建筑钢材讲义
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《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
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。
建筑材料建筑钢材ppt课件
拉伸图中对应的点为：S下
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
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
建筑钢材ppt课件
线，应力增加很小，而应变增加 很大。 所能承受的拉 力增加 很小，而塑性变形迅速增加，似 乎钢材不能承受外力
—— 屈服。
屈服强度（也叫屈服点）
点对应的应力。
s
Fs A
B上 B
A B下
C D
s p
α
O
L L0
低碳钢受拉的应力－应变图
精选课件
26
图形的特点：
强化阶段BC
试件的特点：
一段上升的曲线。 抵抗塑性变形的能力又重新 提高—— 强化。 抗拉强度
荷载的结构和构件。
精选课件
5
钢材的特点
二.钢材的缺点
1.易锈蚀。 2.维修费用高。 3.耐火性差。
精选课件
6
建筑钢材的常见种类
钢结构工程用型钢（角钢、槽钢、工字钢 等）、钢板和钢管等。
钢筋混凝土结构工程用钢筋及钢丝。
精选课件
7
建筑钢材的常见种类
钢 结 构 网 架
槽 钢
工 字 钢
精选课件
8
建筑钢材的常见种类
精选课件
3
钢材的特点 一.钢材的优点
2.强度、硬度高。
适合于制作各种承载较大的构件和结 构，以及钢轨和机械加工用的切割工具。
精选课件
4
钢材的特点
一.钢材的优点
3.塑性、韧性好。
常温下能承受较大的塑性变形，便于
冷拉、冷拔、冷轧等各种工冷加工；良好
的韧性，使得钢材在常温下可以承受较大
的冲击作用，适合于制作吊车梁等承受动
精选课件
15
化学元素对钢材性能的影响
其中硅、锰、钛、钒、铌等为合金元素。磷、
氮、硫、氧等为杂质。
硅、锰大部分溶于铁素体中，当硅含量小于1
—— 屈服。
屈服强度（也叫屈服点）
点对应的应力。
s
Fs A
B上 B
A B下
C D
s p
α
O
L L0
低碳钢受拉的应力－应变图
精选课件
26
图形的特点：
强化阶段BC
试件的特点：
一段上升的曲线。 抵抗塑性变形的能力又重新 提高—— 强化。 抗拉强度
荷载的结构和构件。
精选课件
5
钢材的特点
二.钢材的缺点
1.易锈蚀。 2.维修费用高。 3.耐火性差。
精选课件
6
建筑钢材的常见种类
钢结构工程用型钢（角钢、槽钢、工字钢 等）、钢板和钢管等。
钢筋混凝土结构工程用钢筋及钢丝。
精选课件
7
建筑钢材的常见种类
钢 结 构 网 架
槽 钢
工 字 钢
精选课件
8
建筑钢材的常见种类
精选课件
3
钢材的特点 一.钢材的优点
2.强度、硬度高。
适合于制作各种承载较大的构件和结 构，以及钢轨和机械加工用的切割工具。
精选课件
4
钢材的特点
一.钢材的优点
3.塑性、韧性好。
常温下能承受较大的塑性变形，便于
冷拉、冷拔、冷轧等各种工冷加工；良好
的韧性，使得钢材在常温下可以承受较大
的冲击作用，适合于制作吊车梁等承受动
精选课件
15
化学元素对钢材性能的影响
其中硅、锰、钛、钒、铌等为合金元素。磷、
氮、硫、氧等为杂质。
硅、锰大部分溶于铁素体中，当硅含量小于1
第八章建筑钢材教学课件
影响钢材冲击韧性的因素很多，当钢材内硫、磷的含量高， 存在化学偏析，含有非金属夹杂物及焊接形成的微裂缝时， 钢材的冲击韧性都会显著降低。
环境温度对钢材的冲击功影响很大。试验证明，冲击韧性随 温度的降低而下降，开始时下降缓和，当达到一定温度范围 时，突然下降很多而呈脆性，这种性质称为钢材的冷脆性。 这时的温度称为脆性临界温度，其数值愈低，钢材的低温冲 击韧性愈好。所以，在负温下使用的结构，应选用脆性临界 温度较使用温度低的钢材。由于脆性临界温度的测定较复杂， 故规范中通常是根据气温条件规定—20℃或—40℃的负温冲 击值指标。
第八章 建筑钢材
第八章建筑钢材教学课件
建筑钢材是建筑工程中所用各种钢材的总称。
钢材具有强度高，有一定塑性和韧性，能承受冲击
和振动荷载，可以焊接或铆接，便于装配等优点；
其缺点主要是易锈蚀，维护费用大，耐火性差，生
产能耗大。在建筑工程中钢材被大量用作结构材料，
并被列为建筑工程的三大重要材料之一 .
第八章建筑钢材教学课件
第八章建筑钢材教学课件
按有害杂质含量分
普通钢
高级优质钢
硫、磷等
有害杂质
工程构件
建筑上常用的是普通碳素钢中的低碳钢和及机械零
普通合金钢中的低结合构金钢钢。
件
按用途分
不腐钢、耐热钢、 耐磨钢（合金钢）
工具钢
特殊钢 磨刀
第八章建筑钢材教学课件
钢制拖链 刀具、
量具、 磨具
二、钢的化学成分对钢材性能的影响
颈缩
F A
b s p
B上 A B下 B
α
O
l 计算的指标： 伸长率δ
L1L0 100%
L0
L1
L0
建筑材料课件——6建筑钢材
疲劳破坏的过程虽然是缓慢的，但断裂却是突发 性的，故危险性较大。
4.硬度：是衡量钢材软硬程度的指标。表 示钢材表面局部体积内抵抗变形或破裂的 能力，与强度有关。
一般来说，钢材硬度越高，强度也越大
6.2.2 钢材的工艺性能
1.冷弯性能
• 按P129-表6-1规定的弯心直径弯曲 180°后，钢筋受弯曲部分表面不得产 生裂纹。
1.热轧钢筋：用加热钢坯轧成的条形成品钢筋。用量 最大，主要用于钢筋混凝土和预应力混凝土结构的 配筋。要求有较高的强度，一定的塑性和韧性，可 焊性好。分为热轧光圆钢筋和热轧带肋钢筋。
热轧钢筋的力学性能及工艺性能P134-表6-6
Ⅰ级光圆钢筋强度不高、但塑性及焊接性良好，主 要用作非预应力混凝土的受力筋和构造筋。 HRB335、HRB400由于强度高、塑性和焊接性也好 ，可用于大中型预应力及非预应力钢筋混凝土结构 的受力筋。HRB500虽然强度高，但塑性及焊接性 较差，可用作预应力钢筋。
2.预应力混凝土用热处理钢筋：用热轧带 肋钢筋经淬火和回火调制处理后的钢筋。 直径有6mm、8.2mm、10mm三种。钢筋 热处理后卷成盘，使用时开盘钢筋自行伸 直，按要求的长度切断，切断时不能用电 焊切断，也不能焊接，以免引起强度下降 或脆断。
特点：锚固性好、应力松弛率低、施工方 便、质量稳定、节约钢材，应用于普通预 应力钢筋混凝土工程
（2）屈服阶段（AB）：应力与应变不能 成正比变化，产生塑性变形。B上是屈服上 限，B下是屈服下限，为屈服点，即屈服强 度，表示钢材在工作状态运行达到的应力 值，在设计中作为强度取值的依据。
【例】普通碳素结构钢Q235屈服强度不 应小于235MPa
（3）强化阶段（BC）：最高点C的应力， 抗拉强度。抗拉强度不能直接利用，屈强 比却能反映钢材的安全可靠程度和利用率 。屈强比越小，钢材在受力超过屈服点时 的可靠性越大，结构越安全。
4.硬度：是衡量钢材软硬程度的指标。表 示钢材表面局部体积内抵抗变形或破裂的 能力，与强度有关。
一般来说，钢材硬度越高，强度也越大
6.2.2 钢材的工艺性能
1.冷弯性能
• 按P129-表6-1规定的弯心直径弯曲 180°后，钢筋受弯曲部分表面不得产 生裂纹。
1.热轧钢筋：用加热钢坯轧成的条形成品钢筋。用量 最大，主要用于钢筋混凝土和预应力混凝土结构的 配筋。要求有较高的强度，一定的塑性和韧性，可 焊性好。分为热轧光圆钢筋和热轧带肋钢筋。
热轧钢筋的力学性能及工艺性能P134-表6-6
Ⅰ级光圆钢筋强度不高、但塑性及焊接性良好，主 要用作非预应力混凝土的受力筋和构造筋。 HRB335、HRB400由于强度高、塑性和焊接性也好 ，可用于大中型预应力及非预应力钢筋混凝土结构 的受力筋。HRB500虽然强度高，但塑性及焊接性 较差，可用作预应力钢筋。
2.预应力混凝土用热处理钢筋：用热轧带 肋钢筋经淬火和回火调制处理后的钢筋。 直径有6mm、8.2mm、10mm三种。钢筋 热处理后卷成盘，使用时开盘钢筋自行伸 直，按要求的长度切断，切断时不能用电 焊切断，也不能焊接，以免引起强度下降 或脆断。
特点：锚固性好、应力松弛率低、施工方 便、质量稳定、节约钢材，应用于普通预 应力钢筋混凝土工程
（2）屈服阶段（AB）：应力与应变不能 成正比变化，产生塑性变形。B上是屈服上 限，B下是屈服下限，为屈服点，即屈服强 度，表示钢材在工作状态运行达到的应力 值，在设计中作为强度取值的依据。
【例】普通碳素结构钢Q235屈服强度不 应小于235MPa
（3）强化阶段（BC）：最高点C的应力， 抗拉强度。抗拉强度不能直接利用，屈强 比却能反映钢材的安全可靠程度和利用率 。屈强比越小，钢材在受力超过屈服点时 的可靠性越大，结构越安全。
建筑钢材讲义
• 一般认为，钢材的疲劳破坏是由拉应
力引起的，因此，钢材的疲劳极限与其抗 拉强度有关，一般抗拉强度高，其疲劳极 限也较高。由于疲劳裂纹是在应力集中处 形成和发展的，故钢材的疲劳极限不仅与 其内部组织有关，也和表面质量有关。
• （二）、钢材的工艺性能 • 1. 冷弯性能 • 冷弯性能是指钢材在常温下承受弯曲变
• （3）管材 主要用于桁架、塔桅等钢结
构中(见钢管)
板材
光面钢板、花纹钢板、彩 色涂层钢板等。
.管材
无缝钢管、焊接 钢管等。
（4） 金属制品
• 土木工程中主要使用的产品有 • 钢丝 • 钢丝绳 • 钢绞线
三、建筑钢材的主要性能
• （一）力学性能： • 1.抗拉性能
• 2.冲击韧性
• 3.硬度 • 4.耐疲劳性 • （二）工艺性能：
形的能力，是钢材的重要工艺性能。
• 冷弯性能指标是通过试件被弯曲的角度
（90°、180°）及弯心直径 ｄ对试件厚度 （或直径）a的比值（ｄ/a）区分的，试件 按规定的弯曲角和弯心直径进行试验，试件 弯曲处的外表面无裂断、裂缝或起层，即认 为冷弯性能合格。
• 2. 焊接性能 • 钢材的可焊性是指焊接后在焊缝处的性
• （２）抗拉强度：从图中ＣＤ曲线逐步上
升可以看出：试件在屈服阶段以后，其抵 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Ｄ的应力称为抗拉强 度，用σ b表示。
• 屈强比σ s／σ b有一定意义。屈强比愈
小，反映钢材受力超过屈服点工作时的可 靠性愈大，即延缓结构损伤程度的潜力越 大，因而结构的安全性愈高。但屈强比太 小，则反映钢材不能有效地被利用。一、 二级抗震框架结构，其纵向受力钢筋的屈 强比不应大于0.8。
质与母材性质的一致程度。影响钢材可焊 性的主要因素是化学成分及含量。如硫产 生热脆性，使焊缝处产生硬脆及热裂纹。 又如，含碳量超过0.3％，可焊性显著下 降等。
力引起的，因此，钢材的疲劳极限与其抗 拉强度有关，一般抗拉强度高，其疲劳极 限也较高。由于疲劳裂纹是在应力集中处 形成和发展的，故钢材的疲劳极限不仅与 其内部组织有关，也和表面质量有关。
• （二）、钢材的工艺性能 • 1. 冷弯性能 • 冷弯性能是指钢材在常温下承受弯曲变
• （3）管材 主要用于桁架、塔桅等钢结
构中(见钢管)
板材
光面钢板、花纹钢板、彩 色涂层钢板等。
.管材
无缝钢管、焊接 钢管等。
（4） 金属制品
• 土木工程中主要使用的产品有 • 钢丝 • 钢丝绳 • 钢绞线
三、建筑钢材的主要性能
• （一）力学性能： • 1.抗拉性能
• 2.冲击韧性
• 3.硬度 • 4.耐疲劳性 • （二）工艺性能：
形的能力，是钢材的重要工艺性能。
• 冷弯性能指标是通过试件被弯曲的角度
（90°、180°）及弯心直径 ｄ对试件厚度 （或直径）a的比值（ｄ/a）区分的，试件 按规定的弯曲角和弯心直径进行试验，试件 弯曲处的外表面无裂断、裂缝或起层，即认 为冷弯性能合格。
• 2. 焊接性能 • 钢材的可焊性是指焊接后在焊缝处的性
• （２）抗拉强度：从图中ＣＤ曲线逐步上
升可以看出：试件在屈服阶段以后，其抵 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Ｄ的应力称为抗拉强 度，用σ b表示。
• 屈强比σ s／σ b有一定意义。屈强比愈
小，反映钢材受力超过屈服点工作时的可 靠性愈大，即延缓结构损伤程度的潜力越 大，因而结构的安全性愈高。但屈强比太 小，则反映钢材不能有效地被利用。一、 二级抗震框架结构，其纵向受力钢筋的屈 强比不应大于0.8。
质与母材性质的一致程度。影响钢材可焊 性的主要因素是化学成分及含量。如硫产 生热脆性，使焊缝处产生硬脆及热裂纹。 又如，含碳量超过0.3％，可焊性显著下 降等。
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