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《高强钢筋》幻灯片
《高强钢筋》幻灯片
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目录
一、钢筋机械连接开展进程 二、高强钢筋机械连接工艺与设备 三、高强钢筋机械连接施工工艺与技术要求 四、高强钢筋机械连接质量控制与验收 五、连接套筒加工与质量控制 六、高强钢筋机械锚固技术
镦粗直螺纹套筒连接 基本原理：使用镦头设备把钢筋端头的横断面
积增大，使疏刀加工出来的螺纹小径不低于钢筋公 称直径，实现钢筋直螺纹等强度连接之目的。
二 高强钢筋机械连接工艺与设备
镦粗直螺纹套筒连接
施工工艺是使用镦头设备先将钢筋端头镦粗，再 用套丝机加工出钢筋端头直螺纹，使螺纹小径不小于 钢筋母材直径，最后用套筒把两根待连接钢筋在一定 的扭矩下联成一体.
钢筋下料设备：砂轮机、钢筋锯切机、专用钢筋 切断机、钢筋切断机等。
切断后的断面要求平齐且与钢筋轴线垂直，端 部不得弯曲和严重马蹄。
钢筋端部强化设备用于螺纹加工前的钢筋端部局 部强化加工，解决钢筋切削螺纹加工非等强度连接问题， 有钢筋镦粗机（镦粗直螺纹接头）、钢筋端部强化机 （等强锥螺纹接头）。
二 高强钢筋机械连接工艺与设备
连接检测工具是用于检查套筒连接质量的辅助 工具，主要有力矩扳手、锥螺纹量规和直螺纹量规、 深度尺和卡规。
1、力矩扳手用于量测锥螺纹连接和直螺纹连 接时的拧紧力矩；
2、锥螺纹量规和直螺纹量规用于量测锥螺纹 和直螺纹连接丝头的螺纹尺寸大小和加工精度；
3、深度尺和卡规用于套筒挤压连接时的钢筋 插入套筒深度和套筒压痕的深浅。
技术主要特点：
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目录
一、钢筋机械连接开展进程 二、高强钢筋机械连接工艺与设备 三、高强钢筋机械连接施工工艺与技术要求 四、高强钢筋机械连接质量控制与验收 五、连接套筒加工与质量控制 六、高强钢筋机械锚固技术
镦粗直螺纹套筒连接 基本原理：使用镦头设备把钢筋端头的横断面
积增大，使疏刀加工出来的螺纹小径不低于钢筋公 称直径，实现钢筋直螺纹等强度连接之目的。
二 高强钢筋机械连接工艺与设备
镦粗直螺纹套筒连接
施工工艺是使用镦头设备先将钢筋端头镦粗，再 用套丝机加工出钢筋端头直螺纹，使螺纹小径不小于 钢筋母材直径，最后用套筒把两根待连接钢筋在一定 的扭矩下联成一体.
钢筋下料设备：砂轮机、钢筋锯切机、专用钢筋 切断机、钢筋切断机等。
切断后的断面要求平齐且与钢筋轴线垂直，端 部不得弯曲和严重马蹄。
钢筋端部强化设备用于螺纹加工前的钢筋端部局 部强化加工，解决钢筋切削螺纹加工非等强度连接问题， 有钢筋镦粗机（镦粗直螺纹接头）、钢筋端部强化机 （等强锥螺纹接头）。
二 高强钢筋机械连接工艺与设备
连接检测工具是用于检查套筒连接质量的辅助 工具，主要有力矩扳手、锥螺纹量规和直螺纹量规、 深度尺和卡规。
1、力矩扳手用于量测锥螺纹连接和直螺纹连 接时的拧紧力矩；
2、锥螺纹量规和直螺纹量规用于量测锥螺纹 和直螺纹连接丝头的螺纹尺寸大小和加工精度；
3、深度尺和卡规用于套筒挤压连接时的钢筋 插入套筒深度和套筒压痕的深浅。
技术主要特点：
日本高性能特殊钢介绍
d.增加变形能力（KECH系列钢）
为适应冷镦（锻）的高速化和复杂部件的延展变形化，日本神户制钢开发出增加变形能力的KECH系列钢。其特点是：用超低碳化增加变形能量；添加Si和Nb来保证钢的强度。采用KECH系列钢可省略冷镦前的球化退火（CO2减排），并可实现复杂零部件的延展变形化大批量生产。
表1 TNH线材与硬钢线材焊接性评价对比
钢种
焊接区软化热处理
拉伸试验
90°弯曲试验
抗拉强度/MPa
断口位置
熔合线
HAZ
TNH线材
无
1422
HAZ
良好
良好
有
1191
HAZ
良好
良好
硬钢线材
有
1393
HAZ
裂纹
裂纹
有
1152
HAZ
良好
良好
b.抗弹性衰减性用松弛试验（JIS Z2276标准）对TNH钢丝线材的抗弹性衰减性进行评价，常温下TNH线材的钢丝比硬钢线材的抗弹性衰减性约提高40%。
① TNH线材钢的化学成分
通过低碳化（0.12%-0.14%C）提高焊接性和拉拔加工性，添加0.8%-0.9%Si进行固溶强化提高抗弹性衰减性；添加1.5%-2.0%Mn和0.45%-0.60%Cr提高淬透性。此外，为使组织细化和保证焊接区的韧性，还添加了Nb和Ti元素。
②TNH线材的主要特性
a.焊接性TNH线材与硬钢线材相比，见表1数据所示：TNH线材焊接区韧性好，既使焊前不预热，焊后不热处理，焊接区（HAZ、熔合线）也不会产生裂纹。因此，可以提高焊接区的保证强度。
在此之后，日本神户制钢又陆续开发出各种新型钢材，见表2，其中有可降低成本的硼钢，可使零件轻量化的高强度螺栓用钢KNDS系列钢，可降低生产成本并减排CO2的非调质线材KNCH系列钢，可提高模具寿命的KTCH系列钢，可增加变形能力的KECH系列钢等。
为适应冷镦（锻）的高速化和复杂部件的延展变形化，日本神户制钢开发出增加变形能力的KECH系列钢。其特点是：用超低碳化增加变形能量；添加Si和Nb来保证钢的强度。采用KECH系列钢可省略冷镦前的球化退火（CO2减排），并可实现复杂零部件的延展变形化大批量生产。
表1 TNH线材与硬钢线材焊接性评价对比
钢种
焊接区软化热处理
拉伸试验
90°弯曲试验
抗拉强度/MPa
断口位置
熔合线
HAZ
TNH线材
无
1422
HAZ
良好
良好
有
1191
HAZ
良好
良好
硬钢线材
有
1393
HAZ
裂纹
裂纹
有
1152
HAZ
良好
良好
b.抗弹性衰减性用松弛试验（JIS Z2276标准）对TNH钢丝线材的抗弹性衰减性进行评价，常温下TNH线材的钢丝比硬钢线材的抗弹性衰减性约提高40%。
① TNH线材钢的化学成分
通过低碳化（0.12%-0.14%C）提高焊接性和拉拔加工性，添加0.8%-0.9%Si进行固溶强化提高抗弹性衰减性；添加1.5%-2.0%Mn和0.45%-0.60%Cr提高淬透性。此外，为使组织细化和保证焊接区的韧性，还添加了Nb和Ti元素。
②TNH线材的主要特性
a.焊接性TNH线材与硬钢线材相比，见表1数据所示：TNH线材焊接区韧性好，既使焊前不预热，焊后不热处理，焊接区（HAZ、熔合线）也不会产生裂纹。因此，可以提高焊接区的保证强度。
在此之后，日本神户制钢又陆续开发出各种新型钢材，见表2，其中有可降低成本的硼钢，可使零件轻量化的高强度螺栓用钢KNDS系列钢，可降低生产成本并减排CO2的非调质线材KNCH系列钢，可提高模具寿命的KTCH系列钢，可增加变形能力的KECH系列钢等。
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
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
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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
宝钢高强钢ppt课件
5
5
客车用方管供应情况
型钢公司与客车制造企业的供货关系已有二十多年的历史，在国内最早开发客车方矩形 管，并主编了客车用冷弯型钢国家标准GB/T 6726-2008
目前主要向厦门金龙集团旗下的厦门金龙（大金龙）、厦门金旅（小金龙）、金龙汽车
（苏州金龙）提供冷弯型钢
产品主要用于客车底盘和车身 龙骨，年销量3-4万吨,规格从 25×12.5×1.5~160×60×4.5m m,共35个
豪沃客车交流 宝钢型钢企业简介及高强钢产品介绍
2014.9.2
目录
一、宝钢型钢简介 二、辊压成型工艺及应用 三、宝钢高强度方矩管开发 四、高强管应用技术 五、合作探讨
2
一、宝钢型钢
历史沿革、产能及资质 产品及市场地位 生产设备 技术能力 客车用方管供应情况
3
历史沿革、产能及资质
宝钢型钢公司
客车用冷弯型钢国家标准由型钢公司主编
有180,250和LW360三条生产线 生产客车用方管
其中LW360生产的高强钢方矩形 管产品已向宇通批量供货
6
6
技术能力—成型技术
承担了19项国家、部市级科研项目
“高强度高耐候超大规格方矩形管”荣获2004年第五届中国国际发明展览会金奖、2006年度上海市 科技进步奖一等奖
发明 发明 发明 发明 发明 发明 实用新型 实用新型 实用新型 发明
焊缝压延装置
实用新型
H型钢高514332.0 200610028028.1 2008100380274 2009100448680 03151437.5 03151432.4 201020579171.1 201020596132.2 201020596157.2 2011102702255
钢材主要性能指标 PPT
Ak = mgH – mgh (J)
韧性冲击试验
冲击试验机
冲击试样和冲击试验示意图
1.3钢材主要性能指标
韧性冲击试验
αk值影响因素：试验温度 有些材料在常温时冲击韧性并不低。但当试验温度低于某 值时，αk突然大幅度下降，材料无明显塑性变形而发生脆性 断裂，这种性质称为钢材的冷脆性。
1.3钢材主要性能指标
2.韧性
定义：是指管材塑性变形和断裂全过程中吸收的能量。 吸收较多能量才断裂的管材，是韧性好的管材。 对高强度薄壁管道,为防止断裂事故发生,则要求管材有
较好的韧性。
韧性的测试方法：夏比(v型缺口)冲击试验及落锤撕裂试 验等
1.3钢材主要性能指标
韧性冲击试验
当试验机的重摆从一定高度自由落下时，在试样中间开V 型缺口，试样吸收的能量等于重摆所作的功W。冲击韧性 的大小用缺口处单位面积上所消耗的功来表示。
钢材主要性能指标
1.3钢材主要性能指标
1.强度
定义：在外力作用系，材料抵抗变形和断裂的能力称为强度 为减少钢材的消耗和节省投资, 就要求管材强度提高
强度的测试方法：拉伸试验、弯曲试验等 拉伸试验：钢材受拉时，在产生应力的同时，相应的产
生应变，应力-应变的关系反映出钢材的主要力学特性
拉伸试验
图形特点：
一段下降的曲线。
试件特点：
b s p
A B下 B
变形迅速发展，在有杂质或
α
缺陷处，断面急剧缩小——
O
颈缩 ，直到断裂。
计算指标：
伸长率 δ：L1L0 10% 0
L1
L0
L0
C D
L L0
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
1.3钢材主要性能指标
韧性冲击试验
冲击试验机
冲击试样和冲击试验示意图
1.3钢材主要性能指标
韧性冲击试验
αk值影响因素：试验温度 有些材料在常温时冲击韧性并不低。但当试验温度低于某 值时，αk突然大幅度下降，材料无明显塑性变形而发生脆性 断裂，这种性质称为钢材的冷脆性。
1.3钢材主要性能指标
2.韧性
定义：是指管材塑性变形和断裂全过程中吸收的能量。 吸收较多能量才断裂的管材，是韧性好的管材。 对高强度薄壁管道,为防止断裂事故发生,则要求管材有
较好的韧性。
韧性的测试方法：夏比(v型缺口)冲击试验及落锤撕裂试 验等
1.3钢材主要性能指标
韧性冲击试验
当试验机的重摆从一定高度自由落下时，在试样中间开V 型缺口，试样吸收的能量等于重摆所作的功W。冲击韧性 的大小用缺口处单位面积上所消耗的功来表示。
钢材主要性能指标
1.3钢材主要性能指标
1.强度
定义：在外力作用系，材料抵抗变形和断裂的能力称为强度 为减少钢材的消耗和节省投资, 就要求管材强度提高
强度的测试方法：拉伸试验、弯曲试验等 拉伸试验：钢材受拉时，在产生应力的同时，相应的产
生应变，应力-应变的关系反映出钢材的主要力学特性
拉伸试验
图形特点：
一段下降的曲线。
试件特点：
b s p
A B下 B
变形迅速发展，在有杂质或
α
缺陷处，断面急剧缩小——
O
颈缩 ，直到断裂。
计算指标：
伸长率 δ：L1L0 10% 0
L1
L0
L0
C D
L L0
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
1.3钢材主要性能指标
《超高强度钢》课件
详细描述
通过特殊的表面处理技术，如喷涂防腐涂层 或进行渗碳处理，超高强度钢能够有效地抵 抗各种腐蚀介质，如空气、水、酸碱等。这 种优良的耐腐蚀性使得超高强度钢在海洋工 程、化工设备等领域具有广泛的应用前景。
03 超高强度钢的生产技术
热处理技术
退火
通过加热至一定温度并保温，使钢软化，以便进一步加工。
详细描述：铝合金具有较好的强度与重量比，比超高强 度钢更轻，适合用于需要减轻重量的场合，但在承受高 应力方面不如超高强度钢。
详细描述：铝合金在某些环境下也容易受到腐蚀，但其 耐腐蚀性能优于普通钢材，与超高强度钢相当。
详细描述：铝合金的加工性能较好，易于切割、焊接和 加工，与超高强度钢相比，其加工性能更优。
汽车工业应用
汽车工业是超高强度钢的重要应用领域，主要用于制造汽车底盘、悬挂系统、安全装置等关键部件。随着节能减 排和轻量化需求的增加，超高强度钢在汽车工业的应用将更加广泛。
环境友好性的考虑
绿色生产技术
在超高强度钢的生产过程中，采用绿色生产技术，降低能耗和减少废弃物排放。例如，采用节能环保 的冶炼和连铸技术，减少废气、废水和固废的产生。
制造工艺
总结词
超高强度钢的制造工艺主要包括冶炼、轧制、热处理等环节，其制造工艺复杂 ，技术要求高。
详细描述
超高强度钢的制造需要经过严格的冶炼、轧制、热处理等环节，确保钢材的纯 净度和组织结构均匀性。同时，制造过程中还需采用先进的合金元素添加技术 和精密的加工工艺，以满足钢材的高性能要求。
02 超高强度钢的性能特点
可回收利用
超高强度钢应具有良好的可回收利用性，以便在产品生命周期结束后进行再生利用。通过合理的材料 设计和技术创新，实现超高强度钢的环保和可持续发展。
相关主题
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日本已开发出屈强比小于0.8 的590MPa 和780MPa 的高强厚钢板（80～100mm）
国外建筑用高强度钢的力学性能
2.3 高强度钢的应用
位于德国柏林的索尼中心大楼，采用了S460和S690高强度钢 材，有效减小了构件截面，降低了结构体重
2.3 高强度钢的应用
澳大利亚 悉尼星城 饭店采用 了S690 高强度钢 材
2.2 高强度钢的分类-欧洲标准
欧洲标准EN10020《钢级的定义和分类》 按照化学成分
非合金钢 合金钢
按照主要质量等级分类 合金优质钢 合金特殊钢
2.2 高强度钢的分类-美国标准
美国标准ASTMA749《术语定义》低合金高强度 钢为一组高强度用钢。
其强度和在某些条件下具有的耐大气腐蚀性能 是通过加入适量的一种或多种合金元素而得到的。
2.2 高强度钢的分类-国家标准
(1) 低合金钢按主要质量等级 普通质量低合金钢 优质低合金钢 特殊质量低合金钢
优质低合金钢主要包括：
①可焊接的高强度结构钢（Q295B、Q345B、Q345C、 Q345D、Q345E、Q390A、Q390B、Q390C、Q390D、 Q390E）；
②低合金耐候钢，09CuPCrNi-A、09CuPCrNi-B、 09CuP、16CuCr、12MnCuCr、15MnCuCr、15MnCuCrQT；
1967年美国蒙哥马利市的一个饭店发生火灾，钢结构屋 顶被烧塌； 1970年美国50层的纽约第一贸易办公大楼发生火灾，楼 盖钢梁被烧扭曲10cm左右； 1990年英国一幢多层钢结构建筑在施工阶段发生火灾， 造成钢梁、钢柱和楼盖钢桁架的严重破坏； 2019.9.11 9时03分，被劫持的美洲航空公司第77次航班 波音757客机撞向纽约世贸中心大楼南楼 ，双塔楼中1号楼 10时28分倒塌，2号楼9时50分倒塌。
美国“9·11”事件是引发全球 对建筑用耐火钢开发热潮的起源
美国911世贸大厦
我国一些建筑物的钢结构屋盖在发生火灾倒塌的实例。
重庆天原化工厂 钢屋架 1960.2.18 20min倒塌 上海文化广场 钢屋架 1969.12 倒塌 天津市体育馆 钢屋架 1973.5.5 19min倒塌 长春卷烟厂 钢木屋架 1981.4.5 倒塌 北京友谊宾馆剧场 钢木屋架 1983.12 20min倒塌 唐山市棉纺织厂 钢梁 1986.2.8 20min倒塌 北京高压气瓶厂 钢屋架 1986.4.8 倒塌 江油电厂俱乐部 钢屋架 1987.4.21 20min倒塌 泉州钢结构冷库 钢结构 1993 3600m2的库房倒塌 昆山市的一轻钢结构厂房 钢结构 2019 4320m2的厂房烧塌 北京某家具城 钢结构 2019 整体倒塌
2.2 高强度钢的分类-日本标准
日本标准JISGO203《钢铁术语》 为了更好地改善钢的性能或使钢具有所要求的性
能而加入一种、两种或以上的合金元素。 含合金元素超过相关表格的数值的称为合金钢。 按合金元素含量多少： 高合金钢 低合金钢
2.3 高强度钢的应用
国外目前主要使用490MPa 级和590MPa 级钢材， 780MPa 级钢材也正在积极推广使用。
现代新型建筑钢材简述和应用
11建筑本一班 111612024 何骏
内容提要
高性能钢材的发展趋势 高强度钢的特点及其应用 低屈强点钢和极低强度钢的特点及其应用 耐火结构钢的特点及其应用 耐候钢的特点及其应用 高效焊接钢的特点及其应用 特殊性能钢的特点及其应用 高性能钢材的展望
节省钢结构耐火被覆成本 提高钢结构抗火性能
(5) 耐候钢
提高钢结构的防腐涂装和耐久性能
2.高强度钢的特点及其应用
高强度钢定义
？？？
指屈服强度大于420MPa的钢材。而国外的研究 主要集中在屈服强度名义值约为690MPa的钢材。
低合金结构钢，经调质处理后，具有很好的综 合力学性能，其抗拉强度Sb＞1200MPa时，叫高强 度钢。
济南奥体中心体育馆发生火灾事故
4.2 耐火结构钢应用实例
2019年8月,武钢为北京国家大剧院提供φ406mm和 φ508mm耐火耐候钢管(WGJ510C2)共计240根，近300 吨，用于钢管劲性柱。
5 耐候钢的特点及其应用
耐候钢的定义
？？？
耐候钢是指在恶劣环境条件下（主要是指腐蚀较强的 环境），具有较强工作性能的钢材。
其抗拉强度Sb ＞1500MPa时，称为超高强度钢。
2.1 高强度钢的特点
超高强度钢
低合金超高强度钢 中合金超高强度钢 高合金超高强度钢
含一种合金元素的高强度合金钢有铬钢、镍钢、锰 钢等；
含两种合金元素的合金钢有铬镍钢、铬锰钢、铬钼 钢等；
含三种以上合金元素的高强度合金钢有铬锰硅钢、 铬镍钨钢、铬镍钼钢、铬锰钛钢、铬锰钼钒钢等。
2.3 高强度钢的应用
中央电视台新大楼使用 300×300mm、 400×400mm等规格H型 钢产品
2.3 高强度钢的应用
我国现行的标准 《低合金高强度结构钢》(GB1591-94) 有5 个强度等级，即Q295、Q345、Q390、Q420、Q460， 目前的主要建筑用钢ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱQ235 和Q345(相当于490MPa 级)。
5.2 耐候钢的应用
上海世博会澳大利亚国家馆完成对其 独特的耐候钢覆层外墙的最后装饰
5.2 耐候钢的应用
西南部俯瞰图
5.2 耐候钢的应用
上海世博会澳大利亚国家馆
6 高效焊接钢的特点及其应用
高效焊接钢的定义 ？？？
指金属材料对焊接加工的适应性和金属在一定的焊接 方法、焊接材料、工艺参数及结构型式条件下，获得优质 焊接接头的难易程度。
3.1 低屈强点钢和极低强度钢的特点
极低屈服点钢的屈服应变仅为普通钢材的1/3，屈强比为 普通低碳钢的1/2.5，变形能力约为普通低碳钢的2倍。
软钢与普通低碳钢的化学成分及力学性能比较见下表。
3.1 低屈强点钢和极低强度钢的特点
日本新日铁最先 提出软钢抗震阻尼器 构件，并于2019年成 功开发了用于阻尼器 的极低屈服点钢，牌 号为BLY-100，BLY225等，其屈服强度 波动范围有严格的要 求，拉伸曲线如右图 所示。
耐候钢的特点： 在大气中具有更优良的抗蚀性能 价格较为低廉
5.1 耐候钢的特点
耐候钢原理：钢中加入磷、铜、铬、镍等微量元素后， 使钢材表面形成致密和附着性很强的保护膜，阻碍锈蚀往 里扩散和发展，保护锈层下面的基体，以减缓其腐蚀速度。
耐候钢是可减薄使用、裸露使用或简化涂装，而使制 品抗蚀延寿、省工降耗、升级换代的钢系，也是一个可融 入现代冶金新机制、新技术、新工艺而使其持续发展和创 新的钢系。
官厅－兰州东段输电塔
2.3 高强度钢的应用
广州新电视塔全部采用高强钢，总重5.5万吨，外筒大 约3万吨，混凝土15万立方米，电视塔的总重量达到10万吨 以上。 “细腰”最小处直径仅30多米，可抗8级地震 。
2.3 高强度钢的应用
让业内震惊的是，组成新电视塔的一万多个钢构件竟然 没有一个是相同的。这是由塔身扭转的造型决定的。
7.不锈钢的特点及其应用
7.不锈钢的特点及其应用
8 高性能钢材的展望
我国在高性能钢材的应用条件方面也正在不断完善。 如新的低合金钢国标增加了500MPa、550MPa、620MPa、 690MPa等级别高强度钢与TMCP钢，冷弯型钢国标增加了 390MPa高强度钢，耐候钢增加了500MPa、550MPa级高强度 钢。
4 耐火结构钢的特点及其应用
传统结 构钢和 耐火钢 在室温 性能相 同时， 其屈服 强度对 温度的 敏感性
4.1 火灾对钢结构的危害
钢材虽为非燃烧材料，但钢不耐火，温度为400℃ 时，钢材的屈服强度将降至室温下强度的一半，温度达 到600℃时，钢材基本丧失全部强度和刚度。因此，当 建筑采用无防火保护措施的钢结构时，一旦发生火灾， 结构很容易遭到破坏。
控温控轧技术（TMCP技术）是高性能钢板降低焊接预 热温度所采用的一项关键技术。
6 高效焊接钢的特点及其应用
6 高效焊接钢的特点及其应用
6 高效焊接钢的特点及其应用
2019年4月5日，世界上目前最长的吊 桥—日本明石海峡大桥正式通车。
7.不锈钢的特点及其应用
不锈钢定义
？？？
在空气中或化学腐蚀介质中能够抵抗腐蚀 的一种高合金钢。
3.1 低屈强点钢和极低强度钢的特点
软钢的特点：
良好的滞回特性 能吸收大量的能量 避免主体结构的破坏 屈服强度低 屈服点波动范围很窄 良好的低周疲劳抗力 耗能性能稳定 兼容性较好
3.2 低屈强点钢的应用实例
4 耐火结构钢的特点及其应用
耐火结构钢定义 ？？？
耐火钢的概念是日本于上世纪80年代率先提出的。耐 火钢是指通过在钢材中添加耐高温的合金元素Mo、Cr、Nb 等，使得钢材在600oC时的屈服强度不小于常温屈服强度的2 ／3，且其他性能(如可焊性等)与相应规格的普通结构钢基 本一致。
1.高性能钢材的发展趋势
高性能钢材的发展趋势主要有： (1) 高强度等级钢材和超厚板钢材
满足建筑高层化和大跨距的发展需求
(2) 低屈强比钢和极低强度钢
提高结构的抗震性能
(3) 高效焊接钢
提高钢材焊接性能，尤其是提高大厚度 钢板的焊接性能
1.高性能钢材的发展趋势
高性能钢材的发展趋势主要有： (4) 耐火结构钢
在国内，高强度钢材的应用虽然缺乏规范的指导，但 在实际工程中也有少量的应用，如北京奥运会体育场—鸟巢 和央视新大楼也大量使用了Q420和Q460等高强度钢材。
2.3 高强度钢的应用
中国自主创新的Q460钢材,撑起了鸟巢的钢筋铁骨
2.3 高强度钢的应用
在输电塔上，2019年华东电力设计院设计的500KV从
2.2 高强度钢的分类
国外建筑用高强度钢的力学性能
2.3 高强度钢的应用
位于德国柏林的索尼中心大楼，采用了S460和S690高强度钢 材，有效减小了构件截面，降低了结构体重
2.3 高强度钢的应用
澳大利亚 悉尼星城 饭店采用 了S690 高强度钢 材
2.2 高强度钢的分类-欧洲标准
欧洲标准EN10020《钢级的定义和分类》 按照化学成分
非合金钢 合金钢
按照主要质量等级分类 合金优质钢 合金特殊钢
2.2 高强度钢的分类-美国标准
美国标准ASTMA749《术语定义》低合金高强度 钢为一组高强度用钢。
其强度和在某些条件下具有的耐大气腐蚀性能 是通过加入适量的一种或多种合金元素而得到的。
2.2 高强度钢的分类-国家标准
(1) 低合金钢按主要质量等级 普通质量低合金钢 优质低合金钢 特殊质量低合金钢
优质低合金钢主要包括：
①可焊接的高强度结构钢（Q295B、Q345B、Q345C、 Q345D、Q345E、Q390A、Q390B、Q390C、Q390D、 Q390E）；
②低合金耐候钢，09CuPCrNi-A、09CuPCrNi-B、 09CuP、16CuCr、12MnCuCr、15MnCuCr、15MnCuCrQT；
1967年美国蒙哥马利市的一个饭店发生火灾，钢结构屋 顶被烧塌； 1970年美国50层的纽约第一贸易办公大楼发生火灾，楼 盖钢梁被烧扭曲10cm左右； 1990年英国一幢多层钢结构建筑在施工阶段发生火灾， 造成钢梁、钢柱和楼盖钢桁架的严重破坏； 2019.9.11 9时03分，被劫持的美洲航空公司第77次航班 波音757客机撞向纽约世贸中心大楼南楼 ，双塔楼中1号楼 10时28分倒塌，2号楼9时50分倒塌。
美国“9·11”事件是引发全球 对建筑用耐火钢开发热潮的起源
美国911世贸大厦
我国一些建筑物的钢结构屋盖在发生火灾倒塌的实例。
重庆天原化工厂 钢屋架 1960.2.18 20min倒塌 上海文化广场 钢屋架 1969.12 倒塌 天津市体育馆 钢屋架 1973.5.5 19min倒塌 长春卷烟厂 钢木屋架 1981.4.5 倒塌 北京友谊宾馆剧场 钢木屋架 1983.12 20min倒塌 唐山市棉纺织厂 钢梁 1986.2.8 20min倒塌 北京高压气瓶厂 钢屋架 1986.4.8 倒塌 江油电厂俱乐部 钢屋架 1987.4.21 20min倒塌 泉州钢结构冷库 钢结构 1993 3600m2的库房倒塌 昆山市的一轻钢结构厂房 钢结构 2019 4320m2的厂房烧塌 北京某家具城 钢结构 2019 整体倒塌
2.2 高强度钢的分类-日本标准
日本标准JISGO203《钢铁术语》 为了更好地改善钢的性能或使钢具有所要求的性
能而加入一种、两种或以上的合金元素。 含合金元素超过相关表格的数值的称为合金钢。 按合金元素含量多少： 高合金钢 低合金钢
2.3 高强度钢的应用
国外目前主要使用490MPa 级和590MPa 级钢材， 780MPa 级钢材也正在积极推广使用。
现代新型建筑钢材简述和应用
11建筑本一班 111612024 何骏
内容提要
高性能钢材的发展趋势 高强度钢的特点及其应用 低屈强点钢和极低强度钢的特点及其应用 耐火结构钢的特点及其应用 耐候钢的特点及其应用 高效焊接钢的特点及其应用 特殊性能钢的特点及其应用 高性能钢材的展望
节省钢结构耐火被覆成本 提高钢结构抗火性能
(5) 耐候钢
提高钢结构的防腐涂装和耐久性能
2.高强度钢的特点及其应用
高强度钢定义
？？？
指屈服强度大于420MPa的钢材。而国外的研究 主要集中在屈服强度名义值约为690MPa的钢材。
低合金结构钢，经调质处理后，具有很好的综 合力学性能，其抗拉强度Sb＞1200MPa时，叫高强 度钢。
济南奥体中心体育馆发生火灾事故
4.2 耐火结构钢应用实例
2019年8月,武钢为北京国家大剧院提供φ406mm和 φ508mm耐火耐候钢管(WGJ510C2)共计240根，近300 吨，用于钢管劲性柱。
5 耐候钢的特点及其应用
耐候钢的定义
？？？
耐候钢是指在恶劣环境条件下（主要是指腐蚀较强的 环境），具有较强工作性能的钢材。
其抗拉强度Sb ＞1500MPa时，称为超高强度钢。
2.1 高强度钢的特点
超高强度钢
低合金超高强度钢 中合金超高强度钢 高合金超高强度钢
含一种合金元素的高强度合金钢有铬钢、镍钢、锰 钢等；
含两种合金元素的合金钢有铬镍钢、铬锰钢、铬钼 钢等；
含三种以上合金元素的高强度合金钢有铬锰硅钢、 铬镍钨钢、铬镍钼钢、铬锰钛钢、铬锰钼钒钢等。
2.3 高强度钢的应用
中央电视台新大楼使用 300×300mm、 400×400mm等规格H型 钢产品
2.3 高强度钢的应用
我国现行的标准 《低合金高强度结构钢》(GB1591-94) 有5 个强度等级，即Q295、Q345、Q390、Q420、Q460， 目前的主要建筑用钢ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱQ235 和Q345(相当于490MPa 级)。
5.2 耐候钢的应用
上海世博会澳大利亚国家馆完成对其 独特的耐候钢覆层外墙的最后装饰
5.2 耐候钢的应用
西南部俯瞰图
5.2 耐候钢的应用
上海世博会澳大利亚国家馆
6 高效焊接钢的特点及其应用
高效焊接钢的定义 ？？？
指金属材料对焊接加工的适应性和金属在一定的焊接 方法、焊接材料、工艺参数及结构型式条件下，获得优质 焊接接头的难易程度。
3.1 低屈强点钢和极低强度钢的特点
极低屈服点钢的屈服应变仅为普通钢材的1/3，屈强比为 普通低碳钢的1/2.5，变形能力约为普通低碳钢的2倍。
软钢与普通低碳钢的化学成分及力学性能比较见下表。
3.1 低屈强点钢和极低强度钢的特点
日本新日铁最先 提出软钢抗震阻尼器 构件，并于2019年成 功开发了用于阻尼器 的极低屈服点钢，牌 号为BLY-100，BLY225等，其屈服强度 波动范围有严格的要 求，拉伸曲线如右图 所示。
耐候钢的特点： 在大气中具有更优良的抗蚀性能 价格较为低廉
5.1 耐候钢的特点
耐候钢原理：钢中加入磷、铜、铬、镍等微量元素后， 使钢材表面形成致密和附着性很强的保护膜，阻碍锈蚀往 里扩散和发展，保护锈层下面的基体，以减缓其腐蚀速度。
耐候钢是可减薄使用、裸露使用或简化涂装，而使制 品抗蚀延寿、省工降耗、升级换代的钢系，也是一个可融 入现代冶金新机制、新技术、新工艺而使其持续发展和创 新的钢系。
官厅－兰州东段输电塔
2.3 高强度钢的应用
广州新电视塔全部采用高强钢，总重5.5万吨，外筒大 约3万吨，混凝土15万立方米，电视塔的总重量达到10万吨 以上。 “细腰”最小处直径仅30多米，可抗8级地震 。
2.3 高强度钢的应用
让业内震惊的是，组成新电视塔的一万多个钢构件竟然 没有一个是相同的。这是由塔身扭转的造型决定的。
7.不锈钢的特点及其应用
7.不锈钢的特点及其应用
8 高性能钢材的展望
我国在高性能钢材的应用条件方面也正在不断完善。 如新的低合金钢国标增加了500MPa、550MPa、620MPa、 690MPa等级别高强度钢与TMCP钢，冷弯型钢国标增加了 390MPa高强度钢，耐候钢增加了500MPa、550MPa级高强度 钢。
4 耐火结构钢的特点及其应用
传统结 构钢和 耐火钢 在室温 性能相 同时， 其屈服 强度对 温度的 敏感性
4.1 火灾对钢结构的危害
钢材虽为非燃烧材料，但钢不耐火，温度为400℃ 时，钢材的屈服强度将降至室温下强度的一半，温度达 到600℃时，钢材基本丧失全部强度和刚度。因此，当 建筑采用无防火保护措施的钢结构时，一旦发生火灾， 结构很容易遭到破坏。
控温控轧技术（TMCP技术）是高性能钢板降低焊接预 热温度所采用的一项关键技术。
6 高效焊接钢的特点及其应用
6 高效焊接钢的特点及其应用
6 高效焊接钢的特点及其应用
2019年4月5日，世界上目前最长的吊 桥—日本明石海峡大桥正式通车。
7.不锈钢的特点及其应用
不锈钢定义
？？？
在空气中或化学腐蚀介质中能够抵抗腐蚀 的一种高合金钢。
3.1 低屈强点钢和极低强度钢的特点
软钢的特点：
良好的滞回特性 能吸收大量的能量 避免主体结构的破坏 屈服强度低 屈服点波动范围很窄 良好的低周疲劳抗力 耗能性能稳定 兼容性较好
3.2 低屈强点钢的应用实例
4 耐火结构钢的特点及其应用
耐火结构钢定义 ？？？
耐火钢的概念是日本于上世纪80年代率先提出的。耐 火钢是指通过在钢材中添加耐高温的合金元素Mo、Cr、Nb 等，使得钢材在600oC时的屈服强度不小于常温屈服强度的2 ／3，且其他性能(如可焊性等)与相应规格的普通结构钢基 本一致。
1.高性能钢材的发展趋势
高性能钢材的发展趋势主要有： (1) 高强度等级钢材和超厚板钢材
满足建筑高层化和大跨距的发展需求
(2) 低屈强比钢和极低强度钢
提高结构的抗震性能
(3) 高效焊接钢
提高钢材焊接性能，尤其是提高大厚度 钢板的焊接性能
1.高性能钢材的发展趋势
高性能钢材的发展趋势主要有： (4) 耐火结构钢
在国内，高强度钢材的应用虽然缺乏规范的指导，但 在实际工程中也有少量的应用，如北京奥运会体育场—鸟巢 和央视新大楼也大量使用了Q420和Q460等高强度钢材。
2.3 高强度钢的应用
中国自主创新的Q460钢材,撑起了鸟巢的钢筋铁骨
2.3 高强度钢的应用
在输电塔上，2019年华东电力设计院设计的500KV从
2.2 高强度钢的分类