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1、造价员培训建筑材料新疆建设职业技术学院土木工程系 常用建筑材料 防水材料；绝热材料；装饰装修材料。 无机材料；有机材料；复合材料。无 机 材 料金属 材料黑色金属钢、铁 有色金属铝、铜及其合金等 非金属 材料天然石材花岗岩、石灰岩、砂岩、大理岩等烧土及熔融制品烧结砖、烧结瓦、陶瓷、玻璃、铸石 等胶凝材料气硬性胶凝材料石灰、石膏、 苛性菱苦土、水 玻璃等水硬性胶凝材料各种水泥无机人造石材混凝土、砂浆、硅酸盐建筑制品等有机材料木材、沥青、合成高分子材料、橡胶等复合材料金属-非金属材料、非金属-金属材料、有机-无机材料、 无机-有机材料无机材料金属材料 黑色金属钢建筑钢材 建筑钢材是指建筑工程中所用
2、的各种钢材。包括用于钢结构工程中的各种型钢（如角钢、槽钢、工 字钢等）、钢板和用于钢筋混凝土结构工程中的各种钢 筋及钢丝。以外，还有大量的钢材被用作装饰材料和建筑五金等。金属材料金属材料 建筑钢材建筑钢材建筑钢材是在严格的技术条件下生产的材料，具有以下的优点：（1）质量均匀，性能可靠钢材既可铸造、锻造、切割，又可进行压力加工，还可以通过 冷加工或热处理方法，在很大范围内改变或控制钢材的性能， 。（2）强度和硬度高钢材的抗拉、抗压、抗弯、抗剪强度以及硬度都很高，适用于 制作各种承载较大的构件和结构。（3）塑性和韧性好常温下钢材能承受较大的塑性变形，便于冷弯、冷拉、冷拔及 冷轧等各种冷加工。钢材的
3、主要缺点是易锈蚀、维护费用高和耐火性差。掌握：建筑钢材的主要性能。 熟悉：建筑钢材的常用钢种及应用。 了解：钢筋混凝土用钢材的品种及应用。 本章教学目标本本 章章 内内 容容l第一节 建筑钢材l第二节 建筑装饰用钢材制品l第三节 铝及铝制品第一节 建 筑 钢 材l平炉炼钢l氧气转炉炼钢1l电炉炼钢 一 钢的冶炼与分类一）钢的冶炼l(1)沸腾钢l(2)镇静钢l(3)半镇静钢 根据脱氧程度分为：二二 钢的分类钢的分类1.碳是决定钢材性能的主要元素。l 随着含碳量的增加，钢的强度和硬度 提高，塑性和韧性下降。但当含碳量大于 1.0%时，由于钢材变脆，强度反而下降。 二、二、 钢的化学成分对钢钢的化学
4、成分对钢 材性能的影响材性能的影响含碳量对热轧碳素钢性质的影响 b抗拉强度；k冲击韧性；HB硬度； 伸长率；面积缩减率 2.硅、锰 l 加入硅和锰可以与钢中有害成分 FeO和FeS分别形成SiO2、MnO和MnS而进 入钢渣排出，起到脱氧、降硫的作用。 3.硫、磷l 硫使钢材的热脆性增加，磷能使钢 的强度、硬度提高，但显著降低钢材的 塑性和韧性，使钢材的冷脆性增加。 4.氧、氮l 降低了钢材的强度、冷弯性能和焊 接性能。氧还使钢的热脆性增加，氮使 冷脆性及时效敏感性增加。5.铝、钛、钒、铌l 是钢的强脱氧剂和合金元素。能 改善钢的组织、细化晶粒、改善韧性 ，并显著提高强度。 建筑钢材的主要技术
5、性能建筑钢材的技术性能力学性能工艺性能化学性能拉伸性能冲击韧性疲劳强度硬度冷弯性能冷加工强化及时效焊接性能1.应力2.应变3.弹性与弹性变形 4.塑性与塑性变形FFALL0L1建筑钢材的抗拉性能一、钢材的拉伸性能一、钢材的拉伸性能钢材的拉伸演示过程以低碳钢为例L0F1F1F2F2F3F3d0L0=5d0或10d0L1L2低碳钢的受拉过程分为四个阶段建筑钢材的抗拉性能O弹性阶段OA屈服阶段AB强化阶段BC颈缩阶段CDABCD低碳钢受拉的应力应变图建筑钢材的抗拉性能一、弹性阶段OA一条通过原点 的直线，应力与应变成正比。弹性弹性模量E值的大小反映了钢材抵抗 弹性变形的能力。A点对应 的应力。OA低
6、碳钢受拉的应力应变图E1 E2l图形的特点：l 试件的特点：l计算的指标：ABCD弹性极限建筑钢材的抗拉性能二、屈服阶段AB一条波动的曲 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 屈服强度（也叫屈服点）点对应的应力。l图形的特点：l试件的特点：l计算的指标：OA低碳钢受拉的应力应变图ACD BB上B下屈服。三、强化阶段BC一段上升的曲线。抵抗塑性变形的能力又重新 提高抗拉强度l图形的特点：l试件的特点：l计算的指标： OA低碳钢受拉的应力应变图ACD BB上B下C点对应的应力。建筑钢材的抗拉性能强化。四、颈缩阶段CD一段下降的曲线
7、。变形迅速发展，在有杂质或 缺陷处，断面急剧缩小，直到断裂。伸长率：l图形的特点：l试件的特点：l计算的指标： OA ACD BB上B下L1L0 建筑钢材的抗拉性能l计算的指标：颈缩三大指标：1.屈服强度s结构设计中钢材强度取值的依据 2.抗拉强度b钢材所能承受的最大应力屈强比屈强比，利用率 ，安全可靠程度3.伸长率衡量钢材塑性的指标，越大说明 钢材的塑性越好OA ACD BB上B下4断面收缩率L1d0L0 L0=5d0或10d0A0、 An前后的截面积5与10谁大中碳钢、高碳钢的应力应变图l规定：产生残余变 形为原始标距的0.2% 时所对应的应力值， 作为硬钢的屈服强度， 称为条件屈服强度，
8、 用0.2表示。二、冲击韧性二、冲击韧性钢材抵抗冲击荷载的能力。 定义试件讨论与分析计算式测试方法演示ak冲击韧性。钢的化学成分; 例：S、P冲击韧性 冶炼及轧制质量 质量冲击韧性 温度 温度，冲击韧性ak影响冲击韧性的因素三、疲劳强度三、疲劳强度设计承受交变荷载且须进 行疲劳验算的结构时，应当 了解所用钢材的疲劳强度。四、钢材的硬度四、钢材的硬度l硬度是指钢材抵抗硬 物体压入钢材的表面的能 力。l方法：布氏法、洛氏法和 维氏法，常用方法是布氏 法和洛氏法。定义测定方法演示讨论与分析l材料的硬度往往与材料的其它性能有 一定的相关系，如：钢材的HB值与 抗拉强度之间有较好的相关关系。五、钢材的冷
9、弯性能五、钢材的冷弯性能指钢材在常温下承受弯曲变形的能力，试件被 弯曲角度、弯心直径与厚度的 比值d/a定义指标试验演示l弯曲角度 a/d小，表示对冷弯性能要 求越高。结论试验演示l 钢材的冷加工方式有冷拉、冷拔和冷 轧。六六 钢材的冷加工钢材的冷加工(一) 钢材的冷加工及时效钢筋经冷拉时效后应力-应变图的变化 l 钢筋冷拉后屈服强度可提高15%-20% ，冷拔后屈服强度可提高40%-60%。(二) 冷加工在工程中的应用常用建筑钢材l 普通碳素结构钢简称碳素结构钢，化 学成分主要是铁，其次是碳，故也称铁-碳 合金。其含碳量为0.02%-2.06%，此外尚含 有少量的硅、锰和微量的硫、磷等元素。
10、一 碳素结构钢碳素结构钢的牌号由代表屈服点的 字母、屈服点数值、质量等级符号、脱 氧程度符号四部分按顺序组成。(一) 碳素结构钢的牌号表示方法(二) 碳素结构钢的技术要求(三) 碳素结构钢的性能和应用l 低合金高强度结构钢综合性能较为 理想，尤其在大跨度、承受动荷载和冲 击荷载的结构中更适用，而且与使用碳 素钢相比，可节约钢材20%-30%，但成 本并不很高。 二 低合金高强度结构钢l(一)低合金高强度结构钢的牌号表示方法低合金高强度结构钢的牌号由屈服点字母Q、屈 服点数值、质量等级三个部分组成，共有5个牌号。l(二)碳素结构钢的技术要求l(三)碳素结构钢的性能和应用钢材混凝土用钢材l 热轧光
11、圆钢筋的强度较低，但塑性 及焊接性能很好，便于各种冷加工，因 而广泛用作普通钢筋混凝土构件的受力 筋及各种钢筋混凝土结构的构造筋； HRB335和HRB400钢筋强度较高，塑性和 焊接性能也较好，故广泛用作大、中型 钢筋混凝土结构的受力钢筋；HRB500钢 筋强度高，但塑性和焊接性能较差，可 用作预应力钢筋。一 钢筋混凝土用热轧钢筋(a)等高肋钢筋；(b)月牙肋钢筋 热轧钢筋的力学性能和工艺性能 二 冷轧带肋钢筋l 冷轧带肋钢筋既具有冷拉钢筋 强度高的特点，同时又具有很强的 握裹力，混凝土对冷轧带肋钢筋的 握裹力是同直径冷拔低碳钢丝的36 倍，大大提高了构件的整体强度和 抗震能力。这种钢筋适用
12、于中、小 型预应力混凝土结构构件和普通钢 筋混凝土结构构件。 冷轧带肋钢筋l 热处理钢筋经过调质热处理而成，具 有强度高、韧性高、粘结力高和塑性降低 小等优点，特别适用于预应力混凝土构件 。三 预应力混凝土用热处理钢筋热处理钢筋的力学性质(GB 44631984) 公称直 径 (mm)牌号屈服强 度 (MPa)抗拉强 度 (MPa)伸长率 (%) 不小于 640Si2Mn 132514706 8.248Si2Mn 1045Si2Cr 四 预应力混凝土用钢丝l 预应力混凝土用钢丝质量稳定、安 全可靠、强度高、无接头、施工方便， 主要用于大跨度的屋架、薄腹架、吊车 梁或桥梁等大型预应力混凝土构件，还 可用于轨枕、压力管道等预应力混凝土 构件。螺旋肋钢丝外形示意图 三面刻痕钢丝外形示意图 五 预应力混凝土用钢绞线l 钢绞线具有强度高，与混凝土粘结好， 断面面积大，使用根数少，在结构中排列布 置方便，易于锚固等优点，主要用于大跨度 、大荷载的预应力屋架、薄腹梁等构件。 预应力钢绞线截面图
