235，含碳适中，综合性能好，强度、塑性和 焊接等性能得到很好配合，用途最广泛。常轧 制成盘条或钢筋，以及圆钢、方钢、扁钢、角 钢、工字钢、槽钢等型钢，广泛地应用于建筑 工程中。
建筑钢材 基本知识点总结
建筑钢材基本知识点总结建筑钢材基本知识点总结一、引言建筑钢材作为建筑领域中常见的一种材料，具有高强度、耐腐蚀等优点，广泛应用于建筑结构中。
本文将总结建筑钢材的基本知识点，包括钢材的分类、性能指标、生产工艺等方面，帮助读者对建筑钢材有更全面的了解。
二、钢材的分类根据不同的标准和用途，钢材可以分为很多种类。
其中常见的分类方式包括按化学成分分为普碳钢、高碳钢和合金钢；按机械性能分为低合金钢、中碳钢和高合金高强度钢等。
此外，还可以根据用途进行分类，如建筑结构用钢、钢筋用钢、工具钢等。
三、钢材的性能指标1. 强度：钢材的强度是衡量其抗拉、抗压能力的重要指标之一。
常见的强度指标包括屈服强度、抗拉强度、抗压强度等。
2. 延伸性：钢材的延伸性表明其在受力时的变形能力。
常见指标有伸长率和断面收缩率等。
3. 耐腐蚀性：钢材的耐腐蚀性直接影响其在不同环境下的使用寿命。
钢材的耐腐蚀性可以通过涂层、合金元素的添加等方式进行改善。
4. 焊接性能：钢材在建筑结构中常需要进行焊接连接，因此其焊接性能是一个重要的指标。
好的焊接性能可保证连接牢固，减少结构失效的风险。
五、钢材的生产工艺常见的钢材生产工艺包括炼钢和轧钢两个过程。
1. 炼钢：炼钢是指将铁矿石经过高炉冶炼、转炉精炼等工艺，获得钢水进而制成钢材的过程。
其中常见的炼钢工艺有碳素减氧法、氧气底吹法等。
2. 轧钢：轧钢是指将熔融的钢水经过连续铸造、热连轧等工艺，获得规定形状和规格的钢材。
通过轧制可以改变钢材的截面形状和尺寸。
六、常见的建筑钢材1. 建筑结构用钢：常见的建筑结构用钢包括普通碳素结构钢和低合金高强度结构钢。
常见的钢材标号包括Q235、Q345等。
2. 钢筋：钢筋是指由高强度钢材制成的用于混凝土结构中的钢筋。
常见的钢筋有HRB335、HRB400等。
3. 钢板：钢板是指在一定工艺条件下连续轧制、冷卷或热轧制而成的具有一定尺寸和形状的钢材。
常见的钢板有普通碳素钢板、低合金钢板等。
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第八章 防水材料
l 基本要求：
l 了解煤沥青的技术性质；
l 熟悉石油沥青的分类、组成；
l 掌握石油沥青、防水卷材、防水涂料及密封材 料的技术性质、标准及应用。
l 具体内容：
l 1、石油沥青的分类、组成、主要技术性质及 应用；
l 2、煤沥青和改性沥青；石油沥青和煤沥青的 鉴别；
基本要求：
了解各材料的组成及生产工艺；
熟悉各材料水化硬化原理；
掌握石灰、石膏、水玻璃的主要技术性质和用 途。
具体内容：
1、石灰的原料及生产，熟化及硬化原理，技 术性质及应用；
2、建筑石膏的原料，凝结硬化原理，技术性 质，制品及应用；
3、水玻璃的组成，硬化原理及应用； 4、石灰、石膏、水玻璃的保管。
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l 19、在一般情况下，配制砼时，水泥等级应是砼等级的
l （ ）倍。
l A、1 B、 1.5---2 C、2倍以上 D、1.5倍以下
l 20、符合砼强度等级表示方法的是（ ）。
l A、200# B、MU20 C、C20 D、A—20
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l 21、混凝土配合比设计中的三个重要参数是( )。 A、W、C、S B、W、W/C、Sp C、W/C、C、Sp
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第四章 混凝土
l 基本要求：
l 了解其它混凝土的主要技术性质；
l 熟悉普通混凝土各组成材料的主要技术 性质及质量要求；
l 掌握混凝土的主要技术性质，掌握混凝 土的配合比设计及外加剂。
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l 具体内容：
【大学】建筑金属材料 建筑钢材
整理课件
：
整理课件
2. 焊接性能
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。
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7.3 建筑钢材的的晶体组织和化学成分
整理课件
7.3.1 钢的组织及其对钢性能的影响
钢是铁碳合金晶体。晶体结构中各个原子是以金 属键相结合的，这是钢材具有较高强度和良好塑性 的基础。原子在晶粒中排列的规律不同可以形成不 同的晶格，如体心立方晶格是原子排列在一个正六 面体的中心和各个顶点而构成的空间格子；面心立 方体晶格是原子排列在一个正六面体的各个顶点和 六个面的中心而构成的空间格子。铁和碳两种元素 可以不同的形态存在，这种形态称为晶体组织。
2.塑性
建筑钢材应具有很好的塑性。钢材的塑性通常用伸长 率和断面收缩率表示。 （1）伸长率
l1l0100% l0
通常以δ5和δ10分另表示L0＝5d0和L0＝10 d0时的伸长 率。对于同一种钢材，其整δ理课5件>δ10。
（2）断面收缩率(Ψ)
A0 A1 A0
Ａ0——试件原始截面积； Ａ1——试件拉断后颈缩处的截面积。
(2)合金钢——根据合金元素的含量分： 低合金钢：合金元素总含量小于5％； 中合金钢：合金元素总含量在5％～10％之间； 高合金钢：合金元素总整理含课件量大于10％。
2.脱氧程度分类
根据脱氧程度的不同，浇铸的钢锭可分为沸腾 钢、镇静钢和半镇静钢三种：
建筑材料 建筑钢材
学习知识点：
1、 钢材的分类；钢材牌号的表示方法； 2、钢材的化学组成与金相结构； 3、钢材的物理力学性能；钢材的加工； 4、建筑钢材的标准；常用钢材的质量要求； 5、钢材的腐蚀与防护。
教学要求：
1、了解钢材的分类方法；掌握钢材牌号的表示方法。 2、理解钢材的化学成分对钢材性能的影响，了解钢材的金相结构。 3、掌握钢材物理力学性能的测定方法。 4、了解钢材的热处理和冷加工对钢材性能的影响。 5、掌握常用建筑钢材的性能指标及其应用。 6、掌握钢材产生腐蚀的原因及其防止方法。
σ 屈服强度，用 0.2 表示。
二、冷弯性能 钢材在常温
下承受弯曲变形 的能力。 冷弯性能用弯曲 角度及弯心直径 与试件直径（或 厚度）的比值来 表示。
图25 钢筋弯曲实验
JIANZHUCAILIAO
σ
σ 0.2
A
0
ε
0.2％LO
7.2 钢材的技术性质
三、冲击韧性 钢材抵抗冲击荷载的能力。
冲击韧性值
JIANZHUCAILIAO
7.1 钢材的分类及冶炼
一、钢材的冶炼 炼铁：把铁矿石、焦炭、石灰石（助溶剂）按比例装入高炉中
，在高温条件下，将铁矿石中的铁还原出来，得到的铁中 含有较多的碳和其他杂质，性能脆且硬，称为生铁。 炼钢：把生铁在炼钢炉中进一步冶炼，降低碳及其他杂质含量 ，得到钢坯。 轧制：将钢坯在轧机中轧制成钢材。
7.1 钢材的分类及冶炼
（2）、合金钢：在碳钢的基础上加入一种或几种合金元素，使钢具 有特殊性能。根据合金元素的含量分为：
低合金钢：合金元素总含量小于3.5％。 中合金钢：合金元素总含量在3.5％－10％。 高合金钢：合金元素总含量大于10％。 4、按用途分： （1）、结构钢 根据化学成分分为碳素结构钢、合金结构钢。 碳素结构钢又分为：普通碳素结构钢、优质碳素结构钢。 （2）、工具钢 碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢。 （3）、特殊性能钢 不锈钢、耐热钢、电工硅钢。 （4）、专门用途钢 钢筋钢、桥梁钢、钢轨钢。
7建筑钢材ppt-第七章建筑钢材
六.例题
直径为16mm的热轧钢筋，取样作拉伸实验，达到屈服点的荷载为72.2KN， 极限时的荷载为104.5KN，试件标距长度为80mm，拉断后的长度为94.4mm。
问：①该钢筋属哪级？ ②该钢筋的屈强比是多少？
解：①由题知，A = 82
s = F/A = 72.2103/ 82 = 359.1 Mpa b = F/A = 104.5103/ 82 = 519.74 Mpa = (l1-l0)/l0100% = (94.4-80)/80100% = 18% 查表知该钢筋属热轧Ⅱ级钢筋（即HRB335） ②屈强比s/b = 359.1/519.74 = 0.69
指标—布氏硬度 HB
二.工艺性能
(一).冷弯性能 1.定义—钢材在常温下承受弯曲变形的能力
2.指标—弯曲角度()，弯心直径(d= na) 3.合格标志—弯曲处无裂纹、断裂及起层现象 4.冷弯性能—与伸长率一样，也是反映钢材在静荷载作用下的塑性性能
但：伸长率—反映钢材在均匀变形下的塑性性能 冷弯性能—反映钢材在不利变形条件下的塑性性能
例如：Q345 – D 表示屈服强度为 345 MPa 的 D 级低合金结构钢 5.特性：与碳素结构钢相比，低合金结构钢（Q345）具有高的强度，又有
较好的塑性、低温冲击韧性、可焊性、耐腐蚀性及冷加工性，是 一种综合性能较为理想的建筑钢材。广泛应用于钢结构和钢筋混 凝土结构中，尤其是大型结构、重型结构、大跨度结构、高层建 筑、桥梁工程、承受动荷载和冲击荷载的结构。
一.热轧型钢
主要有：工字钢、H型钢、T型钢、槽钢、等边角钢、不等边角钢等类型。
二.冷弯薄壁型钢
主要有：结构用空心冷弯型钢、通用冷弯开口型钢等两大类。
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RLτ0 0.2 L0
—产生0.2%l0残余变形时
(二).塑性
1.指标—（断后）伸长率 — 断面收缩率（较少用）
L0—原始标距长度 Lu—断后标距长度
2. A5 、A10表示 l0 = 5d、10d 时的伸长率
A5 与 A10的关系为A5（＞、＜、=）A10
(三).冲击韧性— 钢材抵抗冲击荷载的能力
第七章.建筑钢材
一.定义 — 土木工程中使用的各种钢材及制品。
钢结构用钢材—型钢、钢板
包括 钢筋混凝土结构用钢材—各种钢筋、钢丝和钢绞 线
合板
围护结构和装修工程用钢材—深加工钢板和复
优点—强度高、塑性韧性好、能承受冲击和振动荷载、 易于加工
二.特点
和装配，可回收
缺点—易生锈、耐火性差、维护费用大
第一节.钢的冶炼与分类
ε
一.力学性能
(一).强度
依据
屈服强度(屈服点)Rel — 结构设计中,钢材强度取值
1.软钢 抗拉强度 Rm — 钢材强度极限值
用率
屈强比 Rel/ Rm —能反映结构安全可靠程度及钢材利
Rel/ Rm小—钢材利用率低，但结构安全可靠程度高； Rel/ Rm大，则相反
2.硬钢 应力
条件(名义)屈A服 点Lu
特性—钢质均匀密实，品质好，可用于冲击荷载的重要
结构但成本高。
半镇静钢 b — 介于二者之间
第二节.钢材的技术性能
钢材性能
一.力学性能 (机械性能)
二.工艺性能
σ
R m
Rel
软钢 σ — ε曲线
0
抗拉性能 冲击韧性 硬度
强度 塑性
冷弯性能 焊接性能（可焊性） 冷加工 热处理
σ
R Rτm0.2
ε0
硬钢 σ — ε曲线
第五节.钢结构用钢材
所用母材—碳素结构钢和低合金高强度结构钢 一.热轧型钢
工字钢、H型钢、T型钢、槽钢、等边角钢、不等边角钢等类型。 二.冷弯薄壁型钢
空心冷弯型钢、通用冷弯开口型钢 三.棒材
热轧六角钢和八角钢、热轧扁钢、热轧圆钢和方钢 四.钢管
例如：Q235 – B•F表示屈服强度为 235 MPa 的 B
三.低合金高强度结构钢（GB/T 15912008）
1.定义 — 是一种在碳素结构钢基础上添加了不大于5%合金元 素的钢材。
常用合金元素— Si、Mn、Ti、V、Nb、Cr、Ni及稀土元素 2.牌号 — 按屈服强度分8个牌号，即Q345、Q390、Q420、Q460、 Q500、
屈服点代号Q 屈服点数值/MPa — 质量等级
Q550 、Q620 、Q690 3.质量等级 —依据S、P含注：量低由合多金结到构少钢划均为分镇5静级钢，，即或特A、殊镇B、静钢C、D、 E 4.牌号表示：
例如：Q345 – D 表示屈服强度为 345 MPa 的 D 级 低合金结构钢 5.特性：与碳素结构钢相比，低合金结构钢（Q345）具有高的
塑性、韧性很好 高，塑性大 磨，塑性几乎为零
介于铁素体和渗碳体
二.钢的化学成分
钢的化学成分对钢材性能的影响
化学成分 影响 备注
C
随C,强度 硬度,塑性 韧性
Si Mn
强度 强度
有益元素Biblioteka S热脆性P
O
冷脆性 强度
有害元素
NH
塑性韧性
第四节.建筑用钢材的品种
一.碳素结构钢（GB/T 700-2006） 1.牌号—按屈服强度分4个牌号，即Q195、Q215、 Q235、Q275 2.质量等级 —依据S、P含量由多到少划分4级，即A、B、 C、D 3.脱屈氧服程点代度号—Q F、屈b服、点数Z、值/TMZPa(特殊— 镇质静量等钢级)，[脱注氧：程度Z、TZ 通常省略] 4.牌号表示：
为(四时)效.热处处理理(强化)。 1.②定变作义其用—金—将相R钢组el材织进在和一固显步态微提范高围, 内Rm进略行有加提热高、；保塑温性和、冷韧却性，进从一而步改降低；
弹性模量结恢构复组织，获得需要性能的一种综合工艺。
第三节.钢的组织与化学成分
一.钢的晶体组织
1.钢是以铁为主的Fe –C合金，其中Fe和C有以下三种结合形
一.钢和铁的定义—钢和铁主要是Fe —C合金，另有少量的杂质 (Si,Mn,S,P)
（生）铁；
含碳量大于2.06%的Fe —C合金，称为
三.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
分类
按脱氧程度
沸腾钢 F 半镇静钢 b 镇静钢Z 特殊镇静钢TZ
按有害杂质— 普通钢、优质钢、高级优质钢等
但：伸长率—反映钢材在均匀变形下的塑性性能 冷弯性能—反映钢材在不利变形条件下的塑性性能
5.冷弯试验的作用 ①揭露钢材内在缺陷， ②评定塑性好坏 (二)③.焊评接定性焊能接(可接焊头性质）量 钢材在一定焊接工艺条件下，在焊接及其附近过热区是否产生裂缝 及脆 硬倾向，焊接后焊缝处性质应尽可能与母材相同。
(三).冷加工处理
1.冷加工强化 ①定义—钢材在常温下进行冷拉、冷拔和冷轧，
产生塑性变形，提高屈服强度的过程。 ②作用—Rel明显提高， Rm不变；而塑性、韧性
及弹性模量明显降低。 2.(冷加工)时效处理(强化) ①定义— 将经过冷加工的钢筋，于常温下存放15–20d(自然时
效)；或加热到 100– 200℃并保持一定时间(人工时效)，此过程称
式
①固溶体、②化合物、③机械混合物 2.钢的组织— 以上三钢的种基形本式组的织F及e性–能C合金形成的具有一定形
组织态名的称 聚合铁体素体
奥氏体
渗碳体
珠光体
含碳量(%)
≤0.02
0.8
6.67
0.8
结构特征
固溶体
固溶体
化合物
机械混合物
性能
强度、硬度低， 强度、硬度不 抗拉强度低，硬脆，耐 强度高，塑性和韧性
按用途— 结构钢、工具钢、特殊钢等
定义—脱氧不彻底(充分)，钢水浇入锭模时,会有大量的CO气
沸腾钢 F
体从钢水中溢出,引起钢水呈沸腾状,故名沸腾钢.
特性—组织不够致密，成分不太均匀，S、P等杂质偏析较严
重，冲击韧性和可焊性差。但成本低、产量高。
镇静钢Z
定义—脱氧彻底(充分)，钢水浇入锭模时,平静的冷却凝固
指标—冲击韧性 Kv
钢筋试件打印机
打印后钢筋试件
颈缩
万能试验机
万能试验机
二.工艺性能
(一).冷弯性能 1.定义—钢材在常温下承受弯曲变形的能力 2.指标—弯曲角度( )，弯心直径(d= na) 3.合格标志—弯曲处无裂纹、断裂及起层现象 4.冷弯性能—与伸长率一样，也是反映钢材在静荷载作用下的塑性 性能