土木工程-钢材试验及检测

1、德修身、技立业德修身、技立业钢材试验与检测钢材试验与检测德修身、技立业德修身、技立业任务目标：任务目标： 掌握建筑钢材的主要技术性质；掌握建筑钢材的主要技术性质； 了解化学成分对钢材性能的影响；了解化学成分对钢材性能的影响；熟悉常用建筑钢材的标准与选用；熟悉常用建筑钢材的标准与选用；熟悉钢材的常用防护措施；熟悉钢材的常用防护措施；具有对钢筋混凝土结构常用钢筋质量检测的能力具有对钢筋混凝土结构常用钢筋质量检测的能力德修身、技立业德修身、技立业主主 要要 内内 容容123钢材的化学性能钢材的化学性能465德修身、技立业德修身、技立业 金属材料包括黑色金属与有色金属两大类金属材料包括黑色金属与有色金

2、属两大类，黑色金属是指以铁元素为主要成分的金属及其，黑色金属是指以铁元素为主要成分的金属及其合金，常用的黑色金属材料有合金，常用的黑色金属材料有钢钢steel和和生铁生铁ferrum 。1 概述概述三大建材之一三大建材之一德修身、技立业德修身、技立业 土木工程中所用的钢材是指用于钢结土木工程中所用的钢材是指用于钢结构的各种构的各种型钢型钢（如圆钢、角钢、工字钢等）（如圆钢、角钢、工字钢等）、钢板钢板和和钢管钢管以及钢筋混凝土用的各种以及钢筋混凝土用的各种钢筋钢筋和和钢丝钢丝等。等。 钢材广泛应用于铁路、桥梁、房屋建钢材广泛应用于铁路、桥梁、房屋建筑等各种工程中，是土木工程用量最大的金属筑等各种

3、工程中，是土木工程用量最大的金属材料。材料。2 用途及分类用途及分类德修身、技立业德修身、技立业2.12.1型钢型钢(structural steel)(structural steel)简单截面型钢：圆钢、简单截面型钢：圆钢、方钢、六角钢、八角方钢、六角钢、八角钢等；钢等；复杂截面型钢：工字复杂截面型钢：工字钢、角钢、槽钢、钢钢、角钢、槽钢、钢轨等。轨等。德修身、技立业德修身、技立业槽钢槽钢德修身、技立业德修身、技立业钢轨钢轨德修身、技立业德修身、技立业工字钢工字钢德修身、技立业德修身、技立业等边角钢等边角钢德修身、技立业德修身、技立业低合金高强度低合金高强度结构钢结构钢德修身、技立业德修身

4、、技立业2.2 2.2 线材线材( (钢筋、钢丝等）钢筋、钢丝等）(steel(steel、steel wiresteel wire）德修身、技立业德修身、技立业德修身、技立业德修身、技立业2.3 管材管材 （无缝钢管、（无缝钢管、焊接钢管等）焊接钢管等）（Steel tubeSteel tube）德修身、技立业德修身、技立业2.4 2.4 板材（光面钢板、板材（光面钢板、花纹钢板、彩色涂层花纹钢板、彩色涂层钢板等。）钢板等。）(Steel plate)(Steel plate)压型彩钢板压型彩钢板德修身、技立业德修身、技立业时间：时间：19991999年年1 1月月4 4日日原因：原因：建桥

5、使用的钢筋质量有严重问题。建桥使用的钢筋质量有严重问题。后果：后果：死亡死亡4949人人重庆市綦江县虹桥坍塌重庆市綦江县虹桥坍塌1.1 钢材质钢材质量引发的工程量引发的工程事故事故德修身、技立业德修身、技立业韩国首尔桑苏大桥坍塌韩国首尔桑苏大桥坍塌时间：时间：19941994年年1010月月2121日日原因：原因：大桥在维护过程大桥在维护过程中出现的焊接失误及大中出现的焊接失误及大桥的设计缺陷和施工建桥的设计缺陷和施工建筑期间的种种问题导致筑期间的种种问题导致大桥坍塌。大桥坍塌。后果：后果：3131人死亡。人死亡。德修身、技立业德修身、技立业原因：原因：钢材耐疲劳性钢材耐疲劳性能不合格能不合格

6、后果：后果：大约大约5050辆汽车辆汽车因桥梁倒塌而落入水因桥梁倒塌而落入水中或者跌落地面中或者跌落地面。时间：时间：20072007年年8 8月月1 1日日美国明尼苏达桥美国明尼苏达桥梁倒塌梁倒塌 德修身、技立业德修身、技立业3. 钢筋质量检测钢筋质量检测德修身、技立业德修身、技立业任务任务1：工地新进一批光圆钢筋，假若你：工地新进一批光圆钢筋，假若你负责验收及检测，请各小组讨论，说说你负责验收及检测，请各小组讨论，说说你的验收步骤是什么？你会从哪些方面检测的验收步骤是什么？你会从哪些方面检测？请用请用“关键词关键词”把检测内容在把检测内容在A3白纸上白纸上写下来。写下来。 （6min）德修

7、身、技立业德修身、技立业2 2、同一炉罐号、同一牌号、同规格、交货状态分、同一炉罐号、同一牌号、同规格、交货状态分批检验和验收，每批质量不大于批检验和验收，每批质量不大于60t60t。1、钢筋应有出厂证明书、钢筋应有出厂证明书或或试验报告单。试验报告单。3 3、外观检查外观检查从每批钢筋中抽取从每批钢筋中抽取5%5%进行；进行； 机械性能机械性能试验从每批钢筋中任意抽取两根。试验从每批钢筋中任意抽取两根。3.1 验收方法验收方法德修身、技立业德修身、技立业3.2 检测流程检测流程抽样抽样（ GB1499-2007GB1499-2007）取样取样检测检测外观质量外观质量机械性能机械性能化学分析化

8、学分析拉力试验拉力试验冷弯试验冷弯试验屈服强度、抗拉强度、伸长率屈服强度、抗拉强度、伸长率德修身、技立业德修身、技立业德修身、技立业德修身、技立业 机械性能机械性能试验从每批钢筋中任意抽取两根，与试验从每批钢筋中任意抽取两根，与每根钢筋任意一端切去每根钢筋任意一端切去500mm500mm，然后各取一套，然后各取一套试样（两根试件），在每套试件中取一根作拉试样（两根试件），在每套试件中取一根作拉力试验，另一根作冷弯试验。力试验，另一根作冷弯试验。3.3 取样方法取样方法德修身、技立业德修身、技立业钢筋表面不得有裂纹、结疤、折叠、钢筋表面不得有裂纹、结疤、折叠、油污、颗粒状或片状老锈；钢筋表面油污

9、、颗粒状或片状老锈；钢筋表面允许有凸块，但其总高度不得超过横允许有凸块，但其总高度不得超过横肋的高度，钢筋表面上其它缺陷的深肋的高度，钢筋表面上其它缺陷的深度或高度也不得大于所在部位尺寸的度或高度也不得大于所在部位尺寸的允许偏差；钢筋每允许偏差；钢筋每1m内弯曲度不应内弯曲度不应的大于的大于4mm。3.4 检测检测德修身、技立业德修身、技立业机械性能机械性能1、拉力试验、拉力试验3.4 检测检测2、冷弯试验、冷弯试验机械性能试验包括拉力机械性能试验包括拉力试验和冷弯试验两个项试验和冷弯试验两个项目，两个项目中如有一目，两个项目中如有一个项目不合格，该批钢个项目不合格，该批钢筋就是不合格品。筋就

10、是不合格品。德修身、技立业德修身、技立业3.4.1 拉力试验拉力试验GB-T228.1-2010-金属材料金属材料 拉伸试验拉伸试验 第第1部部分：分：室温室温试验方法试验方法德修身、技立业德修身、技立业德修身、技立业德修身、技立业1 1）拉力试验反映钢材的抗拉性能）拉力试验反映钢材的抗拉性能1 1、弹性阶段、弹性阶段(elastic stage)(elastic stage)： p p2 2、屈服阶段、屈服阶段(yield stage)(yield stage)： s s3 3、强化阶段、强化阶段(strengthening stage) (strengthening stage) ： b

11、b s s b b 4 4、颈缩阶段、颈缩阶段(necking stage)(necking stage)：钢材钢材拉伸应力应变图拉伸应力应变图德修身、技立业德修身、技立业试件拉伸前和断裂试件拉伸前和断裂后标距的长度后标距的长度2）拉力试验还能反映钢材的塑性）拉力试验还能反映钢材的塑性钢材的塑性通常用伸长率（钢材的塑性通常用伸长率（extension percentage）或断面收缩率（）或断面收缩率（ percentage reduction in area）来表示来表示 。德修身、技立业德修身、技立业德修身、技立业德修身、技立业3 3）拉力试验结果评定）拉力试验结果评定 在拉力试验的在拉力

12、试验的两根两根试件中，如其中试件中，如其中一根一根试件的屈服点、抗拉强度和伸长率试件的屈服点、抗拉强度和伸长率三个三个指标指标中有中有一个一个指标达不到标准中规定的数值，应指标达不到标准中规定的数值，应再抽取再抽取双倍（双倍（4 4根）根）试件重做试验，试件重做试验，如仍有如仍有一根试件的一个指标达不到标准要求，则不一根试件的一个指标达不到标准要求，则不论这个指标在第一次试件中是否达到标准要论这个指标在第一次试件中是否达到标准要求，拉力试验项目也作为不合格。求，拉力试验项目也作为不合格。德修身、技立业德修身、技立业 5 5和和1010分别表示分别表示L L0 0=5=5d d 0 0和和L L

13、0 0=10=10d d 0 0时时的伸长率。对同一种钢材的伸长率。对同一种钢材5 5与与1010 的关系是？的关系是？ 对同一种钢材对同一种钢材5 5大于大于1010。这是因为钢材这是因为钢材中各段在拉伸的过程中伸长量是不均匀的中各段在拉伸的过程中伸长量是不均匀的, ,颈缩颈缩处的伸长率较大。处的伸长率较大。德修身、技立业德修身、技立业请观察请观察图中图中、两种低碳钢的应力两种低碳钢的应力应变曲线的差异。讨论下述问题应变曲线的差异。讨论下述问题：(1) (1) 若对于变形要若对于变形要求严格的构件，求严格的构件，、两种低碳钢选用两种低碳钢选用谁者更合适。谁者更合适。(2) (2) 使用使用、

14、两两种钢材，哪一个安种钢材，哪一个安全性较高全性较高。德修身、技立业德修身、技立业从从、两条曲线比较可知，低碳钢两条曲线比较可知，低碳钢的弹的弹性模量性模量E E小于低碳钢小于低碳钢，也就是说，低碳钢，也就是说，低碳钢的抗变形能力不如低碳钢的抗变形能力不如低碳钢。对于变形要求。对于变形要求严格的构件选用低碳钢严格的构件选用低碳钢更为合适更为合适。(1) (1) 若对于变形要求严格的构件，若对于变形要求严格的构件，、两两种低碳钢选用谁者更合适种低碳钢选用谁者更合适。德修身、技立业德修身、技立业 、两种低碳钢的屈服强度两种低碳钢的屈服强度s s相近，但低相近，但低碳钢碳钢的抗拉强度的抗拉强度b b

15、高于高于，即其屈强比，即其屈强比s/s/b b 较小。屈强比值越小，反映钢材超过较小。屈强比值越小，反映钢材超过屈服点工作时可靠性越大，结构的安全性越高。屈服点工作时可靠性越大，结构的安全性越高。( (当然，屈强比过小时，表示钢材强度的利用率当然，屈强比过小时，表示钢材强度的利用率偏低，不合理。）偏低，不合理。）(2) (2) 使用使用、两种钢材，哪一个安全性较高。两种钢材，哪一个安全性较高。德修身、技立业德修身、技立业思考型钢如何检测拉伸性能？思考型钢如何检测拉伸性能？画出钢筋拉伸试验检测详细步骤图。（画出钢筋拉伸试验检测详细步骤图。（30min30min）注意断口位置！注意断口位置！德修身

16、、技立业德修身、技立业3.4.2冷弯性能冷弯性能(cold bending properties)1)1)冷弯是指钢材在常温下承受规定弯曲变形的能冷弯是指钢材在常温下承受规定弯曲变形的能力，以试验时的弯曲角度和力，以试验时的弯曲角度和 弯心直径弯心直径d d对试件厚对试件厚度（或直径）的比值来表示的。度（或直径）的比值来表示的。2 2）钢材的冷弯试验是通过直径）钢材的冷弯试验是通过直径( (或厚度或厚度) )为为a a的试的试件，采用标准规定的弯心直径件，采用标准规定的弯心直径d d（d d = = n na,a,n n为整为整数），弯曲到规定的角度时（数），弯曲到规定的角度时（180180或

17、或9090），），冷弯冷弯金属材料弯曲试验方法金属材料弯曲试验方法GB.T232-2010检查弯曲处有检查弯曲处有无裂纹、断无裂纹、断裂及起层等现象裂及起层等现象。若没有。若没有这些现象则认为冷弯性能这些现象则认为冷弯性能合格。合格。德修身、技立业德修身、技立业钢材冷弯时的弯曲角度越大，弯心直径越小，钢材冷弯时的弯曲角度越大，弯心直径越小，则表示冷弯性能越好则表示冷弯性能越好 。德修身、技立业德修身、技立业冷弯试验中，如有一根试件不符合标冷弯试验中，如有一根试件不符合标准要求，应同样抽取双倍钢筋，制作准要求，应同样抽取双倍钢筋，制作双倍试件重做试验，如仍有一根试件双倍试件重做试验，如仍有一根试

18、件不符合标准要求，冷弯试验项目即为不符合标准要求，冷弯试验项目即为不合格。不合格。3）冷弯试验结果评定）冷弯试验结果评定德修身、技立业德修身、技立业当发现钢筋脆断、焊接性能不良或力学当发现钢筋脆断、焊接性能不良或力学性能显著不正常等现象时性能显著不正常等现象时 , ,应对该批钢应对该批钢筋进行化学成分检验或其他筋进行化学成分检验或其他专项检验专项检验（冲击韧性、疲劳强度、焊接性能等）。（冲击韧性、疲劳强度、焊接性能等）。 3.4.3、其他性能检、其他性能检测测德修身、技立业德修身、技立业（1）钢材的）钢材的冲击韧性（冲击韧性（impact toughness）是处在简是处在简支梁状态的金属试样

19、在冲击负荷作用下折断时冲击吸支梁状态的金属试样在冲击负荷作用下折断时冲击吸收功。钢材的冲击韧性试验是将标准弯曲试样置于冲收功。钢材的冲击韧性试验是将标准弯曲试样置于冲击机的支架上，并使切槽位于受拉的一侧。击机的支架上，并使切槽位于受拉的一侧。德修身、技立业德修身、技立业韧性材料断口韧性材料断口脆性材料断口脆性材料断口德修身、技立业德修身、技立业（2）受交变荷载反复作用，钢材在应力低受交变荷载反复作用，钢材在应力低于其屈服强度的情况下突然发生脆性断裂破于其屈服强度的情况下突然发生脆性断裂破坏的现象坏的现象, ,称为称为疲劳破坏（疲劳破坏（fatigue fatigue failurefailur

20、e）。疲劳破坏是在低应力状态下突然发生的，疲劳破坏是在低应力状态下突然发生的，所以危害极大，往往造成灾难性的事故。所以危害极大，往往造成灾难性的事故。 德修身、技立业德修身、技立业 19941994年年1010月月2121日韩国汉城汉江圣水大桥日韩国汉城汉江圣水大桥中段中段50 m50 m长的桥体象刀切一样坠入江中，长的桥体象刀切一样坠入江中，造成多人死亡。该桥由韩国最大的建筑公造成多人死亡。该桥由韩国最大的建筑公司之一司之一东亚建设产业公司于东亚建设产业公司于19791979建成建成。 德修身、技立业德修身、技立业 事故原因调查团经五个多月的各种试验事故原因调查团经五个多月的各种试验和研究，

21、于次年和研究，于次年4 4月月2 2日提交了事故报告。事故日提交了事故报告。事故原因主要有以下两方面：原因主要有以下两方面：a.a.东亚建筑公司没有东亚建筑公司没有按图纸施工，在施工中偷工减料，利用疲劳性按图纸施工，在施工中偷工减料，利用疲劳性能很差的劣质钢材，这是事故的直接原因。能很差的劣质钢材，这是事故的直接原因。b.b.当时韩国缩短工期及汉城市政当局在交通管理当时韩国缩短工期及汉城市政当局在交通管理上疏漏也是大桥倒塌的主要原因。设计负载限上疏漏也是大桥倒塌的主要原因。设计负载限制为制为32 t32 t，建成后交通流量逐年增加，超常负，建成后交通流量逐年增加，超常负荷，倒塌时负载为荷，倒塌

22、时负载为43.2 t43.2 t。德修身、技立业德修身、技立业(3) (3) 焊接性能（焊接性能（welding performancewelding performance）焊接焊接是把两块金属局部加热，并使其是把两块金属局部加热，并使其接缝部分迅速呈熔融或半熔融状态，而接缝部分迅速呈熔融或半熔融状态，而牢固的连接起来。它是钢结构的主要连牢固的连接起来。它是钢结构的主要连接形式。接形式。 钢材的钢材的焊接性能焊接性能是指在一定的焊接是指在一定的焊接工艺条件下，在焊缝及其附近过热区不工艺条件下，在焊缝及其附近过热区不产生裂纹及硬脆倾向，焊接后钢材的力产生裂纹及硬脆倾向，焊接后钢材的力学性能，特

23、别是强度不低于原有钢材的学性能，特别是强度不低于原有钢材的强度。强度。德修身、技立业德修身、技立业 钢材的化学成分对钢材的可焊性有钢材的化学成分对钢材的可焊性有很大的影响。随钢材的含碳量、合金元很大的影响。随钢材的含碳量、合金元素及杂质元素含量的提高，钢材的可焊素及杂质元素含量的提高，钢材的可焊性降低。钢材的含碳量超过性降低。钢材的含碳量超过0.250.25时，时，可焊性明显降低；硫含量较多时，会使可焊性明显降低；硫含量较多时，会使焊口处产生热裂纹，严重降低焊接质量。焊口处产生热裂纹，严重降低焊接质量。钢材的焊接须执行有关规定。钢材的焊接须执行有关规定。 德修身、技立业德修身、技立业 某烧结矿

24、仓库运输廊道于某烧结矿仓库运输廊道于19651965年年1 1月月发生倒塌。事故发生时室外气温为发生倒塌。事故发生时室外气温为3636左左右。经现场调查及取样试验可知所用的沸右。经现场调查及取样试验可知所用的沸腾钢含碳腾钢含碳0.230.230.250.25，含硫，含硫0.060.06，焊接质量差。请分析事故原因。焊接质量差。请分析事故原因。德修身、技立业德修身、技立业 原因之一是所使用的钢材不符合标准要原因之一是所使用的钢材不符合标准要求，发生脆性断裂。所用钢材含碳量及含硫求，发生脆性断裂。所用钢材含碳量及含硫量均超过用于焊接结构钢材要求，即含碳不量均超过用于焊接结构钢材要求，即含碳不超过超

25、过0.220.22，含硫量不超过，含硫量不超过0.055 0.055 。硫的。硫的析出集中点正是弦杆钢发生脆性破坏部位。析出集中点正是弦杆钢发生脆性破坏部位。原因之二是断裂处焊缝低劣，以及焊接原因之二是断裂处焊缝低劣，以及焊接结构处有应力集中现象，助长了此衍架的断结构处有应力集中现象，助长了此衍架的断裂破坏。经检查，多处焊缝明显未焊透，有裂破坏。经检查，多处焊缝明显未焊透，有焊瘤，夹杂缺陷，焊接质量差。焊瘤，夹杂缺陷，焊接质量差。德修身、技立业德修身、技立业它是指材料表面抵抗硬物压入或刻划的能力它是指材料表面抵抗硬物压入或刻划的能力。金属材料等的硬度常用压入法测定金属材料等的硬度常用压入法测定

26、 ，如如布氏布氏硬度法硬度法，是以单位压痕面积上所受的压力来表，是以单位压痕面积上所受的压力来表示。陶瓷等材料常用示。陶瓷等材料常用刻划法测定刻划法测定。（4 4）硬）硬 度（度（hardnesshardness）一般情况下，硬度大的材料强度高、耐磨性一般情况下，硬度大的材料强度高、耐磨性较强，但不易加工。所以，工程中有时用硬较强，但不易加工。所以，工程中有时用硬度来间接推算材料的强度。度来间接推算材料的强度。 德修身、技立业德修身、技立业4 钢材的化学性能钢材的化学性能（1 1）含碳量对建筑钢材力学性能的影响）含碳量对建筑钢材力学性能的影响随着含碳量的增加，强度、硬度明显提高，塑随着含碳量的

27、增加，强度、硬度明显提高，塑性、韧性显著降低。同时还将使钢的冷弯、焊性、韧性显著降低。同时还将使钢的冷弯、焊接及抗腐蚀等性能降低，并增加钢的冷脆性和接及抗腐蚀等性能降低，并增加钢的冷脆性和时效敏感性。时效敏感性。（2）（硅）（硅1%以内）、（锰以内）、（锰1%以内）、钛、以内）、钛、钒、铌等为合金元素。钒、铌等为合金元素。 （有益元素）（有益元素）德修身、技立业德修身、技立业磷（磷（P P）是矿石带到钢中的，以是矿石带到钢中的，以FeFe3 3P P存在，存在，能使钢的塑性和韧性显著降低，在低温表现能使钢的塑性和韧性显著降低，在低温表现更明显更明显, ,即冷脆现象。即冷脆现象。 ( (有害元素

28、）有害元素）（3 3）常存杂质对碳素钢性能的影响）常存杂质对碳素钢性能的影响主要杂质：磷、氮、硫、氧。主要杂质：磷、氮、硫、氧。硫（硫（S S）的影响：矿料、燃料带入杂质，以的影响：矿料、燃料带入杂质，以FeSFeS形式存在，在钢的热加工时引起钢的脆形式存在，在钢的热加工时引起钢的脆裂，即热脆性。裂，即热脆性。( (有害元素）有害元素）消除消除S S的有效方的有效方法：法：增加锰的含量增加锰的含量形成硫化锰，消除形成硫化锰，消除“红脆红脆现象现象”。德修身、技立业德修身、技立业化学元素（化学元素（ ）强度强度硬度硬度塑性塑性韧性韧性可焊可焊性性其他其他碳（碳（C C）1%1%1% 冷脆性冷脆性

29、锰（锰（MnMn） 脱氧、硫剂脱氧、硫剂钛（钛（TiTi）强脱氧剂强脱氧剂钒（钒（V)V)时效时效磷（磷（P P）偏析、冷脆偏析、冷脆氮（氮（N N）冷脆性冷脆性硫（硫（S S）氧（氧（O O）化学元素对钢材性能的影响表化学元素对钢材性能的影响表 德修身、技立业德修身、技立业5.1 冷加工方法及作用冷加工方法及作用5.1.1 5.1.1 冷加工冷加工（cold-working cold-working strengtheningstrengthening）：在常温下进行加工，使其产生一定的塑在常温下进行加工，使其产生一定的塑性变形，钢材的强度和硬度显著提高，性变形，钢材的强度和硬度显著提高，塑

30、性和韧性明显下降。（亦称加工硬化，塑性和韧性明显下降。（亦称加工硬化，或冷作强化）。或冷作强化）。5 5 钢材的冷加工及时效强化钢材的冷加工及时效强化德修身、技立业德修身、技立业5.1.2 5.1.2 作用：作用：（1 1）屈服强度提高，抗拉强度不变。）屈服强度提高，抗拉强度不变。（2 2）节约钢材。）节约钢材。（3 3）除锈、调直。）除锈、调直。三冷作业：三冷作业：冷拉、冷拔、冷轧。冷拉、冷拔、冷轧。德修身、技立业德修身、技立业钢筋经冷拉后，一般屈服点可提高钢筋经冷拉后，一般屈服点可提高20203030，可节约钢材可节约钢材10% 10% 20%20%。钢材经冷拉后屈服阶段。钢材经冷拉后屈服

31、阶段缩短，伸长率降低，材质变硬。缩短，伸长率降低，材质变硬。（1 1）冷拉）冷拉冷拉冷拉是将热轧钢筋用冷拉设备加力进行张拉，是将热轧钢筋用冷拉设备加力进行张拉，使之伸长。使之伸长。德修身、技立业德修身、技立业钢筋冷拉夹具钢筋冷拉夹具德修身、技立业德修身、技立业预应力筋张拉与钢筋冷拉有何区预应力筋张拉与钢筋冷拉有何区别？别？ （1）钢筋冷拉是为了提高钢筋的设计强）钢筋冷拉是为了提高钢筋的设计强度，节省钢材。冷拉是将钢筋拉至其度，节省钢材。冷拉是将钢筋拉至其-曲线的曲线的强化阶段内强化阶段内任一点处任一点处,然后缓慢卸然后缓慢卸去荷载，则当再度加载时，其屈服极限去荷载，则当再度加载时，其屈服极限将

32、有所提高。将有所提高。（2）预应力筋的张拉是利用）预应力筋的张拉是利用钢筋的弹性钢筋的弹性力力对受拉区混凝土建立预应力，以提高对受拉区混凝土建立预应力，以提高结构的抗裂性、刚度和耐久性。结构的抗裂性、刚度和耐久性。德修身、技立业德修身、技立业 冷拔是将光圆钢筋通过拔丝机中硬质冷拔是将光圆钢筋通过拔丝机中硬质合金做成的比钢筋直径小合金做成的比钢筋直径小 0.50.51.0 mm1.0 mm的的冷拔模冷拔模强行拉拔。每次拉拔断面缩小应在强行拉拔。每次拉拔断面缩小应在10%10%以下。经过一次或多次冷拔后得到的冷以下。经过一次或多次冷拔后得到的冷拔低碳钢丝，其屈服点可提高拔低碳钢丝，其屈服点可提高4

33、0406060。（2 2）冷拨）冷拨德修身、技立业德修身、技立业 冷拔作用冷拔作用比纯拉伸的作比纯拉伸的作用强烈，钢筋用强烈，钢筋不仅受拉，而不仅受拉，而且同时受到挤且同时受到挤压作用。压作用。硬质合金拉丝模硬质合金拉丝模德修身、技立业德修身、技立业拔丝模拔丝模德修身、技立业德修身、技立业德修身、技立业德修身、技立业 冷轧是将圆钢在轧钢机上轧成断面冷轧是将圆钢在轧钢机上轧成断面形状规则的钢筋，可以提高其强度及与形状规则的钢筋，可以提高其强度及与混凝土的粘接力。钢筋在冷轧时，纵向混凝土的粘接力。钢筋在冷轧时，纵向与横向同时产生变形，因而能较好地保与横向同时产生变形，因而能较好地保持其塑性和内部结

34、构的均匀性。持其塑性和内部结构的均匀性。 （3 3）冷轧）冷轧德修身、技立业德修身、技立业冷加工的冷加工的经济效益经济效益 经过冷加工的钢材可适当减小钢筋混凝经过冷加工的钢材可适当减小钢筋混凝土结构设计截面，或减小混凝土中配筋数量，土结构设计截面，或减小混凝土中配筋数量，从而达到节约钢材、降低成本的目的。钢筋的从而达到节约钢材、降低成本的目的。钢筋的冷拉还有利于简化施工工序。但冷拔钢丝的屈冷拉还有利于简化施工工序。但冷拔钢丝的屈强比较大，相应的安全储备较小。强比较大，相应的安全储备较小。德修身、技立业德修身、技立业1 1、时效、时效：钢材在长时间的搁置中，：钢材在长时间的搁置中，尤其在经冷加工

35、后，会自发地呈现强尤其在经冷加工后，会自发地呈现强度和硬度逐渐提高，而塑性和韧性逐度和硬度逐渐提高，而塑性和韧性逐渐降低的现象。渐降低的现象。5.2 时效强化时效强化德修身、技立业德修身、技立业人工时效：人工时效：将经过冷加工的钢筋将经过冷加工的钢筋加热到加热到100100 C 200 C 200 C C 并保持一定时间。并保持一定时间。自然时效：自然时效：将经过冷加工的钢筋于常温将经过冷加工的钢筋于常温下存放下存放15 2015 20天。天。2 2、作用：、作用：优点：屈服强度、抗拉强度及硬度提高。优点：屈服强度、抗拉强度及硬度提高。缺点：塑性、韧性下降缺点：塑性、韧性下降 。 德修身、技立

36、业德修身、技立业6 6 钢材的标准与选用钢材的标准与选用 碳素结构钢和低合金钢这类钢，分碳素结构钢和低合金钢这类钢，分为通用钢和专用钢两类。为通用钢和专用钢两类。德修身、技立业德修身、技立业6.1 钢结构用钢钢结构用钢德修身、技立业德修身、技立业碳素结构钢的牌号由碳素结构钢的牌号由4 4个要素组成：个要素组成：脱氧程度代号，脱氧程度代号，F F代表沸腾钢；代表沸腾钢；Z Z代代表镇静钢；表镇静钢；TZTZ代表特殊镇静钢，（代表特殊镇静钢，（Z Z、TZTZ符号可予以省略。符号可予以省略。) )钢材屈服点数值钢材屈服点数值质量等级代号分质量等级代号分A A、B B、C C、D D四级四级钢材屈服

37、点代号，以钢材屈服点代号，以“屈屈”字汉语字汉语拼音首位字母拼音首位字母“Q”Q”表示表示6.1.1碳素结构钢（碳素结构钢（carbon structural steel）（GB/T7002006）德修身、技立业德修身、技立业如：如：Q235Q235AFAF表示为屈服点不小于表示为屈服点不小于235MPa235MPa的的A A级沸腾钢。级沸腾钢。2.2.牌号：牌号：共有共有Q195Q195、Q215Q215、Q235Q235、Q275Q275四四个牌号。随着牌号的增大，其含碳量增加个牌号。随着牌号的增大，其含碳量增加，强度提高，塑性和韧性降低，冷弯性能，强度提高，塑性和韧性降低，冷弯性能逐渐变

38、差。同一钢号内质量等级越高，钢逐渐变差。同一钢号内质量等级越高，钢材的质量越好，如材的质量越好，如Q235CQ235C、Q235DQ235D级优于级优于Q235AQ235A、Q235BQ235B级。级。3.3.技术要求：技术要求：化学成分、力学性能、冷弯化学成分、力学性能、冷弯性能应符合性能应符合GB700GB700规定。规定。德修身、技立业德修身、技立业Q195Q195强度不高，塑性、韧性、加工性强度不高，塑性、韧性、加工性能与焊接性能较好，主要用于轧制薄板和盘条。能与焊接性能较好，主要用于轧制薄板和盘条。Q215Q215与与Q195Q195钢基本相同，其强度稍钢基本相同，其强度稍高，大量用

39、做管坯、螺栓等。高，大量用做管坯、螺栓等。Q275Q275强度、硬度较高，耐磨性较好，强度、硬度较高，耐磨性较好，但塑性、冲击韧性和可焊性差，不宜在建筑结但塑性、冲击韧性和可焊性差，不宜在建筑结构中使用，主要用于制造轴类、农具、耐磨零构中使用，主要用于制造轴类、农具、耐磨零件和垫板等。件和垫板等。常用几种碳素结构钢的应常用几种碳素结构钢的应用用德修身、技立业德修身、技立业Q235Q235土木工程中主要使用土木工程中主要使用Q235Q235碳素结构钢。碳素结构钢。 Q235Q235号钢强度适中，又具号钢强度适中，又具有较好的塑性和韧性，可焊性和可加工有较好的塑性和韧性，可焊性和可加工性也较好。大

40、量制作成钢筋、型钢和钢性也较好。大量制作成钢筋、型钢和钢板用于建造房屋和桥梁等。板用于建造房屋和桥梁等。 Q235Q235良好的塑性可保证钢结构在超良好的塑性可保证钢结构在超载、冲击、焊接、温度应力等不利因素载、冲击、焊接、温度应力等不利因素作用下的安全性，因而作用下的安全性，因而Q235Q235能满足一般能满足一般钢结构和钢筋混凝土用钢的要求。钢结构和钢筋混凝土用钢的要求。德修身、技立业德修身、技立业 华北某厂需焊接一座露天需承受华北某厂需焊接一座露天需承受动荷载的钢支架，该厂已有三种碳素结动荷载的钢支架，该厂已有三种碳素结构钢，厚度均为构钢，厚度均为80 mm80 mm，Q235Q235抗

41、拉强度已抗拉强度已可满足设计要求。三种钢材的价格是可满足设计要求。三种钢材的价格是ABCABC。请选用。请选用。A A、Q235AF BQ235AF B、Q235B CQ235B C、Q235CQ235C钢支架的钢材选用钢支架的钢材选用德修身、技立业德修身、技立业Q235-A一般用于只承受静荷载作用的一般用于只承受静荷载作用的钢结构。钢结构。Q235-BQ235-B适合用于承受动荷载焊适合用于承受动荷载焊接的普通钢结构，接的普通钢结构，Q235-CQ235-C适合用于承受适合用于承受动荷载焊接的重要钢结构，动荷载焊接的重要钢结构，Q235-DQ235-D适合适合用于低温环境使用的承受动荷载焊接

42、的用于低温环境使用的承受动荷载焊接的重要钢结构。重要钢结构。德修身、技立业德修身、技立业6.1.2 优质碳素结优质碳素结构钢构钢 应符合国际标准应符合国际标准优质碳素结构钢优质碳素结构钢技术性质技术性质的规定。的规定。 由其含锰量不同可分为由其含锰量不同可分为普通含锰量普通含锰量（含锰（含锰0.8%0.8%，共，共2020个钢号）和个钢号）和较高含较高含锰量锰量（含锰（含锰0.7%1.2%0.7%1.2%，共，共1111个钢号）个钢号）两组。两组。德修身、技立业德修身、技立业 优质碳素结构钢的牌号用两位优质碳素结构钢的牌号用两位数字表示，它表示钢中平均含碳量数字表示，它表示钢中平均含碳量的万分

43、数的万分数。如。如4545，表示钢中平均含，表示钢中平均含碳量为碳量为0.450.45。德修身、技立业德修身、技立业 数字后若有数字后若有 锰锰 字或字或MnMn，则表示，则表示属较高锰含量的钢，否则为普通锰含量属较高锰含量的钢，否则为普通锰含量钢。钢。如如35Mn35Mn表示平均含碳量表示平均含碳量0.350.35，含，含锰量为锰量为0.70.71.01.0。若是沸腾钢或半。若是沸腾钢或半镇静钢，还应在牌号后面加镇静钢，还应在牌号后面加 沸沸 （或（或F F）或或 半半 （或（或b b）。）。德修身、技立业德修身、技立业优质碳素钢的性能主要取决于含碳量。优质碳素钢的性能主要取决于含碳量。含碳

44、量高，则强度高，但塑性和韧性降含碳量高，则强度高，但塑性和韧性降低。在建筑工程中，低。在建筑工程中，30304545号钢主要用号钢主要用于重要结构的钢铸件和高强度螺栓等，于重要结构的钢铸件和高强度螺栓等，4545号钢用做预应力混凝土锚具，号钢用做预应力混凝土锚具，65658080号钢用于生产预应力混凝土用钢丝和钢号钢用于生产预应力混凝土用钢丝和钢绞线。绞线。优质碳素结构钢的应用优质碳素结构钢的应用德修身、技立业德修身、技立业6.1.3高级优质碳素钢与特级优质碳素结构钢高级优质碳素钢与特级优质碳素结构钢德修身、技立业德修身、技立业6.1.4 合金钢合金钢德修身、技立业德修身、技立业德修身、技立业

45、德修身、技立业 6.1.5 6.1.5 低合金高强度结构钢低合金高强度结构钢（high strength low alloy structural high strength low alloy structural steelsteel）低合金高强度结构钢是在碳素结构钢的低合金高强度结构钢是在碳素结构钢的基础上，添加少量的一种或几种合金元基础上，添加少量的一种或几种合金元素（总含量小于素（总含量小于5%5%）的一种钢材）的一种钢材。德修身、技立业德修身、技立业质量等级符合，分质量等级符合，分A A、B B、C C、D D、E E五级五级屈服点数值屈服点数值代表屈服点的汉语代表屈服点的汉语拼音

46、字母拼音字母Q Q（1 1）牌号表示方法）牌号表示方法由代表屈服点的拼音字母（由代表屈服点的拼音字母（Q Q）、屈服点数值、质量）、屈服点数值、质量等级符号（等级符号（A A、B B、C C、D D、E E）三部分按顺序组成。）三部分按顺序组成。如：如：Q345AQ345A表示屈服点不小于表示屈服点不小于345MPa345MPa的的A A级钢。级钢。德修身、技立业德修身、技立业（2 2）应用）应用Q295Q295，钢中只含有极少量合金元素，强度不高，但，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

47、要求不高的一般工程结构。建筑工程中对强度要求不高的一般工程结构。Q345Q345、Q390Q390，综合力学性能好，焊接性能、冷热加，综合力学性能好，焊接性能、冷热加工性能和耐蚀性能均好，工性能和耐蚀性能均好，C C、D D、E E级钢具有良好的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。低温韧性。主要用于承受较高荷载的焊接结构。Q420Q420、Q460Q460，强度高，特别是在热处理后有较，强度高，特别是在热处理后有较高的综合力学性能。主要用于大型工程结构及高的综合力学性能。主要用于大型工程结构及要求强度高、荷载大的轻型结构要求强度高、荷载大的轻型结构。德修身、技立业德修身、技

48、立业3.3.技术要求技术要求化学成分、力学性能、冷弯性能应符化学成分、力学性能、冷弯性能应符合国家标准合国家标准低合金高强度结构钢低合金高强度结构钢 的（的（GB15912008GB15912008）的规定。）的规定。2.2.牌号牌号共有共有Q295Q295、Q345Q345、Q390Q390、Q420Q420、Q460Q460五五个牌号。个牌号。德修身、技立业德修身、技立业6.2 钢筋混凝土用钢钢筋混凝土用钢德修身、技立业德修身、技立业6.2.1热轧钢筋热轧钢筋（1 1）生产）生产: :采用钢锭经加热轧制自然冷却而成。采用钢锭经加热轧制自然冷却而成。（2 2）分类：钢筋混凝土用热轧钢筋分为光

49、圆钢筋）分类：钢筋混凝土用热轧钢筋分为光圆钢筋和带肋钢筋两种。和带肋钢筋两种。德修身、技立业德修身、技立业 （3 3）牌号）牌号热轧直条光圆钢筋热轧直条光圆钢筋 ：HPBHPB热轧带肋钢筋：热轧带肋钢筋：HRBHRB、HRBFHRBFH H、P P、B B分别为热轧（分别为热轧（Hot rolledHot rolled）、光）、光滑（滑（plainplain）、钢筋（）、钢筋（BarsBars）三个词的英）三个词的英文首位字母。文首位字母。德修身、技立业德修身、技立业H H、R R、B B分别为热轧（分别为热轧（Hot rolledHot rolled）、带肋（、带肋（RibbedRibbed

50、）钢筋（）钢筋（BarsBars）三个）三个词英文首位字母。词英文首位字母。HRBFHRBF（hot rolled bars of fine hot rolled bars of fine grainsgrains）细晶粒热轧钢筋细晶粒热轧钢筋德修身、技立业德修身、技立业 推荐公称尺寸：推荐公称尺寸：光圆：光圆：8 8、1010、1212、1616、20 20 ；带肋：带肋：6 6、8 8、1010、1212、1616、2020、2525、3232、4040、50mm 50mm 。德修身、技立业德修身、技立业 热轧钢筋力学性能热轧钢筋力学性能标准标准牌号牌号屈服强度屈服强度（Mpa）抗拉强度抗

51、拉强度（Mpa）伸长率伸长率（%）GB 1499.1-2008HPB235235370525HPB300300420525GB 1499.2-2007HRB335335490516HRB400400570514HRB500500630512HRBF335335490516HRBF400400570514HRBF500500630512德修身、技立业德修身、技立业 热轧钢筋的工艺性能热轧钢筋的工艺性能 (GB1499.1-2008、GB 1499.2-2007)牌号牌号公称直径公称直径d/mm弯曲试验弯曲试验 d=弯心直径，弯心直径，a=试试样直径样直径HPB235、HPB300820180 0

52、d=a aHRB335HRBF33562528404050180 0d=3a180 0d=4a180 0d=5aHRB400HRBf40062528404050180 0d=4a180 0d=5a180 0d=6aHRB500HRBF50062528404050180 0d=6a180 0d=7a180 0d=8a德修身、技立业德修身、技立业（1 1）概述：低碳热轧圆盘条的公称直径为）概述：低碳热轧圆盘条的公称直径为5.55.530mm30mm，大多通过卷线机成盘卷供应，因此称为，大多通过卷线机成盘卷供应，因此称为盘条、盘圆或线材。盘条、盘圆或线材。（2 2）牌号：低碳热轧圆盘条的牌号表示方法

53、由）牌号：低碳热轧圆盘条的牌号表示方法由屈服点符号、屈服点数值、质量等级符号、脱屈服点符号、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法符号、用途类别符号等五个内容表示氧方法符号、用途类别符号等五个内容表示。 6.2.2 低碳热轧圆盘条低碳热轧圆盘条德修身、技立业德修身、技立业（3 3）力学性能和工艺性能）力学性能和工艺性能 低碳热轧圆盘条的力学性能和工艺性能低碳热轧圆盘条的力学性能和工艺性能 用途用途牌号牌号力学性能力学性能弯曲试验弯曲试验180d=弯心直径弯心直径a=试样直径试样直径抗拉强度（抗拉强度（MPa）伸长率伸长率10（100%）拉拉丝丝等等用用Q195不大于不大于410不小于不小于30d=

54、0Q215不大于不大于435不小于不小于28d=0Q235不大于不大于500不小于不小于23d=0.5aQ275不大于不大于540不小于不小于21d=1.5a德修身、技立业德修身、技立业（4 4）每卷盘条的重量不应小于）每卷盘条的重量不应小于l000kgl000kg，每批允许有每批允许有5%5%的盘数的盘数( (不足不足2 2盘的允许有盘的允许有2 2盘盘) )由两根组成由两根组成, ,但每根盘条的重量不但每根盘条的重量不少少300kg300kg，并且有明显标识。，并且有明显标识。德修身、技立业德修身、技立业6.2.3 冷轧带肋钢筋冷轧带肋钢筋(cold rolled ribbed steel

55、 wires and bars)（1 1）冷轧带肋钢筋是由热轧圆盘条经）冷轧带肋钢筋是由热轧圆盘条经冷轧后，在其表面带有沿长度方向均匀冷轧后，在其表面带有沿长度方向均匀分布的三面或二面横肋的钢筋。根据国分布的三面或二面横肋的钢筋。根据国家标准家标准GB 13788GB 1378820002000冷轧带肋钢筋冷轧带肋钢筋的规定，的规定，冷轧带肋钢筋的牌号由冷轧带肋钢筋的牌号由CRBCRB和和钢筋的抗拉强度最小值构成钢筋的抗拉强度最小值构成。德修身、技立业德修身、技立业（2）C、R、B分别为冷轧（分别为冷轧（cold rolled）、带肋（、带肋（Ribbed）、钢筋（）、钢筋（Bar）三个词）三

56、个词的英文首位字母。冷轧带肋钢筋分为的英文首位字母。冷轧带肋钢筋分为CRB550、CRB650、CRB800、CRB970、CRB1170五个牌号。五个牌号。 CRB550为普通钢筋混凝土用钢筋为普通钢筋混凝土用钢筋，其他牌号为预应力混凝土钢筋。，其他牌号为预应力混凝土钢筋。CRB550钢筋的公称直径范围为钢筋的公称直径范围为412mm。CRB650及以上牌号钢筋的公称及以上牌号钢筋的公称直径为直径为4、5、6mm。德修身、技立业德修身、技立业（3 3）冷轧带肋钢筋克服了冷拉、冷拔）冷轧带肋钢筋克服了冷拉、冷拔钢筋握裹力低的缺点，同时具有和冷钢筋握裹力低的缺点，同时具有和冷拉、冷拔相近的强度拉、冷拔相近的强度, ,因此在中、小型因此在中、小型预应力混凝