七章建筑鋼材.pptVIP

第七章 建 筑 钢 材 概 述 定义 用于工程建设中的各种钢材。 特点 具有强度高，塑性好，具有良好的韧性； 工艺性能良好，易于加工； 钢材易锈蚀、耐火性差。 一、建筑钢材的主要品种 1. 型钢 简单截面型钢：圆钢、方钢、六角钢、八角钢等； 复杂截面型钢：工字钢、角钢、槽钢、钢轨等。 2.线材 钢筋、钢丝等。 二、建筑钢材的应用 大跨度结构 多层及高层结构 受动荷载作用的工业厂房 7.1 钢的生产与分类 一、钢的生产 炉种的影响及氧化程度 三、钢的分类 7.2 建筑钢材的主要性能 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 1. 拉伸性能 拉伸过程的主要参数 2. 冲击韧性 3. 疲劳强度 在反复荷载作用下的结构构件，钢材往往在应力远小于抗拉强度时发生断裂，这种现象称为钢材的疲劳破坏。 疲劳强度：在疲劳试验中，试件在交变应力作用下，于规定的周期基数内不发生断裂时所能承受的最大应力值(σr )。 钢材的疲劳强度与其抗拉强度有关，一般抗拉强度高，其疲劳强度也较高。 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。 1. 冷弯性能 定义：钢材在常温下承受弯曲变形的能力。 指标：弯心直径d与试件厚度（直径）a的比值d/a；弯曲角度α（90°或180°）。 通过冷弯试验，更有助于暴露钢材某些内在缺陷，它能揭示钢材是否存在内部组织不均匀、内应力和夹杂物等缺陷。 2. 可焊性能 定义：在一定焊接工艺条件下，在焊缝及其附近过热区是否产生裂缝及脆硬影响，焊接后接头强度是否与母体相近的性能。 可焊性受化学成分及含量的影响。含碳量高、含硫量高、合金元素含量高等，均会降低可焊性。含碳量小于0.25%的非合金钢具有良好的可焊性。 焊接结构应选择含碳量较低的氧气转炉或平炉的镇静钢。当采用高碳钢及合金钢时，为了改善焊接后的硬脆性，焊接时一般要采用焊前预热及焊后热处理等措施。 钢材的冷加工和时效 1. 定义 冷加工：指在常温下对钢材进行冷拉、冷拔和冷轧等处理。 冷加工强化：钢材经冷加工后强度和硬度提高，塑性和韧性降低的现象。 时效：经冷加工后钢材随时间延长强度提高,塑性、韧性下降的现象。 自然时效：经冷拉的钢材在常温下存放15-20天，其强度和硬度提高，塑性和韧性降低的现象。 人工时效：经冷拉的钢材在加热至100-200℃，并保持一段时间（一般2h以上），这将使时效加速。 时效敏感性：因时效而导致性能改变的程度。 2. 冷加工时效强化原理 7.3 建筑钢材的品种与选用 建筑钢材包括： 型钢 钢管 钢板 钢丝 钢筋 一、碳素结构钢 1. 定义：指各种钢结构中采用的结构钢和工程用热轧钢板、型钢等。现行国家标准为《碳素结构钢》（GB700-88） 2. 牌号表示方法：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；共有Q195、Q215、Q235、Q255、Q275五个牌号。 3. 技术要求：包括化学成分、力学性能、冶炼方法、交货状态及表面质量五个方面。 表 2.1 碳素结构钢的化学成分（GB700-88） 表 2.2 碳素结构钢的力学性能 （GB700—88） 表2.3 碳素结构钢抗弯试验指标(GB700-88) 4.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。 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。 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。 二、低合金高强度结构钢 1. 定义：在碳素结构钢的基础上，添加少量的一种或几种合金元素，合金元素的总含量小于5%的结构钢。 2. 牌号表示方法：由代表屈服点的字母、屈服点数值和质量等级符号三个部分按顺序组成；共有Q295、Q345、Q390、Q420、Q460五个牌号。 3. 技术要求：包括化学成分、力学性能、冶炼方法、交货状态及表面质量五个方面。 表 2.4 低合金高强度结构钢的化学成分（GB1591-94） 续表 续表 续表 表 2.5 低合金高强度结构钢的力学性能（GB1591-94） 4.应用 Q295，钢中只含有极少量合金元素，强度不高，但有良好的塑性、冷弯、焊接及耐蚀性能。主要用于建筑工程中对强度要求不高的一般工程结构。 Q345、Q390，综合力学性能好，焊接性能、冷热加工性能和耐蚀性能均好，C、D、E级钢具有良好的低温韧性。主要用于承受较高荷载的焊接结构