第二章建筑钢材

1、世贸中心基本组织的 相对含量(%) 铁素体铁素体 渗碳体渗碳体 珠光体珠光体%100001)10(5lll22212dDDhDhPFPHB)(222dDDDPHBv1994年10月21日韩国汉城汉江圣水大桥中段50 m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司之一东亚建设产业公司于1979建成。 事故原因调查团经五个多月的各种试验和研究，于次年4月2日提交了事故报告。事故原因主要有以下两方面：a.东亚建筑公司没有按图纸施工，在施工中偷工减料，利用疲劳性能很差的劣质钢材，这是事故的直接原因。b.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

2、限制为32 t，建成后交通流量逐年增加，超常负荷，倒塌时负载为43.2 t。 退火保温加热淬火正火回火温度时间v1999年月日晚时分前后，重庆市綦江县城跨越綦河（长江支流）两岸、连 接城东城西的人行彩虹桥（形似彩虹而名，系綦江县形象工程）整体垮塌，人遇难，包 括名年轻武警战士。 n月日，经事故调查组调查，彩虹桥突然垮塌是由两方面的原因造成的。一是工程质 量问题：彩虹桥的主要受力拱架钢管焊接质量不合格，存在严重缺陷，个别焊缝并有陈旧性 裂痕；钢管内混凝土抗压强度不足，低于设计标号的三分之一；连接桥梁、桥面和拱架的拉 索、锚具和镏片严重锈蚀。二是工程承发包不合法：到日止，事故调查组找不到工程设计

3、专用章，设计手续不全，实际上是私人设计。施工承包者是一个挂靠国有的个体业主，其组 织的施工队伍不具备进行市政工程建设的技术力量和设备，不具有合法的市政工程施工资 质。工作人员正在对桥面进行分解切割工作人员正在对桥面进行分解切割n2000年12月18日綦江新虹桥，新虹桥为X型钢筋混凝土人行拱桥，全长160米，净跨130米，宽7.5米，工程总造价800万人民币v重庆南门大桥位于宜宾城内的长江(长江上游也称金沙江)上，连引桥在内，大桥全长约1000米左右，主桥横跨度500余米，是一座提篮式跨江大桥。2001年11月8日凌晨点分左右，横跨金沙江的宜宾南门大桥两端断裂，造成至少辆客车和一辆货车坠入江中，

4、客车中有名驾乘人员死亡和失踪，货车伤亡情况不明，宜宾市南北交通和对外通讯一度中断。 v四川省一些桥梁专家和工程设计人员在桥梁的断裂处进行了现场勘查，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。据现场一位工程人员说，让人不可思议的是，那承重钢缆是装在钢管中且加了防锈油的，怎么会生锈？ 据宜宾市曾参加过泸州大桥、岷江大桥、马鸣溪大桥施工的吴工程师讲，这种动态式的悬吊式设计很可能有问题。从南门大桥断裂的状况看，两边的断裂处都是在主桥与引桥的结合点，恰恰也是吊桥动态与静态的结合点。因受力不均，一边垮塌后，使桥面的支撑力发生波浪形摆动，造成另一边也垮塌。吴工程师还说，从现

5、场看桥的伸缩缝过大，部分施工材料不合格也是造成桥面断裂的原因之一。（1）采用耐候钢）采用耐候钢 耐候钢即耐大气腐蚀钢。耐候钢是在碳素钢耐候钢即耐大气腐蚀钢。耐候钢是在碳素钢和低合金钢中加入少量铜、铬、镍、钼等合和低合金钢中加入少量铜、铬、镍、钼等合金元素而制成。这种钢在大气作用下，能在金元素而制成。这种钢在大气作用下，能在表面形成一种致密的防腐保护层，起到耐腐表面形成一种致密的防腐保护层，起到耐腐蚀作用，同时保持钢材良好的焊接性能。耐蚀作用，同时保持钢材良好的焊接性能。耐候钢的强度级别与常用碳素钢和低合金钢一候钢的强度级别与常用碳素钢和低合金钢一致，技术指标也相近，但其耐腐蚀能力却高致，技术指

6、标也相近，但其耐腐蚀能力却高出数倍。出数倍。金属覆盖金属覆盖 用耐腐蚀性好的金属，以电镀或喷镀的方法覆盖在钢用耐腐蚀性好的金属，以电镀或喷镀的方法覆盖在钢材表面，提高钢材的耐腐蚀能力。常用的方法有：材表面，提高钢材的耐腐蚀能力。常用的方法有：镀锌镀锌（如白铁皮）、（如白铁皮）、镀锡镀锡（如马口铁）、（如马口铁）、镀铜镀铜和和镀铬镀铬等。根等。根据防腐的作用原理可分为据防腐的作用原理可分为阴极覆盖阴极覆盖和和阳极覆盖阳极覆盖。 A. 阴极覆盖采用电位比钢材高的金属覆盖，如镀阴极覆盖采用电位比钢材高的金属覆盖，如镀锡。所盖金属膜仅为机械地保护钢材，当保护膜破裂后，锡。所盖金属膜仅为机械地保护钢材，

7、当保护膜破裂后，反而会加速钢材在电解质中的腐蚀。反而会加速钢材在电解质中的腐蚀。 B. 阳极覆盖采用电位比钢材低的金属覆盖，如镀阳极覆盖采用电位比钢材低的金属覆盖，如镀锌，所覆金属膜因电化学作用而保护钢材。锌，所覆金属膜因电化学作用而保护钢材。n（3）非金属覆盖非金属覆盖 在钢材表面用非金属材料作为保护膜，与环境介质隔离，在钢材表面用非金属材料作为保护膜，与环境介质隔离，以避免或减缓腐蚀。如喷涂涂料、搪瓷和塑料等。以避免或减缓腐蚀。如喷涂涂料、搪瓷和塑料等。 涂料通常分为底漆、中间漆和面漆。底漆要求有比较好涂料通常分为底漆、中间漆和面漆。底漆要求有比较好的附着力和防锈能力，中间漆为防锈漆，面漆

8、要求有较的附着力和防锈能力，中间漆为防锈漆，面漆要求有较好的牢度和耐候性以保护底漆不受损伤或风化。一般应好的牢度和耐候性以保护底漆不受损伤或风化。一般应用为两道底漆（或一道底漆和一道中间漆）与两道面漆，用为两道底漆（或一道底漆和一道中间漆）与两道面漆，要求高时可增加一道中间漆或面漆。使用防锈涂料时，要求高时可增加一道中间漆或面漆。使用防锈涂料时，应注意钢构件表面的除锈以及低漆、中间漆和面漆的匹应注意钢构件表面的除锈以及低漆、中间漆和面漆的匹配。配。n常用底漆常用底漆有：红丹底漆、环氧富锌漆、云母氧化底漆、有：红丹底漆、环氧富锌漆、云母氧化底漆、 铁红环氧低漆等。铁红环氧低漆等。n中间漆中间漆有

9、：红丹防锈漆、铁红防锈漆等。有：红丹防锈漆、铁红防锈漆等。n面漆面漆有：灰铅漆、醇酸磁漆和酚醛磁漆等。有：灰铅漆、醇酸磁漆和酚醛磁漆等。n（4）混凝土用钢筋的防锈）混凝土用钢筋的防锈 在正常的混凝土中在正常的混凝土中pH值约为值约为12，这时在钢材表，这时在钢材表面能形成碱性氧化膜（钝化膜），对钢筋起保护面能形成碱性氧化膜（钝化膜），对钢筋起保护作用。若混凝土碳化后，由于碱度降低（中性化）作用。若混凝土碳化后，由于碱度降低（中性化）会失去对钢筋的保护作用。此外，混凝土中氯离会失去对钢筋的保护作用。此外，混凝土中氯离子达到一定浓度，也会严重破坏表面的钝化膜。子达到一定浓度，也会严重破坏表面的钝化

10、膜。为防止钢筋锈蚀，应保证混凝土的密实度以及钢为防止钢筋锈蚀，应保证混凝土的密实度以及钢筋外侧混凝土保护层的厚度，在二氧化碳浓度高筋外侧混凝土保护层的厚度，在二氧化碳浓度高的工业区采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，限的工业区采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，限制含氯盐外加剂掺量并使用混凝土用钢筋防锈剂。制含氯盐外加剂掺量并使用混凝土用钢筋防锈剂。预应力混凝土应禁止使用含氯盐的骨料和外加剂。预应力混凝土应禁止使用含氯盐的骨料和外加剂。钢筋涂覆下氧树脂或镀锌也是一种有效的防锈措钢筋涂覆下氧树脂或镀锌也是一种有效的防锈措施。施。碳素结构钢碳素结构钢 国家标准GB 700-88碳素结构钢中规定，牌号由代表

11、屈服点的字母、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法等四部分按顺序组成。其中以“Q”代表屈服点；屈服点数值共分195 MPa、215 MPa、235 MPa、255 MPa和275 Mpa五种；质量等级以硫、磷等杂质含量由多到少，分别为A、B、C、D符号表示； 脱氧方法以F表示沸腾钢、b表示半镇静钢、Z、TZ表示镇静钢和特殊镇静钢，Z和TZ在钢的牌号中予以省略。随着牌号的增大，对钢材屈服强度和抗拉强度的要求增大，对拉长率的要求降低。 脱氧程度：F、b、Z、TZ质量等级：A、B、C、D屈服强度值：195、215、235、255、275屈服的代号：Qn碳素结构钢的牌号和化学成分应符合表2.1规定。碳素

12、结构钢的力学性能、牌号、等级指标见表2.2。其冷弯性能指标见表2.3 。v例如：Q235AF表示屈服点为235 MPa的A级沸腾碳素结构钢。 钢结构中，主要应用的是碳素钢钢结构中，主要应用的是碳素钢Q235。还有。还有其它几种碳素结构钢常用于土木工程中。其它几种碳素结构钢常用于土木工程中。nQ195强度不高，塑性、韧性、加工性能与强度不高，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等。焊接性能较好，主要用于轧制薄板和盘等。nQ215与与Q195钢基本相同，其强度稍高，钢基本相同，其强度稍高，大量用做管坯、螺栓等。大量用做管坯、螺栓等。优质碳素结构钢的钢材优质碳素结构钢的钢材一般以

13、热轧状态供应一般以热轧状态供应，硫、磷等杂质含量比普通碳素钢少，其他缺陷硫、磷等杂质含量比普通碳素钢少，其他缺陷限制也较严格，所以性能好，质量稳定。限制也较严格，所以性能好，质量稳定。 优质碳素结构钢的优质碳素结构钢的牌号用两位数字表示，牌号用两位数字表示，它表示钢中平均含碳量的万分数它表示钢中平均含碳量的万分数。如。如45号钢，号钢，表示钢中平均含碳量为表示钢中平均含碳量为0.45。 国家标准国家标准GB 1591-94低合金高强度结构低合金高强度结构钢钢规定了各牌号的低合金高强度结构钢的化学规定了各牌号的低合金高强度结构钢的化学成分（见表成分（见表2.4)、力学性能、力学性能(见表见表2.

14、5)。由于。由于合金元素的强化作用，使低合金结构钢不但具有合金元素的强化作用，使低合金结构钢不但具有较高的强度，且具有较好的塑性、韧性和可焊性。较高的强度，且具有较好的塑性、韧性和可焊性。n低合金低合金筋筋 (1) 低碳钢热轧圆盘条 由Q215和Q235 低碳钢热轧圆盘条强度较低，但塑性好，伸长率高，便于弯折成形、容易焊接。 主要用于中小型钢筋混凝土结构的受力钢筋或箍筋，以及作为冷加工（冷拉、冷拔、冷轧）的原料。造假钢材 热处理钢筋是钢厂将热轧的带肋钢筋(中碳低合金钢)经淬火和高温回火调质处理而成的。通常有直径为6、8.2、10mm三种规格.主要性能： 10 m）供应，开盘后自行伸直。使用时不能用电焊或氧气切割，也不能焊接。其主要用于预应力混凝土轨枕。其主要用于预应力混凝土轨枕。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是采用优质碳素钢或其他相应的钢种，经冷加工是采用优质碳素钢或其他相应的钢种，经冷加工及时效处理或热处理而制得的高强度钢丝。及时效处理或热处理而制得的高强度钢丝。主要性能