建筑材料(第八章建筑钢材)

1、 建筑钢材建筑钢材8.1 概概 述述19961996年以来，我国钢产量一直居世界第一位。年以来，我国钢产量一直居世界第一位。 2012年，中国大陆粗钢产量为年，中国大陆粗钢产量为71654.2万吨，同比增长万吨，同比增长3.1%，占世界总产量的比重达，占世界总产量的比重达46.3%。粗钢产量第二至第十名依次是日本、美国、印度、俄罗粗钢产量第二至第十名依次是日本、美国、印度、俄罗斯、韩国、德国、土耳其、巴西、乌克兰，产量分别是斯、韩国、德国、土耳其、巴西、乌克兰，产量分别是10723.5万吨、万吨、8859.8万吨、万吨、 7672.0万吨万吨(估计值估计值)、7060.8万吨、万吨、6932.

2、1万吨、万吨、4266.1万吨、万吨、3588.5万吨、万吨、3468.2万吨、万吨、3291.1万吨。万吨。 河北省河北省2012年产钢年产钢1.64亿吨以上，比全球钢产量第二的亿吨以上，比全球钢产量第二的日本多至少日本多至少5000万吨，是美国全国产量的万吨，是美国全国产量的1.8倍，印度的倍，印度的2.1倍，俄罗斯的倍，俄罗斯的2.33倍，德国的倍，德国的3.85倍，与欧盟倍，与欧盟27国的国的钢产量总合相当。中国有钢产量总合相当。中国有4个省的钢铁产量超过德国，有个省的钢铁产量超过德国，有14 个省市的钢产量超过法国，个省市的钢产量超过法国，19个省市的产量超过英国。个省市的产量超过英

3、国。 一、钢及其特性一、钢及其特性v钢理论上，凡是把含碳量小于2%，含杂质比较少的铁碳合金称为钢。含碳量超过2%，称为生铁；含碳量小于0.08%，称为工业纯铁。v钢的优点强度高，塑性好，具有良好的韧性；工艺性能良好，易于加工。v钢的缺点钢材易锈蚀、耐火性差。美美国国2002年年5大大类别产业腐蚀直接损失类别产业腐蚀直接损失1379亿亿/年，总年，总共损失共损失2760亿亿/年，占年，占3.1% GDP基礎公共建設226亿/年民用工業479亿/年交通297亿/年製造業176亿/年政府201亿/年我国因腐蚀造成直接经济损失高达3000亿元/年！跨海大桥桥墩腐蚀残不忍睹二、建筑钢材的主要品种二、建筑

4、钢材的主要品种1.型钢简单截面型钢：圆钢、方钢、六角钢、八角钢等；复杂截面型钢：工字钢、角钢、槽钢、钢轨等。2.线材如钢筋、钢丝等。3.管材 无缝钢管、焊接钢管等。4.板材光面钢板、花纹钢板、彩色涂层钢板等。压型彩钢板压型彩钢板三、三、 钢的冶炼方法简介钢的冶炼方法简介v按照炼钢炉的种类，炼钢方法可分为：1. 空气转炉炼钢法 一般炼制普通碳素钢。2 .氧气转炉炼钢法 炼制优质碳素钢和合金钢。3 .平炉炼钢法 用来炼制优质碳素钢、合金钢或有特殊要求的专用钢。4.电炉炼钢法白口铁白口铁液态生铁液态生铁吹入空气或氧气吹入空气或氧气钢钢浇注成钢锭浇注成钢锭脱脱 氧氧熔融熔融四、钢的分类四、钢的分类1.

5、按冶炼方法分2.按质量分 按S和P元素含量，分为普通质量钢、优质钢和特殊质量钢。钢钢转炉钢转炉钢沸腾钢沸腾钢电炉钢电炉钢平炉钢平炉钢按冶炼方法分按冶炼方法分按脱氧程度分按脱氧程度分半镇静钢半镇静钢镇静钢镇静钢特殊镇静钢特殊镇静钢按炉衬材料按炉衬材料分为酸性钢分为酸性钢和碱性钢和碱性钢3.按化学成分分4.按用途分 分为建筑钢、结构钢、工具钢、特殊性能钢（如不锈钢、耐酸钢、耐碱钢、磁钢等。钢钢中碳钢中碳钢低合金钢低合金钢高碳钢高碳钢低碳钢低碳钢碳素钢碳素钢合金钢合金钢中合金钢中合金钢高合金钢高合金钢C0.25%C=0.25%0.60C0.60合金总含量合金总含量5%5%1010五、钢的化学组成五、

6、钢的化学组成 钢材的化学成分及对性能的影响 钢材的化学成分主要是指碳、硅、锰、硫、磷等，在不同情况下往往还需考虑氧、氮及各种合金元素（钒、钛、妮）。 （1）碳：土木工程用钢材含碳量不大于0.8。在此范围内，随着钢中碳含量的提高，强度和硬度相应提高，而塑性和韧性则相应降低，碳还可显著降低钢材的可焊性，增加钢的冷脆性和时效敏感性，降低抗大气锈蚀性。（2）硅：当硅在钢中的含量较低（小于1%）时，可提高钢材的强度，而对塑性和韧性影响不明显。（）锰：锰是我国低合金钢的主加合金元素，锰含量一般在1%范围内，它的作用主要是使强度提高，锰还能消减硫和氧引起的热脆性，使钢材的热加工性质改善。（）硫：硫是很有害元

7、素。呈非金属硫化物夹杂物存在于钢中，具有强烈的偏析作用，降低各种机械性能。硫化物造成的低熔点使钢在焊接时易于产生热裂纹，显著降低可焊性。（）磷：为有害元素，含量提高，钢材的强度提高，塑性和韧性显著下降，特别是温度愈低，对韧性和塑性的影响愈大，磷在钢中的偏析作用强烈，使钢材冷脆性增大，并显著降低钢材的可焊性。“热脆性热脆性”“冷脆性冷脆性” 磷可提高钢的耐磨性和耐腐蚀性，在低合金钢中可配合其他元素作为合金元素使用。（）氧：为有害元素。主要存在于非金属夹杂物内，可降低钢的机械性能，特别是韧性，氧有促进时效倾向的作用，氧化物造成的低熔点亦使钢的可焊形变差。（）氮：氮对钢材性质的影响与碳、磷相似，使钢

8、材的强度提高，塑性特别是韧性显著下降。氮可加剧钢材的时效敏感性和冷脆性，降低可焊性。 在有铝、妮、钒等的配合下，氮可作为低合金钢的合金元素使用。（）钛：钛是强脱氧剂。它能显著提高强度，改善韧性和可焊性，减少时效倾向，是常用的合金元素。（）钒：钒是强的碳化物和氮化物形成元素。能有效提高强度，并能减少时效倾向，但增加焊接时的淬硬倾向。8.2 建筑钢材的主要性能建筑钢材的主要性能 标准试件标准试件按照一定的要求，对表面进行车削加工后的试件。按照一定的要求，对表面进行车削加工后的试件。l0 A0d0l 非标准试件非标准试件不经过加工，直接在线材上切取的试件。不经过加工，直接在线材上切取的试件。头部头部

9、头部头部工作段工作段一、拉伸性能一、拉伸性能1.低碳钢的拉伸性能0钢材拉伸过程的钢材拉伸过程的- -图图OB弹性阶段弹性阶段BC屈服阶段屈服阶段CD强化阶段强化阶段DE颈缩阶段颈缩阶段A0BCB0DCEDFEC上上上屈服点上屈服点C下下下屈服点下屈服点以下屈服点的应力作以下屈服点的应力作为钢材的屈服强度。为钢材的屈服强度。（1 1）拉伸试验过程）拉伸试验过程0钢材拉伸弹性阶段示意图钢材拉伸弹性阶段示意图AB0弹性阶段弹性阶段p比例极限，比例极限，MPa。p pB BB弹性极限，弹性极限，MPa。注：由于注：由于A、B两点相距较两点相距较近，一般认为近，一般认为p=B 。0 钢材拉伸屈服阶段示意

10、图钢材拉伸屈服阶段示意图AB0C下下C上上CBC下下C上上C屈服阶段屈服阶段放大后放大后0 钢材拉伸强化阶段示意图钢材拉伸强化阶段示意图AB0C下下C上上CD D D D D强化阶段强化阶段bb 抗拉强度抗拉强度或强度极限。或强度极限。DC0E钢材拉伸颈缩阶段示意图钢材拉伸颈缩阶段示意图AB0C下下C上上CDDE颈缩阶颈缩阶段段（2 2）拉伸过程的参数）拉伸过程的参数v强度指标屈服强度：抗拉强度：v塑性指标伸长率：35伸长率是衡量钢材塑性的一个指标，它的数值愈大，表示钢材塑性愈好。伸长率与标距有关。通常钢材拉伸试验标距取l0= 10d0和 l0= 5 d0，伸长率分别以10和5表示。对同一钢材

11、5大于10。2.硬钢（高碳钢）的拉伸性能硬钢（高碳钢）的拉伸性能v硬钢强度高，塑性差，拉伸过程无明显屈服阶段，无法直接测定屈服强度。用条件屈服强度0.2来代替屈服强度。v条件屈服点0.2 ：使硬钢产生0.2%塑性变形时的应力。见左图。0A0.2%aboa总变形。总变形。ba弹性变形弹性变形99.8%。ob塑性变形塑性变形0.2%。二、冲击韧性二、冲击韧性v定义及指标指钢材抵抗冲击荷载而不被破坏的能力。其大小用冲击韧性值k表示。k 越大，则冲击韧性越好。k是以试件冲击破坏时缺口处单位面积上所消耗的功（J/cm2）。v影响因素硫、磷含量高，存在化学偏析，含非金属夹杂物，焊接形成裂纹，温度降低等，均

12、会降低冲击韧性。对于承受冲击荷载和振动荷载部位的钢材，必须考虑冲击韧性。3839冲击韧性还随温度的降低而下降，其规律是开始下降缓慢，当达到一定温度范围时，突然下降很多而呈脆性，称为钢材的冷脆性。这时的温度称为脆性临界温度。它的数值愈低，钢材耐低温冲击性能愈好。由于脆性临界温度的测定工作较复杂，规范中通常规定20 或40 的负温冲击值作为指标。40v耐疲劳性钢材在交变荷载反复多次作用下，可以在远低于抗拉强度的情况下突然破坏。这种破坏称为疲劳破坏。一般把钢材在荷载交变107次时不破坏的最大应力定义为疲劳强度或疲劳极限。v硬度钢材硬度系指比其更坚硬的其他种材料压入钢材表面的性能。测定硬度的方法很多，

13、按压头和压力不同有布氏法和洛氏法。常用的是布氏法，其硬度指标为布氏硬度值。 41三、工艺性能三、工艺性能1.冷弯性能 指钢材在常温下承受弯曲变形的能力。 冷弯试验的指标：弯心直径d与试件厚度（直径）a的比值d/a；弯曲角度（90或180）；试样弯曲外表面无肉眼可见裂纹则冷弯合格。 通过冷弯试验，更有助于暴露钢材的某些内在缺陷，它能揭示钢材是否存在内部组织不均匀、内应力和夹杂物等缺陷。各种钢材冷加工结果各种钢材冷加工结果各种钢材焊接结果各种钢材焊接结果2.可焊性 可焊性是指在一定焊接工艺条件下，在焊缝及其附近过热区是否产生裂缝及脆硬影响，焊接后接头强度是否与母体相近的性能。可焊性受化学成分及含量

14、的影响。含碳量高、含硫量高、合金元素含量高等，均会降低可焊性。含碳量小于0.25%的非合金钢具有良好的可焊性。 焊接结构应选择含碳量较低的氧气转炉或平炉的镇静钢。当采用高碳钢及合金钢时，为了改善焊接后的硬脆性，焊接时一般要采用焊前预热及焊后热处理等措施。Disasters caused by welding problem- 重庆綦江彩虹桥重庆綦江彩虹桥v 中承式钢管混凝土提篮人行拱桥，长约102米，是綦江县城主要的人行桥。1996年2月15日投入使用。v 1999年1月4日下午7时，大桥突然整体垮塌，造成40人死亡，14人受伤，直接经济损失631万元Disasters caused by w

15、elding problem- 重庆綦江彩虹桥重庆綦江彩虹桥v主拱钢管焊接存在严重缺陷，个别焊缝出现痕缝性裂痕；焊接质量不合格；v钢管内混凝土强度不足，普遍低于设计标号的13；v连接桥梁、桥面与 钢拱架的拉索、铆片、 铆具都有严重锈蚀。 吊杆灌浆防护存在 严重质量问题。49v3钢材的热处理将钢材按一定规则加热、保温和冷却，以改变其组织结构，从而获得需要性能的加工工艺，总称为钢的热处理。热处理方法有：（1）淬火v将钢材加热至基本组织转变温度（如当含碳量大于0.8时，为723）以上30一50 ，保温使组织完全转变。随即故人冷却介质（盐水、冷水或矿物油）中急冷的处理过程称为淬火。v淬火使钢的硬度、强

16、度、耐磨性提高。 50（2）回火v经淬火处理的钢，再加热、冷却的处理过程称为回火。v回火的温度低于723。v回火处理可消除淬火产生的内应力，适当降低淬火钢件的硬度并提高其韧性。 （3）退火v将钢材加热至基本组织转变温度以上30一50，保温后以适当的速度缓慢冷却的处理过程称为退火。v退火可降低钢材原有的硬度，改善其塑性及韧性。 51v（4）正火将钢材加热至基本组织转变温度以上30一50，保温后在空气中冷却的处理过程称为正火。v正火后的钢材，硬度较退火处理者高，塑性也差，但由于正火后钢的结晶较韧且均匀，故强度有所提高。4、钢材的冷加工强化和时效1.冷加工强化冷加工强化是钢材在常温下，以超过其屈服点

17、但不超过抗拉强度的应力对其进行的加工。建筑钢材常用的冷加工有冷拉、冷拔、冷轧、刻痕等 。对钢材进行冷加工的目的，主要是利用时效提高强度，利用塑性节约钢材，同时也达到调直和除锈的目的。 2.时效钢材随时间的延长，其强度、硬度提高，而塑性、冲击韧性降低的现象称为时效。时效分为自然时效和人工时效两种。v自然时效是将其冷加工后，在常温下放置1520d；v人工时效是将冷加工后的钢材加热至100200保持2h以上。经过时效处理后的钢材，其屈服强度、抗拉强度及硬度都将提高，而塑性和韧性降低。 六六 钢材的腐蚀与防腐钢材的腐蚀与防腐v金属的腐蚀危害金属的腐蚀危害: 1) 减小受力面积减小受力面积; 2) 易造

18、成应力集中易造成应力集中; 3) 使混凝土保护层脱落。使混凝土保护层脱落。京广线某铁路桥的预应力筋锈蚀京广线某铁路桥的预应力筋锈蚀1974年灌制的预应力钢筋混凝土简支梁 。2000年8月发现第52孔梁一束预应力钢筋锈断。除冰盐所导致的钢筋混凝土桥梁破坏除冰盐所导致的钢筋混凝土桥梁破坏钢筋锈蚀后体积膨胀导致混凝土保护层钢筋锈蚀后体积膨胀导致混凝土保护层发生顺筋开裂发生顺筋开裂离岸码头立柱在浪溅区的破坏离岸码头立柱在浪溅区的破坏MacDill AFB, Florida锈蚀导致结构破坏的实例锈蚀导致结构破坏的实例- 四川宜宾南门大桥四川宜宾南门大桥v大桥长384米，宽13米，为单孔跨径240米的钢筋

19、混凝土中承式公路拱桥，桥面由17对钢缆吊杆凌空悬挂，于1990年6月竣工通车。v2001年11月7日凌晨4点半，连接拱体和桥面预制板的4对8根钢缆吊杆断裂，北端长10米、南端长20余米的桥面预制板发生坍塌。锈蚀导致结构破坏的实例锈蚀导致结构破坏的实例- 四川宜宾南门大桥四川宜宾南门大桥v 吊杆起着悬挂桥面的关键性作用，由承重钢缆和套于其外的钢管组成。v 现场对断裂的4对8根吊杆所作检查发现，坍塌断裂之处露出一层薄薄的钢筋网，悬吊的承重钢管中露出了锈迹斑斑的钢缆。 承重钢缆部分生锈，影响了承重能力。 1）依其腐蚀机理，分为：）依其腐蚀机理，分为：金属腐蚀金属腐蚀化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐

20、蚀氧化氧化微电池微电池金属直接与周围介质发生化学反应而产生的腐蚀，多数由氧化作用导致的。Fe + O2 FeyOx 钢材的氧化程度取决于氧化膜的致密程度。2）化学腐蚀（干腐蚀）化学腐蚀（干腐蚀）3）电化学腐蚀（湿腐蚀）电化学腐蚀（湿腐蚀）电极的形成电极的形成：不同种类的相互接触的金属；合金中不同的相；部件中应力水平不同的区域。电化学腐蚀：指电极电位不同的金属与电解质溶液接电化学腐蚀：指电极电位不同的金属与电解质溶液接触形成微电池，产生电流而引起腐蚀。触形成微电池，产生电流而引起腐蚀。v电极的形成：不同种类的相互接触的金属；合金中电极的形成：不同种类的相互接触的金属；合金中不同的相；同一金属中结

21、构的差异。不同的相；同一金属中结构的差异。)(22212222OHeOHOFeeFeFe2+2e-阳极反应阳极反应阴极反应阴极反应v钢铁腐蚀前后体积变化钢铁腐蚀前后体积变化FeFeOFe3O4Fe2O3Fe(OH)2Fe(OH)3Fe(OH)33H2O1cm3电化学腐蚀的预防电化学腐蚀的预防1. 正确设计金属构件正确设计金属构件(1) 防止形成微电池;(2) 使阳极的面积远大于阴极的面积。2. 使金属与环境隔绝使金属与环境隔绝3. 加入缓蚀剂加入缓蚀剂某些物质进入到电解溶液中，会阻碍电化学腐蚀反应的进行，如亚硝酸钠。4. 阴极保护阴极保护8.3 建筑钢材的钢种及牌号建筑钢材的钢种及牌号 一、碳

22、素结构钢（非合金钢）一、碳素结构钢（非合金钢）1.牌号表示法由代表屈服点的字母、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法符号等四个部分按顺序组成；如：Q235AF表示为屈服点不小于235MPa的A级沸腾钢。 2.牌号共有Q195、Q215、Q235、Q255、Q275五个牌号。3.技术要求化学成分、力学性能、冷弯性能应符合GB700规定。4.应用Q195、Q215，含碳量低，强度低，塑性、韧性、加工性能和可焊性好，主要用于轧制薄板和盘条、制造铆钉、地脚螺栓等。Q235，含碳适中，综合性能好，强度、塑性和焊接等性能得到很好配合，用途最广泛。常轧制成盘条或钢筋，以及圆钢、方钢、扁钢、角钢、工字钢、槽钢等

23、型钢，广泛地应用于建筑工程中。Q255、Q275，强度、硬度较高，耐磨性较好，塑性和可焊性能有所降低。主要用作铆接与螺栓连接的结构及加工机械零件。二、低合金高强度结构钢二、低合金高强度结构钢 1.牌号表示方法由代表屈服点的拼音字母（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。如Q345A表示屈服点不小于345MPa的A级钢。 2.牌号共有Q295、Q345、Q390、Q420、Q460五个牌号。3.技术要求其化学成分、力学性能、冷弯性能应符合GB/T1591 的规定4.应用Q295，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。主要用于建筑

24、工程中对强度要求不高的一般工程结构。Q345、Q390，综合力学性能好，焊接性能、冷热加工性能和耐蚀性能均好，C、D、E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。Q420、Q460，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要求强度高、荷载大的轻型结构。 8.4 钢钢 筋筋 一、热轧钢筋一、热轧钢筋1.生产采用钢锭经加热轧制自然冷却而成。2.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。 3.牌号热轧直条光圆钢筋 ：HPB235热轧带肋钢筋：HRB335、HRB400、HRB500 H、R、B分别为热轧（Hot rolled）、带肋（Ribbed）

25、、钢筋（Bars）三个词英文首位字母。 推荐公称尺寸：光圆：8、10、12、16、20 ；带肋：6、8、10、12、16、20、25、32、40和50mm 74月牙肋月牙肋 等高肋等高肋 4.热轧钢筋的力学性能、工艺性能 应符合下表的规定。二、低碳热轧圆盘条二、低碳热轧圆盘条1.概述低碳热轧圆盘条的公称直径为5.530mm，大多通过卷线机成盘卷供应，因此称为盘条、盘圆或线材。2.分类按用途分为：供拉丝用盘条（代号L）、供建筑和其他一般用途用盘条（代号J）两种。 3.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、脱氧方法符号、用途类别符号等五个内容表示。 34.力学性能

26、和工艺性能 5.应用大量用作建筑工程中钢筋混凝土的配筋外，还适用于供拉丝、包装及其它用途。 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 三、冷轧带肋钢筋三、冷轧带肋钢筋 1.生产冷轧带肋钢筋由热轧圆盘条经冷轧或冷拔减径后，在表面冷轧成两面或三面有肋的钢筋。钢筋冷轧后允许进行低温回火处理。2.牌号按抗拉强度分为CRB550、CRB650、CRB800、CRB970、CRB1170共五个牌号。 3.规格直径范围为412mm，推荐的公称直径为5、6、7、8、9、10mm 4.力学性能和工艺性能应符合GB13788的相关规定 。v5.应用冷轧带肋钢筋是近几年发展起来的一种新型

27、、高效节能建筑用钢材,其用于非预应力构件，与热轧圆盘条相比，强度提高17%左右，可节约钢材30%左右；用于预应力构件，与低碳冷拔丝比，伸长率高，钢筋与混凝土之间的粘结力较大，适用于中、小预应力混凝土结构构件，也适用于焊接钢筋网。 广泛应用于多层和高层建筑的多孔楼板、现浇楼板、高速公路、机场跑道、水泥电杆、输水管、桥梁、铁路轨枕、水电站坝基及各种建筑工程。四、热处理钢筋四、热处理钢筋 1.概述热处理钢筋是经过淬火和回火调质处理的螺纹钢筋。分有纵肋和无纵肋两种，其外形分别见右图。代号为RB150。2.规格公称直径6、8.2、10mm。3.牌号 有40Si2Mn、48Si2Mn和45Si2Cr三个

28、。有纵肋有纵肋无纵肋无纵肋4.力学性能5.特点及应用热处理钢筋具有很高的强度外，还具有较好的塑性和韧性，特别适合于预应力构件。但其对应力腐蚀及缺陷敏感性强，应防止产生锈蚀及刻痕等现象。热处理钢筋不适用于焊接和点焊的钢筋 。预应力混凝土用热处理钢筋的力学性能预应力混凝土用热处理钢筋的力学性能 8.5 钢丝及钢绞线钢丝及钢绞线 一、钢丝一、钢丝1.生产以优质碳素结构钢盘条为原料，经淬火、酸洗、冷拉制成的用作预应力混凝土骨架的钢丝。 2.分类按交货状态分为冷拉钢丝和消除应力钢丝两种；按外形分为光面钢丝和刻痕钢丝两种。3.力学性能应符合相应标准规定。钢丝主要用作桥梁、吊车梁、电杆、楼板、大口径管道等预

29、应力混凝土构件中的预应力筋 。85二面刻痕钢丝二面刻痕钢丝 三面刻痕钢丝三面刻痕钢丝 螺旋肋钢丝螺旋肋钢丝 二、钢绞线二、钢绞线1.生产由多根圆形断面钢丝捻制而成。钢绞线按左捻制成并经回火处理消除内应力。2.规格钢绞线按应力松弛性能分为两级：级松弛（代号）、级松弛（代号）。公称直径有9.0、12.0、15.0mm三种规格。3.特点及应用钢绞线与其他配筋材料相比，具有强度高、柔性好、质量稳定、成盘供应不需接头等优点。钢绞线还特别适用于需要曲线配筋的预应力钢筋混凝土结构，如大跨度、重负荷的后张法预应力屋架、桥梁、薄腹梁等结构。钢丝、钢绞线的缺点是成本较高。钢筋的检查项目钢筋的检查项目不同钢筋现场取

30、样个数不同钢筋现场取样个数取样频率取样频率1、热轧光圆钢筋、热轧带肋钢筋、低碳钢热轧圆、热轧光圆钢筋、热轧带肋钢筋、低碳钢热轧圆盘条、余热处理钢筋一般每批由同一牌号、同一盘条、余热处理钢筋一般每批由同一牌号、同一炉罐号、同一规格的钢筋组成，每批重量不大于炉罐号、同一规格的钢筋组成，每批重量不大于60t。每批取试件一组。每批取试件一组。2、冷轧带肋钢筋般每批由同一牌号、同一炉罐号、冷轧带肋钢筋般每批由同一牌号、同一炉罐号、同一规格的钢筋组成，每批重量不大于同一规格的钢筋组成，每批重量不大于60t。逐盘。逐盘或逐捆取样。或逐捆取样。问题：热轧光圆钢筋的取样频率是多少？问题：热轧光圆钢筋的取样频率是

31、多少？热轧带肋、热轧光圆钢筋取样热轧带肋、热轧光圆钢筋取样序序号号检测项目检测项目 取样取样数量数量 取样方法取样方法 1拉伸拉伸 2 1、从任意两根（两盘）钢筋中分别切、从任意两根（两盘）钢筋中分别切取，即在每一根钢筋上切取一个拉伸试取，即在每一根钢筋上切取一个拉伸试件，一个弯曲试件。件，一个弯曲试件。2、低碳热轧圆盘条冷弯试验应取自不、低碳热轧圆盘条冷弯试验应取自不同盘。同盘。3、试件在切取时，应在任意一端截取、试件在切取时，应在任意一端截取500后切取。后切取。4、拉伸试验试件长、拉伸试验试件长500mm，冷弯试验，冷弯试验 试件长试件长 5d+150 mm。2冷弯冷弯 2 冷轧带肋钢筋

32、冷轧带肋钢筋 序序号号 检测检测项目项目 取样取样数量数量 取样方法取样方法 1拉伸拉伸 11、钢筋的力学试验应逐盘进行检验，、钢筋的力学试验应逐盘进行检验，从每盘任意一端截取从每盘任意一端截取500mm以后，以后，再切取试件。拉伸试件长约再切取试件。拉伸试件长约450mm，弯曲试件长约弯曲试件长约350mm 。2、拉伸试件是逐盘一个，弯曲试件、拉伸试件是逐盘一个，弯曲试件是每批两个。是每批两个。2弯曲弯曲(反复反复)2钢筋试样取样参数长度（）钢筋试样取样参数长度（）试件直径试件直径拉伸试样长度拉伸试样长度弯曲试件长度弯曲试件长度6.5204004503504002232450500钢筋检查不

33、合格的处理钢筋检查不合格的处理钢筋首次复验不合格后，使用单位的加倍取样、钢筋首次复验不合格后，使用单位的加倍取样、样品封存以及送检应当有监理单位的见证和生样品封存以及送检应当有监理单位的见证和生产（销售）单位的现场确认。加倍复检不合格，产（销售）单位的现场确认。加倍复检不合格，使用单位应会同监理单位就不合格钢筋的处理使用单位应会同监理单位就不合格钢筋的处理情况及时上报工程质量监督部门。情况及时上报工程质量监督部门。94习题（八）习题（八）95例例8-1 8-1 钢材如何按化学成分分类？土钢材如何按化学成分分类？土木工程中常用什么钢材？木工程中常用什么钢材？v解 v钢材按化学成分可以分为碳素钢和

34、合金钢两大类。v碳素钢可以分为：v低碳钢（含碳量小于0.25）v中碳钢（合碳量 0.250.60）v高碳钢（合碳量大于0.60）97v合金钢可以分为：v低合金钢（合金元素总含量小于5.0）v中合金钢（合金元素总含量 5.0%10.0%）v高合金钢（合金元素总含量大于10.0%） v土木工程中常用的钢材主要是普通碳素钢中的低碳钢和合金钢中的低合金钢。v评注 碳素钢在冶炼时不特意掺加合金，故又称非合金钢。 98例8-2 为什么说屈服点（s）、抗拉强度（b）和伸长率（）是建筑工程用钢的重要技术性能指标？v解解v屈服点（屈服点（ss）是结构设计时取值的依据，表示）是结构设计时取值的依据，表示钢材在正常

35、工作时承受应力不超过钢材在正常工作时承受应力不超过ss值；屈服值；屈服点与抗拉强度的比值（点与抗拉强度的比值（ssb b）称为屈强比）称为屈强比。它反映钢材的利用率和使用中的安全可靠程。它反映钢材的利用率和使用中的安全可靠程度；度；v伸长率（伸长率（）表示钢材的塑性变形能力。钢材在使）表示钢材的塑性变形能力。钢材在使用中，为避免正常受力时在缺陷处产生应力集中发用中，为避免正常受力时在缺陷处产生应力集中发生脆断，要求其塑性良好，即具有一定的伸长率，生脆断，要求其塑性良好，即具有一定的伸长率，可以使缺陷处应力超过可以使缺陷处应力超过ss时，随着发生塑性变形时，随着发生塑性变形使应力重分布，而避免结

36、构物的破坏。使应力重分布，而避免结构物的破坏。100v 评注评注 常温下将钢材加工成一定形状，也要常温下将钢材加工成一定形状，也要求钢材要具有一定塑性（伸长率）。但伸长求钢材要具有一定塑性（伸长率）。但伸长率不能过大，否则会使钢材在使用中发生超率不能过大，否则会使钢材在使用中发生超过允许的变形值。过允许的变形值。101例例8-3 8-3 什么是钢材的冷弯性能？它的表示什么是钢材的冷弯性能？它的表示方法及实际意义是什么？方法及实际意义是什么？v解解v冷弯性能是指钢材在常温下承受弯曲变形的能力。冷弯性能是指钢材在常温下承受弯曲变形的能力。钢材的冷弯性能，常用弯曲的角度、弯心直径与钢材的冷弯性能，常

37、用弯曲的角度、弯心直径与试件直径（或厚度试件直径（或厚度a a）的比值来表示。弯曲角度愈大）的比值来表示。弯曲角度愈大，愈小，说明试件受弯程度愈高。当按规定，愈小，说明试件受弯程度愈高。当按规定的弯曲角度和值对试件进行冷弯时试件受弯的弯曲角度和值对试件进行冷弯时试件受弯处不发生裂缝、断裂或起层，即认为冷弯性能合格处不发生裂缝、断裂或起层，即认为冷弯性能合格。 103v冷弯性能表示钢材在常温下易于加工而不破坏的能力。冷弯性能表示钢材在常温下易于加工而不破坏的能力。其实质反映了钢材内部组织状态、含有内应力及杂质等其实质反映了钢材内部组织状态、含有内应力及杂质等缺陷的程度。因此，可以利用冷弯的方法，

38、使焊口处受缺陷的程度。因此，可以利用冷弯的方法，使焊口处受到不均匀变形，来检验建筑钢材各种焊接接头的焊接质到不均匀变形，来检验建筑钢材各种焊接接头的焊接质量。量。v 评注评注 钢材的冷弯性能和伸长率均是塑性变形能力的钢材的冷弯性能和伸长率均是塑性变形能力的反映。但伸长率是在试件轴向均匀变形条件下测定的，反映。但伸长率是在试件轴向均匀变形条件下测定的，而冷弯性能则是在更严格条件下钢材局部变形的能力。而冷弯性能则是在更严格条件下钢材局部变形的能力。它可揭示钢材内部结构是否均匀，是否存在内应力和夹它可揭示钢材内部结构是否均匀，是否存在内应力和夹杂物等缺陷。杂物等缺陷。104例例8-4 8-4 低温冷

39、脆性、脆性转变温度、时效低温冷脆性、脆性转变温度、时效和时效敏感性的概念及其实际意义是什么和时效敏感性的概念及其实际意义是什么？v解解v钢材的冲击韧性随环境温度降低而下降，当达到钢材的冲击韧性随环境温度降低而下降，当达到某一温度时，其冲击韧性值显著降低的现象称为某一温度时，其冲击韧性值显著降低的现象称为钢材的低温冷脆性。出现低温冷脆性时的温度（钢材的低温冷脆性。出现低温冷脆性时的温度（范围），称为脆性转变温度（范围）。范围），称为脆性转变温度（范围）。v随时间的推移，钢材的机械强度提高，而塑性和随时间的推移，钢材的机械强度提高，而塑性和韧性降低的现象称为时效。因时效作用导致钢材韧性降低的现象称

40、为时效。因时效作用导致钢材性能改变的程度称为钢材的时效敏感性性能改变的程度称为钢材的时效敏感性。106v承受动荷载的结构，选用钢材时，必须按规范要承受动荷载的结构，选用钢材时，必须按规范要求测定其冲击韧性值。处于低温条件下的钢结构求测定其冲击韧性值。处于低温条件下的钢结构要选用脆性临界温度低于环境最低温度的钢材。要选用脆性临界温度低于环境最低温度的钢材。若在严寒地区，露天焊接钢结构，受振动荷载作若在严寒地区，露天焊接钢结构，受振动荷载作用时，要选用脆性临界温度低和时效敏感性小的用时，要选用脆性临界温度低和时效敏感性小的钢材。钢材。v 评注评注 冲击韧性是指在冲击振动荷载作用下，钢冲击韧性是指在

41、冲击振动荷载作用下，钢材吸收能量、抵抗破坏的能力。冲击韧性以冲断材吸收能量、抵抗破坏的能力。冲击韧性以冲断试件时单位面积所消耗的功，称为冲击功（值）试件时单位面积所消耗的功，称为冲击功（值）来表示。来表示。 107例例8-5 8-5 简述碳元素对钢材基本组织和性能的简述碳元素对钢材基本组织和性能的影响规律。影响规律。v解：碳素钢中基本组织的相对含量与其含量关解：碳素钢中基本组织的相对含量与其含量关系密切，当含量小于系密切，当含量小于0.80.8时，钢的基本组织时，钢的基本组织由铁素体和珠光体组成，其间随着含量提高，由铁素体和珠光体组成，其间随着含量提高，铁素体逐渐减少而珠光体逐渐增多，钢材则随

42、之铁素体逐渐减少而珠光体逐渐增多，钢材则随之强度、硬度逐渐提高而塑性、韧性逐渐降低。强度、硬度逐渐提高而塑性、韧性逐渐降低。v 当含当含C C量为量为0.80.8时，钢的基本组织仅为珠光时，钢的基本组织仅为珠光体。当含体。当含C C量大于量大于0.80.8时，钢的基本组织由珠光时，钢的基本组织由珠光体和渗碳体组成，此后随含量增加，珠光体逐体和渗碳体组成，此后随含量增加，珠光体逐渐减少而渗碳体相对渐增，从而使钢的硬度逐渐渐减少而渗碳体相对渐增，从而使钢的硬度逐渐增大而塑性、韧性逐渐减小，且强度下降。增大而塑性、韧性逐渐减小，且强度下降。109例8-6碳素结构钢是如何划分牌号的？说明Q235AF和

43、Q235号钢在性能上有何区别？v解解v碳素结构钢的牌号按顺序由代表屈服点的字碳素结构钢的牌号按顺序由代表屈服点的字母（母（Q Q）、屈服点数值（）、屈服点数值（/mm/mm2 2）、质量等级）、质量等级符号符号(A(A、B B、C C、D)D)、脱氧程度符号、脱氧程度符号(F(F、B B、Z Z、TZ)TZ)等四部分组成。等四部分组成。 110vQ235Q235A AF F和和Q235Q235D D均为均为235235碳素结构钢，是建碳素结构钢，是建筑中应用最多的碳素钢。二者性能差别主要表现在筑中应用最多的碳素钢。二者性能差别主要表现在质量等级和脱氧程度上。按硫、磷含量多少来衡量质量等级和脱氧程度上。按硫、磷含量多少来衡量，Q235Q235D D磷、硫含量均少于磷、硫含量均少于Q235Q235A AF, F, 质量较好质量较好，按脱氧程度衡量，按脱氧程度衡量Q235Q235D D为震静钢，质量最为震静钢，质量最好，好，Q235Q235A AF F 为沸腾钢。为沸腾钢。Q235Q235A AF F钢，仅适用钢，仅适用于承受间接动荷载的静荷载的结构。而于承受间接动荷载的静荷载的结构。而Q235Q235D D可可适用于动荷载作用或处在低温环境下的工作条件。适用于动荷载作用或处在低温环境下的工作条件。v 评注评注 碳素结构钢分五