钢结构工程施工钢结构材料

钢结构工程施工钢结构材料第1页，共25页，2023年，2月20日，星期四建筑结构用钢：＊建筑钢材的性能＊建筑钢材的材质＊建筑钢材的品种、规格＊钢材的材质检验和验收第2页，共25页，2023年，2月20日，星期四1、建筑钢材的性能（1）钢和铁的区别生铁和钢的主要成分都是铁，二者的主要区别是含碳量不同，生铁一般含碳2-4.3%，钢含碳0.03-2%。生铁：含碳量高，杂质多，硬而脆，可铸不可锻钢：含碳量低，杂质少，硬而韧、有弹性，可铸可锻炼钢是在高温下，通过氧化剂(如氧气)把铁中所含过多的碳和其它有害杂质(如硫、磷等)氧化除去，使它们达到钢含量的规定范围。第3页，共25页，2023年，2月20日，星期四1、建筑钢材的性能（2）力学性能：强度、塑性、韧性、硬度1）、强度钢材的应力——应变曲线理想弹塑性材料的应力——应变曲线第4页，共25页，2023年，2月20日，星期四1、建筑钢材的性能（2）力学性能：强度、塑性、韧性、硬度2）、塑性：在某种给定载荷下,材料产生永久变形的材料特性便于内力重分布，吸收能量，重要指标伸长（或缩短）的长度与其原长度的比值作为衡量标准A、延伸率deltaB、断面收缩率psi第5页，共25页，2023年，2月20日，星期四1、建筑钢材的性能（2）力学性能：强度、塑性、韧性、硬度3）、韧性:材料的断裂前吸收能量和进行塑性变形的能力

4）、硬度:材料表面局部抵抗变形的能力钢材在一定温度下塑变及断裂过程中吸收能量的能力，用于表征钢材承受动力荷载的能力（动力指标），按常温（20o）、零温（0o）、负温（-20o、-40o）区分。注意硬度与强度的区别，举例：布制品强度较高，但硬度很低第6页，共25页，2023年，2月20日，星期四1、建筑钢材的性能（2）工艺性能：冷弯性能、焊接性能建筑结构钢材在制造加工过程中，经常要弯曲、切断、焊接，保证钢材在加工过程中，其力学性能基本不受影响尤为重要。1）、冷弯性能在常温下承受弯曲而不破裂的能力。在冷加工过程中产生塑性变形时，对产生裂纹的敏感性，是判别钢材塑性及冶金质量的综合指标。2）、焊接性能适应焊接方法和焊接工艺的能力含碳和其他杂质越多，可焊性越差第7页，共25页，2023年，2月20日，星期四1、建筑钢材的性能（3）影响钢材性能的因素：微观结构、化学成分、冶炼、热处理1）、微观结构碳原子、铁原子的结合方式直接影响钢材的力学性能第8页，共25页，2023年，2月20日，星期四1、建筑钢材的性能（3）影响钢材性能的因素：微观结构、化学成分、冶炼、热处理2）、化学成分基本成份为Fe，炭钢中含量占99％，C、Si、Mn为杂质元素，S、P、N、O为冶炼过程中不易除尽的有害元素。C：含C↑使强度↑塑性、韧性、可焊性↓，应控制在≤0.22%，焊接结构应控制在≤0.20%。Si：含Si适量使强度↑其它影响不大，有益，应控制≤0.1~0.3%Mn：含Mn适量使强度↑降低S、O的热脆影响，改善热加工性能，对其它性能影响不大，有益。S：含量↑使强度↑塑性、韧性、性能冷弯、可焊性↓；高温时使钢材变脆－热脆现象。P：低温时使钢材变脆－冷脆现象；其它同SO、N：O同S；N同P，控制含量≤0.008%第9页，共25页，2023年，2月20日，星期四1、建筑钢材的性能（3）影响钢材性能的因素：微观结构、化学成分、冶炼、热处理3）、冶金与轧制的影响冶金：冶金的影响主要为脱氧方法：沸腾钢用Mn为脱氧剂，时间快，价格低，质量差；镇静钢用Si为脱氧剂，时间慢，价格高，质量好。轧制：反复的轧制可以改善钢材的塑性，同时可以使钢材中的气孔、裂纹、疏松等缺陷焊合，使金属晶体组织密实，晶粒细化，消除纤维组织缺陷，使钢材的力学性能提高。第10页，共25页，2023年，2月20日，星期四1、建筑钢材的性能（3）影响钢材性能的因素：微观结构、化学成分、冶炼、其他4）、热处理热处理：将钢材在固态范围内进行加热、保温、冷却等手段，改变其内部组织结构5）、残余应力残余应力：钢材在轧制、焊接、切割等过程中会产生在构件内部自相平衡的内力,残余应力虽对构件的强度无影响，但对构件的变形（刚度）、疲劳以及稳定承载力产生不利影响。第11页，共25页，2023年，2月20日，星期四1、建筑钢材的性能（3）影响钢材性能的因素：微观结构、化学成分、冶炼、其他6）、温度的影响正温影响：总体影响规律为温度上升，钢材的强度降低，塑性、韧性提高，这一现象称之为热塑现象，温度达600°左右时，钢材的强度几乎降至为零，而塑性、韧性极大，易于进行热加工，此温度称之为热煅温度。需要说明：钢材在300°左右时，强度提高，塑性、韧性下降，钢材表面呈蓝色，这一反覆现象称之为蓝脆现象。钢材在300°以上时应采取隔热措施。负温影响：随着温度的降低钢材的强度提高，塑性、韧性降低，脆性增大，称之为低温冷脆，当温度降至某一特定温度时钢材的脆性急剧增大，称此温度点为转脆温度。

第12页，共25页，2023年，2月20日，星期四1）、普通碳素结构钢牌号：Q195,Q215,Q235,Q255,Q275质量等级：Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ（（由所含杂质的量决定：D比A好）脱氧方法：Ｆ沸腾钢（Mn），b半镇静钢，Z镇静钢（Si），TZ特殊镇静钢（Mn,Si,Al,Ti）Q

235ＡＦ屈服强度的代号Ｑ（1）碳素结构钢屈服强度的数值质量等级脱氧方法2、建筑钢材的材质第13页，共25页，2023年，2月20日，星期四2、建筑钢材的分类（2）低合金高强度结构钢牌号：Q295,Q345,Q390,Q420,Q460质量等级：A，B，C，D，E（由所含杂质的量决定：E比A好）脱氧方法：A,B----Z镇静钢

C,D,E-----TZ特殊镇静钢Q

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B

屈服强度的代号Ｑ屈服强度的数值质量等级第14页，共25页，2023年，2月20日，星期四（3）耐大气腐蚀用钢2、建筑钢材的材质耐大气腐蚀钢，即耐候钢，是介于普通钢和不锈钢之间的低合金钢系列，耐候钢由普碳钢添加少量铜、镍等耐腐蚀元素而成，具有优质钢的强韧、塑延、成型、焊割、磨蚀、高温、抗疲劳等特性。同时，它具有耐锈，使构件抗腐蚀延寿、减薄降耗，省工节能等特点。耐候钢主要用于铁道、车辆、桥梁、塔架等长期暴露在大气中使用的钢结构。用于制造集装箱、铁道车辆、石油井架、海港建筑、采油平台及化工石油设备中含硫化氢腐蚀介质的容器等结构件。

第15页，共25页，2023年，2月20日，星期四3、建筑钢材的品种、规格（1）建筑钢材的品种1、钢板2、型材槽钢、工字钢、角钢、钢管、圆钢等（2）钢板：热轧、冷轧1、厚度0.35mm~4mm：薄钢板4.5mm~25mm：中钢板28mm~100mm：厚钢板﹥100mm：特厚钢板宽度300~1500mm，长度4m~12m第16页，共25页，2023年，2月20日，星期四3、建筑钢材的品种、规格（3）型钢1、热轧工字钢2、热轧H型钢、焊接H型钢（又称宽翼缘工字钢）3、热轧槽钢4、热轧角钢5、冷弯薄壁型钢6、压型钢板7、热轧无缝钢管、冷拔钢管、焊管等8、钢丝等第17页，共25页，2023年，2月20日，星期四3、建筑钢材的品种、规格钢管、槽钢、角钢第18页，共25页，2023年，2月20日，星期四3、建筑钢材的品种、规格工字钢、H型钢第19页，共25页，2023年，2月20日，星期四3、建筑钢材的品种、规格冷弯薄壁型钢——主要用于檩条、轻钢结构等第20页，共25页，2023年，2月20日，星期四3、建筑钢材的品种、规格钢绞线、钢丝绳第21页，共25页，2023年，2月20日，星期四4、建筑钢材的检验（1）检验程序1、工厂的出场合格证2、现场抽取试件送实验室检验（2）检验项目1、化学组成2、拉伸试验3、冷弯试验4、常温冲击试验5、低温冲击试验第22页，共25页，2023年，2月20日，星期四4、建筑钢材的检验（3）检验方法1、试件切取位置2、试件切取方向拉伸：板件垂直轧制方向；型材平行轧制方向冲击：纵向垂直轧制方向；横向垂直轧制方向3、试验方法拉伸试验冲击试验冷弯试验第23页，共25页，2023年，2月20日，星期四4、建筑钢材的检验（4）取样数量对于不同牌号、不同质量等级、不同炉罐号、不同品种、不同尺寸、不同交货状态的钢材，相互之