《建筑材料》第二十三次课(第七章)

1、建筑材料教案 第七章 金属材料钢材7.4.27.4.2建筑钢材建筑钢材1. 1. 钢结构用型钢、钢管和钢板钢结构用型钢、钢管和钢板 （1）热轧型钢）热轧型钢 主要采用碳素结构钢主要采用碳素结构钢Q235-A、低合金、低合金高强度结构钢高强度结构钢Q345和和Q390热轧成型。热轧成型。 常用热轧型钢有角钢、常用热轧型钢有角钢、L型钢、工字钢、型钢、工字钢、槽钢和槽钢和H型钢等。型钢等。例如用碳素结构钢例如用碳素结构钢Q235-A轧制的，尺寸轧制的，尺寸160mm160mm16mm的等边角钢，标示为：的等边角钢，标示为： 表示方式表示方式：型钢名称型钢名称型钢规格型钢规格-型钢标准号型钢标准号原

2、材牌号原材牌号-原材标准号原材标准号热压等边角钢热压等边角钢16016016-GB9787-88Q235-A-GB706-88n（2）冷弯型钢）冷弯型钢n建筑工程上使用的冷弯型钢，常用厚度为建筑工程上使用的冷弯型钢，常用厚度为1.56mm的薄钢板或钢带经冷弯而成，也称冷弯的薄钢板或钢带经冷弯而成，也称冷弯薄壁型钢，由于壁薄、刚度较好，能高效地发挥薄壁型钢，由于壁薄、刚度较好，能高效地发挥材料作用。节约大量钢材，多用于轻型钢结构。材料作用。节约大量钢材，多用于轻型钢结构。n（3）钢管和钢板）钢管和钢板n1）钢管）钢管n无缝钢管：以优质碳素结构钢或低合金高强度结无缝钢管：以优质碳素结构钢或低合金高

3、强度结构钢为原材料，采用热轧或冷拔无缝方法制造，构钢为原材料，采用热轧或冷拔无缝方法制造，主要用于压力管道；主要用于压力管道；n焊接钢管由钢板卷焊而成。成本低，容易加工，焊接钢管由钢板卷焊而成。成本低，容易加工，但多数情况下抗压性能较差。但多数情况下抗压性能较差。n2）钢板）钢板n钢板是用碳素结构钢或低合金高强度结构钢经热钢板是用碳素结构钢或低合金高强度结构钢经热轧或冷轧生产的扁平钢材。轧或冷轧生产的扁平钢材。n以平板供货的称为钢板，以卷状供货的称为钢带。以平板供货的称为钢板，以卷状供货的称为钢带。n3）花纹钢板）花纹钢板n钢板表面轧有防滑凸纹者称为花纹钢板。在钢表钢板表面轧有防滑凸纹者称为花

4、纹钢板。在钢表面热轧成菱形、扁豆形、圆豆形花纹，主要用于面热轧成菱形、扁豆形、圆豆形花纹，主要用于有防滑要求的地方。有防滑要求的地方。2008北京奥运鸟巢式建筑北京奥运鸟巢式建筑 厦门海沧大桥厦门海沧大桥埃菲尔铁塔（又译埃菲尔铁塔（又译“艾菲尔铁塔艾菲尔铁塔”）是法国巴黎著名铁塔，坐落在塞纳河南岸）是法国巴黎著名铁塔，坐落在塞纳河南岸马尔斯广场的北端。马尔斯广场的北端。1887年年1月月26日动工，日动工，1889年年5月月15日开放的，距今已有日开放的，距今已有100多年的历史了多年的历史了 铜陵长江大桥主桥总长铜陵长江大桥主桥总长1152m，为，为7孔连续布置孔连续布置.该桥桥塔采用该桥桥

5、塔采用H型门式结构，型门式结构， 箱型断面，塔高箱型断面，塔高153.65m。斜拉索为扇形布置。斜拉索为扇形布置.2 2 混凝土结构用钢混凝土结构用钢 5 5 1. 1.热轧钢筋热轧钢筋（1 1）牌号）牌号 分为分为R235R235、HRB335HRB335、HRB400HRB400、HRB500HRB500四个牌号。四个牌号。 HRBHot rolled-Ribbed-BarsHRBHot rolled-Ribbed-Bars牌号意义：牌号意义：R R代表热轧光圆钢筋、代表热轧光圆钢筋、HRBHRB代表热轧带肋钢筋。代表热轧带肋钢筋。 热轧光圆钢筋由碳素结构钢轧制而成，表面光圆；热轧光圆钢筋

6、由碳素结构钢轧制而成，表面光圆； 热轧带肋钢筋由低合金钢轧制而成，外表带肋。热轧带肋钢筋由低合金钢轧制而成，外表带肋。牌号中的数字：表示热轧钢筋的屈服强度。牌号中的数字：表示热轧钢筋的屈服强度。 （2 2）热轧钢筋的选用）热轧钢筋的选用n光圆钢筋的强度较低光圆钢筋的强度较低, ,但塑性及焊接性好但塑性及焊接性好, ,便于冷加工便于冷加工, , 广泛用做普通钢筋混凝土。广泛用做普通钢筋混凝土。n HRB325HRB325，HRB400HRB400带肋钢筋的强度较高，塑性及焊接带肋钢筋的强度较高，塑性及焊接性也较好性也较好, ,广泛用做大、中型钢筋混凝土结构的受力广泛用做大、中型钢筋混凝土结构的受

7、力钢筋。钢筋。n HRB500HRB500带肋钢筋强度高，但塑性与焊接性较差，适带肋钢筋强度高，但塑性与焊接性较差，适宜作预应力钢筋。宜作预应力钢筋。2 2. .冷轧带肋钢筋冷轧带肋钢筋n 冷轧带肋钢筋是用低碳钢热轧圆盘条经冷轧或冷拔减径冷轧带肋钢筋是用低碳钢热轧圆盘条经冷轧或冷拔减径 后，在其表面冷轧成三面有肋的钢筋。后，在其表面冷轧成三面有肋的钢筋。n 冷轧带肋钢筋代号为冷轧带肋钢筋代号为CRCR，按抗拉强度分为三级：，按抗拉强度分为三级：CRB550CRB550、 CRB650CRB650、CRB800CRB800、CRB970CRB970、CRB1170CRB1170，数值表示钢筋应，

8、数值表示钢筋应 达到的最小抗拉强度值达到的最小抗拉强度值。n 冷轧带肋钢筋提高了钢筋的握裹力，可广泛用于中、小冷轧带肋钢筋提高了钢筋的握裹力，可广泛用于中、小 预应力混凝土结构构件和普通钢筋混凝土结构构件，也可预应力混凝土结构构件和普通钢筋混凝土结构构件，也可 用于焊接钢筋网。用于焊接钢筋网。 3. 3.预应力混凝土用钢丝和钢绞线预应力混凝土用钢丝和钢绞线（1 1）预应力钢丝）预应力钢丝: :由优质碳素钢盘条经热处理及冷加工而制由优质碳素钢盘条经热处理及冷加工而制得的钢丝，强度钢，柔性好。得的钢丝，强度钢，柔性好。 分类：按交货状态分为冷拉钢丝、消除应力钢丝；分类：按交货状态分为冷拉钢丝、消除

9、应力钢丝； 按外形分为光面钢丝、刻痕钢丝、螺旋钢丝；按外形分为光面钢丝、刻痕钢丝、螺旋钢丝； 按松驰能力分为按松驰能力分为I I级松驰和级松驰和级松驰两级。级松驰两级。 代号：代号：WCD(WCD(冷拉钢丝冷拉钢丝) )、S(S(消除应力钢丝消除应力钢丝) )、 SI(SI(消除应力刻痕钢丝消除应力刻痕钢丝) )、SH(SH(消除应力螺旋肋钢丝消除应力螺旋肋钢丝) )。 作用：节约钢材、减小构件截面、节省混凝土。作用：节约钢材、减小构件截面、节省混凝土。 应用：桥梁、吊车梁、大跨度屋架、管桩等预应力钢筋应用：桥梁、吊车梁、大跨度屋架、管桩等预应力钢筋 混凝土构件中。混凝土构件中。（2 2）预应

10、力钢绞线）预应力钢绞线 分类：分类： 1.1.按捻制结构分为三类：按捻制结构分为三类： 用两根钢丝捻制的钢绞线（表示为用两根钢丝捻制的钢绞线（表示为1 12 2）；）； 用三根钢丝捻制的钢绞线（表示为用三根钢丝捻制的钢绞线（表示为1 13 3）；）； 用七根钢丝捻制的钢绞线（表示为用七根钢丝捻制的钢绞线（表示为1 17 7）。）。 2.2.应用：主要用于大跨度、大负荷的桥梁、电杆、枕轨、应用：主要用于大跨度、大负荷的桥梁、电杆、枕轨、 屋架、大跨度吊车梁等。屋架、大跨度吊车梁等。 特点：安全可靠，节约钢材，且不需冷拉，焊接接头等特点：安全可靠，节约钢材，且不需冷拉，焊接接头等 加工，在土木工程

11、中得到广泛应用。加工，在土木工程中得到广泛应用。7.5钢材的锈蚀与防止钢材的锈蚀与防止n7.5.1 钢材的锈蚀钢材的锈蚀n 钢材表面与其周围介质发生化学反应钢材表面与其周围介质发生化学反应而遭到的破坏，称为钢材的锈蚀。而遭到的破坏，称为钢材的锈蚀。 钢材直接与周围介质发生化学反应产生锈蚀钢材直接与周围介质发生化学反应产生锈蚀, ,多数是由氧化作用在钢材表面形成疏松氧化物。多数是由氧化作用在钢材表面形成疏松氧化物。干燥环境缓慢，温湿度高，发展迅速。干燥环境缓慢，温湿度高，发展迅速。化学锈蚀化学锈蚀电化学锈蚀电化学锈蚀 钢材发生电化学反应而引起的锈蚀。钢材发生电化学反应而引起的锈蚀。n7.5.2

12、锈蚀的危害锈蚀的危害n在钢材表面形成疏松的氧化物在钢材表面形成疏松的氧化物,使钢结构断面减小，使钢结构断面减小，降低钢材的性能降低钢材的性能,因而承载力降低因而承载力降低钢结构厂房事故倒塌钢结构厂房事故倒塌事例事例7.5.3 7.5.3 防止钢材锈蚀的措施防止钢材锈蚀的措施 钢结构防止锈蚀的方法通常是采用表面刷漆。钢结构防止锈蚀的方法通常是采用表面刷漆。 混凝土配筋的防锈措施：保证混凝土的密实混凝土配筋的防锈措施：保证混凝土的密实度、保证足够的保护层厚度、限制氯盐外度、保证足够的保护层厚度、限制氯盐外加剂的掺加量和保证混凝土一定的碱度等。加剂的掺加量和保证混凝土一定的碱度等。还可掺用阻锈剂。还

13、可掺用阻锈剂。1.低碳钢受拉直至破坏，经历了低碳钢受拉直至破坏，经历了 、 、 和和 4个阶段。个阶段。2.对冷加工后的钢筋进行时效处理，可用对冷加工后的钢筋进行时效处理，可用 时效和时效和 时效两种方法。时效两种方法。3.按标准规定，碳素结构钢分按标准规定，碳素结构钢分 种牌号，种牌号，即即 、 、 、 、和、和 。各牌。各牌号又按其硫和磷含量由多至少分四种质量等级。号又按其硫和磷含量由多至少分四种质量等级。4.一般情况下在动荷载状态、焊接结构或严寒低温下一般情况下在动荷载状态、焊接结构或严寒低温下使用的结构，往往限制使用使用的结构，往往限制使用 钢。钢。5.按冶炼时脱氧程度分类钢可以分成：

14、按冶炼时脱氧程度分类钢可以分成： 、 、 和特殊镇静钢。和特殊镇静钢。n6.随着钢材中含碳量的增加，则硬度提高、塑随着钢材中含碳量的增加，则硬度提高、塑性性 、焊接性能、焊接性能 。n7.碳素钢按含碳量多少分为碳素钢按含碳量多少分为 、 、和和 。建筑上多采用。建筑上多采用 。n8.钢材的牌号越大，其强度越高，塑性越好。钢材的牌号越大，其强度越高，塑性越好。（ ）n9.钢材冶炼时常把硫、磷加入作为脱氧剂。（钢材冶炼时常把硫、磷加入作为脱氧剂。（ ）n10.一般来说，钢材钢材硬度愈高，强度也愈大。一般来说，钢材钢材硬度愈高，强度也愈大。（ ）n11.与伸长率一样，冷弯性能也可以表明钢材的与伸长率

15、一样，冷弯性能也可以表明钢材的塑性大小。（塑性大小。（ ）n12.钢含磷较多时呈热脆性，含硫较多时呈冷脆钢含磷较多时呈热脆性，含硫较多时呈冷脆性。（性。（ ）n13.建筑钢材是在严格的技术控制下生产的材料，建筑钢材是在严格的技术控制下生产的材料，下面哪一条不属于它的优点？下面哪一条不属于它的优点？_。nA.品质均匀、强度高品质均匀、强度高 B.防火性能好防火性能好 nC.可以焊接或铆接可以焊接或铆接 nD.有一定的塑性和韧性，具有承受冲击荷载和有一定的塑性和韧性，具有承受冲击荷载和振动荷载的能力振动荷载的能力 n14.我国钢铁牌号的命名，采用以下哪个方法？我国钢铁牌号的命名，采用以下哪个方法？

16、_。A.采用汉语拼音字母采用汉语拼音字母 B.采用化学元素符号采用化学元素符号C.采用阿拉伯数字、罗马数字采用阿拉伯数字、罗马数字 D.采用汉语拼音、化学元素符号、阿拉伯数字、罗马数字相采用汉语拼音、化学元素符号、阿拉伯数字、罗马数字相结合结合 n15.从便于加工、塑性和焊接性好的角度出发，应选择从便于加工、塑性和焊接性好的角度出发，应选择_。A.级钢筋级钢筋 B.级钢筋级钢筋 C.级钢筋级钢筋 D.级钢筋级钢筋 n16.钢的化学成分除铁、碳外，还含有其他元素，下列元钢的化学成分除铁、碳外，还含有其他元素，下列元素中哪些属于有害杂质？素中哪些属于有害杂质？n_。 .磷磷 .锰锰 .硫硫 .氧氧

17、A.、 B. 、 C. 、 D. 、n17. .钢筋混凝土结构中，要防止钢筋生锈，下列钢筋混凝土结构中，要防止钢筋生锈，下列措施何者是错误的？措施何者是错误的？_。nA.严格控制钢筋、钢丝的质量严格控制钢筋、钢丝的质量 B.确保足够的确保足够的保护厚度保护厚度 nC.增加氯盐的掺量增加氯盐的掺量 D.掺入亚硝酸盐掺入亚硝酸盐n18.从新进货的一批钢筋中抽样，并截取从新进货的一批钢筋中抽样，并截取2根试样根试样作拉伸实验，测得如下结果：屈服下限荷载分别作拉伸实验，测得如下结果：屈服下限荷载分别为为72.3KN和和72.2KN，抗拉极限荷载分别为，抗拉极限荷载分别为104.5KN和和108.5KN

18、，钢筋公称直径为，钢筋公称直径为16mm，试件标距长度为试件标距长度为80mm，拉断后的标距长度分别，拉断后的标距长度分别为为96mm和和94.4mm。试计算该钢筋的屈服强度，。试计算该钢筋的屈服强度，抗拉强度及断后伸长率。并判断该钢筋为何牌号？抗拉强度及断后伸长率。并判断该钢筋为何牌号？其强度利用率和结构安定性如何？其强度利用率和结构安定性如何？n（1）钢筋试样屈服点为：）钢筋试样屈服点为：ns1=P/A=72.3103/82=360MPans2=P/A=72.2103/82=359MPans=（360+359）/2=359.5MPa n（2）钢筋试样的抗拉强度为：）钢筋试样的抗拉强度为：nb1=P/A=104.5103/82=520MPanb2=P/A=108.5103/82=540MPanb=（520+540）/2=530 MPa n （3）钢筋试样的断后伸长率为：）钢筋试样的断后伸长率为：n 1=（L1-L0）/L0100%=（