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单元2--建筑钢材ppt课件(全)

单元2 建筑钢材
【知识点】 • 建筑钢材的基本要求 • 钢结构常用钢材机械性能及影响钢材机械性能的因素 • 钢结构用钢种类规格及选用 • 钢材的堆放及检验【教学目标】
知识目标掌握建筑钢材的基本要求理解钢结构常用材料的机械性能了解影响钢材机械性能的因素
掌握钢结构用钢种类，规格及选用了解钢材的堆放及验收要求
韧性是指钢材抵抗冲击或振动荷载的能力，其衡量指标常用冲击韧度。为保证结构承受动力荷载作用下的安全，就要求钢材的韧性好、冲击韧度值高。钢材的脆断常从裂纹和缺口等应力集中处产生，故钢材韧性通过 V 形缺口的夏比冲击试验测得，见图 2-4 所示。试验测得值为冲断试件所耗费的冲击功，表示符号为 Akv。钢材的韧性是钢材在塑性变形和断裂的过程中吸收能量的能力，也是表示钢材抵抗冲击荷载的能力， Akv 值愈高，材料在动荷载下抵抗脆性破坏的能力愈强，韧性愈好。因此它是衡量钢材强度、塑性及材质的一项综合指标。同时，Akv 值随温度变化而变化，为此，《钢结构设计规范》对钢材的冲击韧性 Akv 规定有－40℃、－20℃、0℃、20℃的指标。选用钢材时，应根据结构的使用情况和要求提出相应温度的冲击韧性指标要求。
2.3.4 温度的影响
前面所讨论的均是钢材在常温下的工作性能。当温度升高至约 100℃时，钢材的机械性能会发生变化，总的情况是强度降低，塑性增大，但数值不大。当温度达 250 ℃附近时，钢材抗拉强度略有提高，而塑性、韧性均下降，此时加工有可能产生裂缝。因钢材表面氧化膜呈蓝色，称“蓝脆现象”。当温度超过 300℃以后，屈服点和极限强度明显下降，达到 600℃时强度几乎等于零。温度从常温下降到一定值，钢材的冲击韧性急剧下降，试件断口属脆性破坏，这种现象称为冷脆现象。钢材由韧性状态向脆性状态转变的温度叫冷脆转变温度。

建筑材料建筑钢材ppt课件

拉伸图中对应的点为：S下
中高碳钢没有明显的屈服点，通常以残余变形为原标距长度0.2%的应力作为屈服强度。
当构件的实际应力达到屈服点时，将产生不可恢复的永久变形，这在结构中是不允许的，所以屈服强度是确定钢材容许应力的主要依据。
（2 ）抗拉强度：钢材在拉力作用下，能承
受的最大拉应力。
拉伸图中对应的点为：第三阶段的最高点。
花纹钢板压型钢板
花纹钢板: 指表面轧有防滑凸纹的钢板，主要用于平台、过道及楼梯等的铺板。花纹有菱形、扁豆形和圆豆形。
轻质夹芯板材岩棉夹芯板
聚苯夹芯板
1. 热轧钢筋
强度等级 HPB235 HRB335 HRB400 RRB400
钢筋级别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
外形光圆带肋
产品《钢筋混凝土用热轧光圆
1．轻质高强 2．韧性好、抗冲击能力强、抗拉强度高 3．可焊接、铆接、螺栓连接、易于装配 4．外表轻巧、华美、具有光泽 5．易锈蚀 6．耐火性差
钢铁区别：
生铁—C>2%的铁碳合金，杂质多，硬脆，不能焊接、锻造、扎制
钢 —0.06%<C<2%的铁碳合金，杂质少，强度高，塑性好
纯铁—C<0.04%的铁碳合金（纯铁是钢的一种，可以冲压成极复杂的形状,或作为电磁材料）
优质碳素合金钢
电炉生铁、废钢产量低、耗电大，杂质少合金钢
质量最好，成本高
优质碳素钢
二.钢的分类
按化学成分
碳素钢— 低碳钢、中碳钢、高碳钢合金钢— 低合金钢、中合金钢、高合金钢
沸腾钢 F
分类
按脱氧程度半镇静钢 b 镇静钢Z
特殊镇静钢TZ
按质量— 普通钢、优质钢、高级优质钢等按用途— 结构钢、工具钢、特殊钢等

《建筑钢结构全部》课件

有限差分法
将连续的结构离散为有限个差分单元，通过数值计算方法进行分析。
边界元法
利用边界积分方程和边界元函数求解结构问题的方法。
离散元法
将结构离散为一定数量的离散单元，模拟结构的非连续行为。
CHAPTER 04
建筑钢结构的施工工艺
施工前的准备
技术准备
熟悉施工图纸，掌握施工规范，编制施工组织设计，进行技术交底等。
防锈
钢结构的防锈主要是通过涂装防锈涂料来实现的。防锈涂料能够隔绝空气和水分，防止钢结构发生氧化和腐蚀。
钢结构的定期检测与维护
定期检测
钢结构需要定期进行检测，检查其外观、连接部位和防腐防锈涂层等是否完好。
维护
钢结构的维护主要是对损坏部位进行修复、对防腐防锈涂层进行补涂等。同时，还需要保持钢结构周围环境的清洁和干燥，防止积水对钢结构造成腐蚀。
根据施工方案选择合适的吊装机械和吊点，将钢构件吊装至预定位置。
对钢构件的位置进行调整，确保其满足设计要求，然后进行固定。
根据设计要求选择合适的连接方式（焊接或螺栓连接）将钢构件连接在一起。确保连接牢固、稳定。
CHAPTER 05
建筑钢结构的维护与加固
钢结构的防腐与防锈
防腐
钢结构在潮湿的环境中容易发生电化学腐蚀，因此需要采取有效的防腐措施。常用的防腐方法包括涂装防腐涂料、使用耐腐蚀材料等。
《建筑钢结构全部》 ppt课件
目录

• 建筑钢结构概述 • 建筑钢结构的材料 • 建筑钢结构的结构设计 • 建筑钢结构的施工工艺 • 建筑钢结构的维护与加固 • 建筑钢结构的发展趋势与展望
CHAPTER 01
建筑钢结构概述
建筑钢结构的定义

7建筑钢材ppt-第七章建筑钢材

预应力钢筋宜采用预应力混凝土用钢丝、钢绞线和热处理钢筋。
六.例题
直径为16mm的热轧钢筋，取样作拉伸实验，达到屈服点的荷载为72.2KN，极限时的荷载为104.5KN，试件标距长度为80mm，拉断后的长度为94.4mm。
问：①该钢筋属哪级？ ②该钢筋的屈强比是多少？
解：①由题知，A = 82
s = F/A = 72.2103/ 82 = 359.1 Mpa b = F/A = 104.5103/ 82 = 519.74 Mpa = (l1-l0)/l0100% = (94.4-80)/80100% = 18% 查表知该钢筋属热轧Ⅱ级钢筋（即HRB335） ②屈强比s/b = 359.1/519.74 = 0.69
指标—布氏硬度 HB
二.工艺性能
(一).冷弯性能 1.定义—钢材在常温下承受弯曲变形的能力
2.指标—弯曲角度()，弯心直径(d= na) 3.合格标志—弯曲处无裂纹、断裂及起层现象 4.冷弯性能—与伸长率一样，也是反映钢材在静荷载作用下的塑性性能
但：伸长率—反映钢材在均匀变形下的塑性性能冷弯性能—反映钢材在不利变形条件下的塑性性能
例如：Q345 – D 表示屈服强度为 345 MPa 的 D 级低合金结构钢 5.特性：与碳素结构钢相比，低合金结构钢（Q345）具有高的强度，又有
较好的塑性、低温冲击韧性、可焊性、耐腐蚀性及冷加工性，是一种综合性能较为理想的建筑钢材。广泛应用于钢结构和钢筋混凝土结构中，尤其是大型结构、重型结构、大跨度结构、高层建筑、桥梁工程、承受动荷载和冲击荷载的结构。
一.热轧型钢
主要有：工字钢、H型钢、T型钢、槽钢、等边角钢、不等边角钢等类型。
二.冷弯薄壁型钢
主要有：结构用空心冷弯型钢、通用冷弯开口型钢等两大类。

建筑钢材ppt课件

5
钢材的特点
二.钢材的缺点
1.易锈蚀。 2.维修费用高。 3.耐火性差。
6
建筑钢材的常见种类
钢结构工程用型钢（角钢、槽钢、工字钢等）、钢板和钢管等。
钢筋混凝土结构工程用钢筋及钢丝。
7
建筑钢材的常见种类
钢结构网架
槽钢
工字钢
8
建筑钢材的常见种类类
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第二节钢材的力学性能
三.冲击韧性
1.定义：是指钢材抵抗冲击荷载的能力。 2.冲击韧性指标：是通过标准试件的弯曲冲
击韧性试验确定的。以摆锤打击试件，于刻槽处将其打断，试件单位截面积上所消耗的功，即为钢材的冲击韧性指标，用冲击韧性ak（Ｊ/cm2）表示。ak值愈大，冲击韧性愈好。
37
冲击试验
屈服强度σs
结构设计中钢材强度取值的依据
抗拉强度σb
钢材所能承受的最大应力
屈强比 s b
b s p
B上 B
A B下
s b
α
O
屈强比，↑利用率 ↑，安全可靠程度↓
强屈比一般不低于1.2，抗震结构一般不低于1.25b。
s b
伸长率δ
L1 L0 100 %
L0
衡量钢材塑性的指标，越大说明钢材的塑性越好
冷
带
轧
肋
带
钢
肋
筋
钢
筋
钢
绞
线
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第一节钢材的化学成分
11
按钢的化学成分分类
钢与生铁的区分在于含碳量的大小。含碳量小于2.06％的铁碳合金称为钢。含碳量大于2.06％的铁碳合金称为生铁。 1.钢材的分类：
按化学成分分
低碳钢（含碳量小于0.25％）碳素钢中碳钢（含碳量0.25％～0.6％）

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牌号后加“高”或“A” 特级优质钢：含硫量 ≤0.015%，含磷量≤0.015%，
后加“E”
5
第8章建筑钢材
3.按冶炼时脱氧程度分
沸腾钢：脱氧不充分，代号“F” 镇静钢：脱氧充分，代号“2” 半镇静钢：脱氧程度介于“F”与“2”之间，代号“b” 特殊镇静钢：脱氧彻底，代号“TZ”
4．按用途分类
结构钢：建筑结构、机械制造（低、中碳钢）工具钢：各种工具（高碳钢）特殊钢：不锈钢（具有各种特殊的物理化学性质）
（1）冷弯性能
冷弯性能试验：试件被弯曲的角度（90°、180°）。
判定标准：若试件弯曲处的外表面无裂断、裂缝或起层，认为冷弯性能合格。
冷弯试验意义：能反映试件弯曲处的塑性变形，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。
冷弯试验也能对钢材的焊接质量进行严格的检验，能揭示焊件受弯表面是否存在未熔合，裂缝及夹杂物等缺陷。
10
第8章建筑钢材
（2）抗拉强度：钢材所能承受的最大强度。
b
Fb A0
Fb——为最大应力，N。
值得注意：强屈比的概念
强屈比 b 可靠性参数值越大可靠性越高，安全性越高，
s
但利用率降低，浪费增大。
相反，值越小，可靠性越低，安全性越低。因此，强屈比一般不低于1.2，抗震结构一般不低于1.25。
11
16
第8章建筑钢材
（2）焊接性能
焊接方式：搭接、对接
焊接要求：① 焊接处（焊缝及其附近过热区）不产生
裂缝及硬脆倾向。
② 焊接处与母材一致，即拉伸试验，强度
不低于原钢材强度。
影响因素：碳、合金元素等杂质元素越多，可3 钢材的强化与加工
8.3.1 冷加工
——指钢材在常温下进行的加工。常见的冷加工方式：冷拉、冷拔、冷轧、冷扭、刻痕等。特点：钢材经冷加工产生塑性变形，从而提高其屈服强度，
这一过程称为冷加工强化处理。
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第8章建筑钢材
8.3.2 时效处理
——将经过冷拉的钢筋于常温下存放15～20d，或自然时效
加热到100～200℃并保持一段时间,这个过程称为时效处理。人工时效
作用: 钢筋冷拉以后再经过时效处理，其屈服点进一步提高，塑性继续有所降低。
两面性：硅很低时，强度增加；硅很高时，其他性能降低。
氧：与碳、磷相似。
7
第8章建筑钢材
8.2 建筑材料的主要技术性能
力学性质：强度、弹性、塑性、耐磨性… 工艺性质（可加工性）：冷弯、可焊性
8
第8章建筑钢材
8.2.1 力学性能
1.抗拉性能——是建筑钢材最重要的力学性能。
拉伸过程分四个阶段： OA：弹性阶段 AB：屈服阶段 BC：强化阶段 CD：颈缩阶段
ak值愈大，钢材的冲击韧性愈好。
冲击韧性试验原理图
3.耐疲劳性
疲劳破坏：交变荷载反复作用，钢材在应力低于屈服强度时,突然发出脆性断裂的现象。
危害极大
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第8章建筑钢材
8.2.2 工艺性能
冷弯性能：常温下钢材承受弯曲变形的能力。焊接性能：钢结构中90%以上为焊接结构,焊接性非常重要。
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第8章建筑钢材
第8章建筑钢材
（3）伸长率：塑性指标。
l1 l0 100%
l0
lo——试件原始标距长度，mm ； l1——试件拉断后测定出伸长后标距部分的长度，mm。
意义：值越大，塑性增强，可避免结构过早破坏；加工性
增强，安全性增强。
值有两种：5——表示l0=5d0，d0——钢材直径；
10——l0=10d0。
建筑钢材课件 PPT
第8章建筑钢材
建筑钢材是重要的建筑材料。它主要指用于钢结构中各种型材(如角钢、槽钢、工字钢、圆钢等)、钢板、钢管和用于钢筋混凝土结构中的各种钢筋、钢丝等。由于钢材在工厂生产中有较严格的工艺控制，因此质量通常能够得到保证。
建筑钢材具有一系列优良的性能．它有较高的强度，有良好的塑性和韧性，能承受冲击和振动荷载；可以焊接或铆接，易于加工和装配，所以被广泛地应用于建筑工程中。但钢材也存在易锈蚀及耐火性差的缺点
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第8章建筑钢材
8.1.2 钢材中的常存杂质
有
硫：来自矿石燃料，生成FeS，钢材加工时易裂缝，热脆性。
害
磷：来自矿石燃料，生成Fe3P，脆性很大。
元
碳：炼钢氧化过程中存于缸中，害处大于一处，故归于有害元素。素
锰：炼钢时脱氧、硫残留钢中，具有很强的脱氧、硫能力，大大改善
钢材加工性能。
硅：脱氧剂，较锰强。
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第8章建筑钢材
拉伸性能指标：主要有屈服点、抗拉强度和伸长率等。
（1）屈服强度（屈服点）
上屈服强度：试样首次屈服前的最大应力；下屈服强度：不计初始瞬时效应时的最小强度，即屈服点
s
FS A0
Fs ——屈服阶段最小应力(首次回针所对应的力),N； Ao ——钢材的截面积，mm2。
注意：有些钢材无明显屈服点（合金钢、高碳钢等硬钢），应采用产生残余变形为0.2%原标距长度时的应力作为屈服点（称条件屈服点）,记为σ0.2或者σP0.2。
（2）合成钢 ——专门加入合金元素
按合金元素含量分
低合金钢：合金元素总含量<5% 中合金钢：合金元素总含量5%～10% 高合金钢：合金元素总含量>10%
4
第8章建筑钢材
2．按杂质含量（品质）分类
普通钢：含硫量 ≤0.050%，含磷量≤0.045% 优质钢：含硫量 ≤0.035%，含磷量≤0.035% 高级优质钢：含硫量 ≤0.025%，含磷量≤0.025%，
2
第8章建筑钢材
8.1 钢材的分类
钢材的化学成分
铁：主要元素
碳：0.02%～2.06%
其他元素
生产钢不可避免元素：Si、Mn、P、S、N… 专门加入的合金元素：Si、Mn、Ti、V、
Ni、Nb及稀土元素
3
第8章建筑钢材
8.1.1 分类
1.按化学成分分类
（1）碳素钢（碳钢）
低碳钢：含碳量<0.25% 中碳钢：低碳钢：含碳量０.25% ～ 0.6% 高碳钢：含碳量>0.6%
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第8章建筑钢材
（4）断面收缩率：塑性指标。
A0 A1
A0 AO——试样拉断后颈缩处的截面积，mm2； A1——表示钢材的原始截面积，mm2。伸长率和断面收缩率均表示钢材断裂前经受塑性变形的能力。
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第8章建筑钢材
2.冲击韧性 ——指钢材抵抗冲击荷载的能力。
试验方法：标准试件的弯曲冲击韧性试验。指标：试件缺口处单位截面积上所消耗的功,计作ak,J/cm2。