国开-建筑材料课件第九章 钢结构 学习资料.pptx

第九章材料工程系建筑钢材土木与交通学院

目录CONTENTS01钢的分类02建筑钢材的技术性质03钢材的强化04建筑钢材的技术标准及应用05钢材的质量控制

本章教学目标1.掌握建筑钢材的主要力学性能、工艺性能、钢材的强化；2.熟悉常用建筑钢材的技术标准及选用原则；3.了解钢材的冶炼、分类及化学成分对钢性能的影响。

01钢的分类

9.1钢的分类钢的冶炼什么是冶炼原理？将生铁中的碳含量降至2.0%以下，使硫、磷等杂质含量降至一定范围内即成为钢。什么是建筑钢材？建筑钢材是指建筑工程中使用的各种钢材，包括钢结构用各种型材（如圆钢、角钢、工字钢、钢管、板材）和钢筋混凝土结构用钢筋、钢丝、钢绞线。

9.1钢的分类钢材的组织结构均匀密实，性能稳定，并且强度高，塑性、韧性好，可以冷弯、焊接或铆接，易于加工和装配。钢材的优点能耗大，成本高，易锈蚀，维护费用高，耐火性差等。钢材的缺点建筑工程中广泛采用钢筋混凝土结构，钢筋是重要的建筑材料之一。钢的冶炼

钢材的冶炼一钢是将炼钢生铁和废钢材等原料在炼钢炉内冶炼而成的铁碳合金。9.1钢的分类(一）冶炼原理将生铁在1700℃左右熔融，进行氧化，使碳的含量降低到一定的限度，同时把其他杂质含量降低到允许范围内。含碳量低于0.04%的铁成为熟铁。含碳量在2%以上的铁称为生铁。生铁硬而脆，无塑性和韧性，不能进行焊接、锻造、轧制等加工，在建筑中很少应用。

(二）冶炼过程9.1钢的分类除碳过程：通过氧化法，将一部分铁变为气体而逸出。造渣过程：在氧化还原反应中可将生铁中硅和锰变为钢渣，浮于钢水之上而排出。脱氧过程：在钢水中加入一定量的锰铁、硅铁或铝锭作为还原剂，将钢水中的FeO还原为铁，使氧变成锰、硅或铝的氧化物而进入钢渣。钢材的冶炼一

(三）炼钢方法的分类9.1钢的分类较早的一种炼钢方法，用来炼制优质碳素钢、合金钢或有特殊要求的专用钢。炼钢周期长、效率低、成本高。平炉炼钢法钢材的冶炼一

(三）炼钢方法的分类钢材的冶炼一9.1钢的分类炼制优质碳素钢和合金钢。得到的钢材质量稳定、而且周期短，它比平炉钢成本低。氧气顶吹转炉炼钢法

(三）炼钢方法的分类钢材的冶炼一9.1钢的分类电炉炼钢法生产的钢杂质含量低，质量好，成本最高。电炉炼钢法

(一）按化学成分分类9.1钢的分类化学成分碳素钢（含碳量低于2.11%的铁碳合金）低碳钢：含碳量0.25%中碳钢：含碳量0.25%～0.6%高碳钢：含碳量0.6%～2.0%低合金钢：合金元素总含量5%中合金钢：合金元素总含量5%～10%高合金钢：合金元素总含量10%合金钢（专门加入合金元素）钢材的分类二

(二）按脱氧程度分类9.1钢的分类按脱氧程度脱氧不完全，硫、磷等杂质偏析严重。钢的质量差，成本低。代号“F”；沸腾钢：镇静钢：半镇静钢：特殊镇静钢：脱氧完全，同时去硫。代号“Z”；脱氧程度介于“F”与“Z”之间，代号“B”；脱氧彻底，代号“TZ”。钢材的分类二

9.1钢的分类钢材的分类二普通钢、优质钢、特殊质量钢(三）按杂质含量分类主要根据钢中所含S、P的含量平炉钢、氧气转炉钢、电炉钢(四）按冶炼方式分类

(五）按用途分类9.1钢的分类结构钢用于各类工程结构，一般属于低碳钢工具钢用于制造各种切削工具，刀具、模具等，一般属于高碳钢。特殊钢具有某种特殊物理化学性质的钢。建筑工程中常用的钢种是普通碳素结构钢和普通低合金结构钢。钢材的分类二

02建筑钢材的技术性质

9.2建筑钢材的技术性质钢材在建筑结构中要承受拉力、压力、弯曲、冲击等外力作用，在施工中要进行冷弯和焊接加工，在环境中要受到酸、碱、水和热等各种因素的影响。所以，建筑钢材的力学性能、工艺性能和耐久性能，既是设计和施工人员选用钢材的主要依据，也是生产钢材、控制材质的重要参数。

9.2建筑钢材的技术性质（一）拉伸性能建筑钢材的力学性能一钢材的力学性能主要指拉伸性能、冲击韧性、耐疲劳性等。钢材的主要性能钢材的强度可分拉伸强度、压缩强度、弯曲强度和剪切强度等几种。拉伸是建筑钢材的主要受力形式，所以拉伸性能表示钢材性能和选用钢材的重要指标，拉伸强度作为最基本的强度值。由拉伸试验测得的屈服强度、抗拉强度和伸长率是钢材的主要技术指标。

9.2建筑钢材的技术性质（一）拉伸性能建筑钢材的力学性能一从图中可以看出，低碳钢受拉至拉断，经历了四个阶段：①弹性阶段②屈服阶段③强化阶段④颈缩阶段低碳钢受拉时应力-应变曲线图ⅠⅡⅢⅣ?=?L/LσbσpσσsB上B下δDCB0A将低碳钢（软钢）制成一定规格的试件，放在材料试验机上，进行拉伸试验，可以绘出如图所示的应力-应变关系曲线。

9.2建筑