《建筑材料》课程学习8

1、建筑材料课程学习8建筑材料课程学习8第八章 建筑钢材本章重点把握建筑钢材的力学性能、钢材的冷加工强化以及钢材的标准与选用。一、钢材的概念及分类钢材是以铁为主要元素，含碳量一般在2%以下，并含有其他元素的材料。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，以及混凝土结构用钢筋、钢丝、钢铰线。钢材的分类：1、按冶炼方法分为转炉钢、平炉钢和电炉钢三种。2、按脱氧方法分为沸腾钢、冷静钢和半冷静（半脱氧）钢。3、按压力加工方式分为热加工钢材和冷加工钢材。4、按化学成分分为非金属钢、低合金钢和合金钢。5、按主要质量等级分为一般质量钢、优质钢和高级优质钢。6

2、、按用途分：建筑钢材一般分为钢结构用钢和混凝土结构用钢两种。二、钢材的性质1、钢材的性质：包括强度、弹性、塑性、韧性以及硬度等内容。（1）抗拉强度：建筑钢材的抗拉强度包括：屈服强度、极限抗拉强度、疲惫强度。屈服强度（屈服极限）：是指钢材在静载作用下，开头丢失对变形的反抗力量，并产生大量塑性变形时的应力。屈服强度是确定钢材容许应力的主要依据。极限抗拉强度（抗拉强度）：是钢材在拉力作用下能承受的最大拉应力。屈服强度和抗拉强度是钢材力学性质的主要检验指标。疲惫强度：钢材承受交变荷载的反复作用下，可能在远低于屈服强度时突然发生的破坏。（2）弹性：钢材在静荷作用下，受拉初始阶段，应力与应变成正比例变化，

3、具有这种变形特征的性质称为弹性。其比值就是弹性模量E。弹性模量是衡量钢材低抗变形力量的指标。（3）塑性：常用伸长率（或断面收缩率）和冷弯来表示。伸长率是衡量钢材塑性的重要指标，伸长率越大，钢材塑性越好。冷弯是钢材在常温下承受弯曲变形的力量。（4）冲击韧性：是指钢材反抗冲击荷载而不破坏的力量。（5）硬度：是在表面局部体积内，反抗其他较硬物体压入产生塑性变形的力量。2、钢材组成对其性质的影响：（1）钢材的基本组织有铁素体、渗碳体和珠光体三种。铁素体：它给予钢材以良好的延展性、塑性和韧性，但强度、硬度很低。渗碳体：性质硬而脆，是碳钢的主要强度成分。珠光体：强度较高，塑性和韧性介于铁素体、渗碳体之间。

4、（2）化学成分对钢材性质的影响：碳：随着含碳量增加，钢材的强度和硬度相应提高，而塑性和韧性相应降低。磷、硫：磷能使钢的屈服点和抗拉强度提高，塑性和韧性下降，显着增加钢的冷脆性。磷是降低钢材可焊性的元素之一。硫使钢材产生热脆性，大大降低了钢的热加工性和可焊性；硫偏析较严峻，降低了冲击韧性、疲惫强度和抗腐蚀性。氧、氮：严峻降低钢的韧性，促进时效，降低可焊性。硅、锰：当含量较低时（小于1%），可提高钢的强度，对塑性、韧性影响不大。三、冷加工、时效及焊接1、冷加工：是钢材在常温下进行的加工。常见方式有冷拉、冷拔、冷扭、刻痕等。在肯定范围内，冷加工变形程度越大，屈服强度提高越多，塑性和韧性降低得越多。2

5、、时效：是钢材随时间的延长，强度、硬度提高，而塑性、韧性下降的现象。因时效而导致钢材能转变的程度称为时效敏感性。承受振动、冲击荷载作用的重要性结构（如吊车梁、桥梁等），应选用时效敏感性小的钢材。3、焊接：焊接质量取决于焊接工艺、焊接材料及钢的可焊性能。四、建筑钢材的标准与选用1、钢结构用钢：品种主要是碳素结构钢和低合金高强度结构钢。（1）碳素结构钢：牌号及其表示方法：牌号由代表屈服点的字母Q、屈服点数值（195、215、235、255和275MPa五种）、质量等级符号（A、B、C、D）、脱氧方法等四部分按挨次组成。选用：主要应用的是Q235；Q215钢强度低、塑性大、受力产生变形大，经冷加工后

6、可代替Q235钢使用；Q275钢虽然强度高，但塑性较差，有时轧成带肋钢筋用于混凝土中。（2）低合金高强度结构钢：牌号的表示方法：由屈服点字母Q、屈服点数值、质量等级（A、B、C、D、E五级）三个部分组成。应用：合金元素加入后，提高了钢材的屈服点，同时具有良好的塑性、冲击韧性、可焊性及耐低温、耐蚀性等，可节省用钢量。3、混凝土结构用钢：主要有热轧钢筋、冷拉热轧钢筋、冷拔低碳钢丝、冷轧带肋钢筋、热处理钢筋和预应力混凝土用钢丝及钢绞线。（1）热轧钢筋：有较高的强度，具有肯定的塑性、韧性、冷弯和可焊性。主要有用Q235轧制的光圆钢筋和用合金钢轧制的带肋钢筋。（2）冷拉热轧钢筋：将热轧钢筋在常温下拉伸至

7、超过屈服点小于抗拉强度的某一应力，然后卸荷，即制成的钢筋。（3）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。（4）热处理钢筋：是指将钢材按肯定规章加热、保温柔冷却，以转变其组织，从而获得需要性能的一种工艺过程。（5）冷拔低碳钢丝：是将直径6.58mm的Q235（或Q215）圆盘条通过截面小于钢筋截面的 合金拔丝而制成。（5）预应力混凝土用钢丝及钢绞线：是钢厂用优质碳素结构钢经冷加工、再回火、冷轧或绞捻等加工而成的专用产品。五、钢材的防火爱护1、钢结构的防火爱护：（1）依据不同的耐火极限要求，选用不同的爱护方法；（2）给钢柱加做箱形外套，在套内注入水；（3）涂刷防火涂料。2