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1、项目六：建筑钢材与检测,（6计划学时） 学习目标 掌握建筑钢材的主要技术性能、工艺性能、特性、应用及钢材的评定方法；理解钢材的化学成分组成对建筑钢材性能的影响，能根据工程特点、环境条件等合理选用钢材。,项目六：建筑钢材与检测,钢的冶炼与分类 钢的冶炼 ：目前，大规模炼钢方法主要有转炉炼钢法、平炉炼钢法和电炉炼钢法三种。 平炉钢特点：产量大、除渣干净、材质均匀，但冶炼时间较长，成本高等，常用来生产质量要求较高的钢板、型钢及重轨等。 顶吹氧气转炉钢特点：生产速度快、成本较低、品种多且质量好，是目前较为先进、发展较快的一种炼钢方法。可制出优质碳素钢和合金钢。 侧吹空气转炉钢特点：设备简单、投资小、出
2、钢快且冶炼时间短，但材质较差，一般只用于生产小型角钢或钢筋。 电炉钢特点：质量最好，但成本也最高。,项目六：建筑钢材与检测,钢的分类 ： 按脱氧程度分类 按化学成分分类 按质量分类 按用途分类,项目六：建筑钢材与检测,建筑钢材的主要技术性能 力学性能 ：抗拉性能 、冲击韧性 、疲劳强度 等。 抗拉性能： 四个阶段： 弹性阶段（OA） 屈服阶段（AB） 强化阶段（BC） 颈缩阶段（CD）,项目六：建筑钢材与检测,屈服强度：s 抗拉强度：b 屈强比s /b 屈强比能反映钢材的利用率和结构安全可靠程度。 伸长率：伸长率是衡量钢材塑性的一个重要指标，伸长率越大，说明钢材的塑性越好。,项目六：建筑钢材与
3、检测,冲击韧性 ：钢材抵抗冲击荷载而不破坏的能力称为冲击韧性。 冲击韧性大小是通过冲击试验确定的，以试件冲断时单位面积上消耗的冲击功（J/cm2）来表示。如图84所示。冲击韧性指标越大，表示冲断试件消耗的能量越大，即钢材抵抗冲击荷载的能力越强，冲击韧性就越好。,项目六：建筑钢材与检测,项目六：建筑钢材与检测,疲劳强度 ：钢材在交变荷载反复多次作用下，可在最大应力远低于极限抗拉强度的情况下突然发生脆性断裂破坏的现象，称为疲劳破坏。钢材的疲劳破坏指标用疲劳强度（或称疲劳极限）来表示，它是指试件在交变应力的作用下，不发生疲劳破坏的最大应力值。,钢材在交变荷载反复多次作用下，可在,项目六：建筑钢材与检
4、测,工艺性能 ：钢材在加工过程中所表现出来的性能称为钢材的工艺性能 。 冷弯、冷拉、冷拔及焊接性能均是建筑钢材的重要工艺性能。 冷弯性能 ：钢材在常温下承受弯曲变形的能力称为冷弯性能。 一般以试件弯曲的角度和弯心直径与试件厚度（或直径）的比值来表示。弯曲角度越大，弯心直径与试件厚度（或直径）的比值越小，说明钢试件的冷弯性能越好。,项目六：建筑钢材与检测,项目六：建筑钢材与检测,冷加工性能及时效 冷加工强化 ：将钢材在常温下进行冷加工（如冷拉、冷拔或冷轧），使其产生塑性变形，从而提高屈服强度和硬度，降低塑性和韧性的过程，称为冷加工强化。 钢筋经冷拉后，其屈服强度可提高2030，节约钢材1020，
5、但塑性、韧性降低。 经过一次或多次冷拔后的钢筋，表面光洁度高，屈服强度提高4060，但塑性和韧性大大降低，具有硬钢的性质。,项目六：建筑钢材与检测,时效：钢材随时间的延长，强度、硬度提高，而塑性、韧性下降的现象称为时效。,项目六：建筑钢材与检测,焊接性能 ：钢材是否适应用通常的方法与工艺进行焊接的性能称为钢的可焊性。 影响钢材可焊性主要因素： （1）化学成分及其含量 钢的含碳量高将增加焊接接头的硬脆性，含碳量小于0.25的碳素钢具有良好的可焊性。 （2）合金元素 加入合金元素（如硅、锰、钒、钛等），也将增大焊接处的硬脆性，降低了可焊性。 （3）硫、磷等杂质含量 硫、磷等有害杂质含量越高，钢材的
6、可焊性越差，特别是硫能使焊接产生热裂纹及硬脆性。,项目六：建筑钢材与检测,钢的化学成分对钢材性能的影响： 碳元素 、硅元素 、锰元素 、磷元素 、氧、氮元素 、铝、钛、钒、铌元素等。,项目六：建筑钢材与检测,建筑钢材的标准与选用 钢结构用钢 ：碳素结构钢 、低合金高强度结构钢 。 碳素结构钢：钢的牌号由代表屈服点的字母Q、屈服点数值、质量等级和脱氧程度四个部分按顺序组成。例： Q235一AF 碳素结构钢的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，碳素结构钢的化学成分、力学性能、冷弯试验指标应分别符合表81、表82、表83的要求。,项目六：建筑钢材与检测,建筑工程中主
7、要选用的碳素结构钢是Q235号钢，其含碳量为0.140.22，属低碳钢。Q235号钢具有较高的强度，良好的塑性、韧性及可焊性，综合性能好，能满足一般钢结构和钢筋混凝土用钢的要求，且成本较低，在建筑工程中得到广泛应用。钢结构中主要使用Q235钢轧制成的各种型钢、钢板，普通混凝土中使用最多的I级钢筋也是Q235号钢热轧而成的。,项目六：建筑钢材与检测,低合金高强度结构钢 ：低合金高强度结构钢的牌号由代表屈服点的字母（Q）、屈服点数值、质量等级符号（A、B、C、D、E）三部分按顺序组成。 例如：Q390C，表示屈服点为390MPa、质量等级为C级的低合金高强度结构钢； 低合金高强度结构钢（GB/T1
8、5911994）规定了各牌号的低合金高强度结构钢的化学成分（见表84）和力学性能、工艺性能（见表85）,项目六：建筑钢材与检测,在钢结构中，常采用低合金高强度结构钢轧制的型钢、钢板和钢管建造桥梁、高层建筑及大跨度结构。在预应力钢筋混凝土结构中，、级钢筋就是由普通质量的低合金结构钢轧制的。Q460低合金高强度结构钢是我国科研人员经过三次技术攻关才研制出来的，它不仅在钢材厚度和使用范围都是前所未有的，而且它具有良好的抗震性、抗低温性、可焊性等特点。几百吨自主创新的Q460钢材，骄傲地成为托起奥运主场馆“鸟巢”的钢筋铁骨。,项目六：建筑钢材与检测,钢结构用钢材 ：热轧型钢 、冷弯薄壁型钢 、钢板、压
9、型钢板 等。 钢筋混凝土用钢 ：热轧钢筋,项目六：建筑钢材与检测,预应力混凝土用热处理钢筋、冷轧带肋钢筋等。 钢丝与钢绞线：预应力混凝土用钢丝、预应力混凝土用钢绞线等。,项目六：建筑钢材与检测,钢材的锈蚀与防止 钢材的锈蚀：化学锈蚀、电化学锈蚀 钢材的防锈：主要是采用表面刷漆。常用底漆有红丹、环氧富锌漆、铁红环氧底漆、磷化底漆等。面漆有灰铅油、醇酸磁漆、酚醛磁漆等。薄壁钢材可采用热浸镀锌或镀锌后加涂塑料涂层。这种方法效果好，但成本较高。 混凝土配筋的防锈措施，主要是根据结构的性质、所处环境条件等，考虑混凝土的质量要求，提高钢筋混凝土的密实度（即选择好水灰比和水泥用量）及混凝土层的厚度，限制氯盐外加剂的掺量。,
