《建筑材料》課程學(xué)習(xí)8

1、建筑材料課程學(xué)習(xí)8建筑材料課程學(xué)習(xí)8第八章 建筑鋼材本章重點(diǎn)把握建筑鋼材的力學(xué)性能、鋼材的冷加工強(qiáng)化以及鋼材的標(biāo)準(zhǔn)與選用。一、鋼材的概念及分類鋼材是以鐵為主要元素，含碳量一般在2%以下，并含有其他元素的材料。建筑鋼材是指建筑工程中使用的各種鋼材，包括鋼結(jié)構(gòu)用各種型材（如圓鋼、角鋼、工字鋼、鋼管）、板材，以及混凝土結(jié)構(gòu)用鋼筋、鋼絲、鋼鉸線。鋼材的分類：1、按冶煉方法分為轉(zhuǎn)爐鋼、平爐鋼和電爐鋼三種。2、按脫氧方法分為沸騰鋼、冷靜鋼和半冷靜（半脫氧）鋼。3、按壓力加工方式分為熱加工鋼材和冷加工鋼材。4、按化學(xué)成分分為非金屬鋼、低合金鋼和合金鋼。5、按主要質(zhì)量等級分為一般質(zhì)量鋼、優(yōu)質(zhì)鋼和高級優(yōu)質(zhì)鋼。6

2、、按用途分：建筑鋼材一般分為鋼結(jié)構(gòu)用鋼和混凝土結(jié)構(gòu)用鋼兩種。二、鋼材的性質(zhì)1、鋼材的性質(zhì)：包括強(qiáng)度、彈性、塑性、韌性以及硬度等內(nèi)容。（1）抗拉強(qiáng)度：建筑鋼材的抗拉強(qiáng)度包括：屈服強(qiáng)度、極限抗拉強(qiáng)度、疲憊強(qiáng)度。屈服強(qiáng)度（屈服極限）：是指鋼材在靜載作用下，開頭丟失對變形的反抗力量，并產(chǎn)生大量塑性變形時(shí)的應(yīng)力。屈服強(qiáng)度是確定鋼材容許應(yīng)力的主要依據(jù)。極限抗拉強(qiáng)度（抗拉強(qiáng)度）：是鋼材在拉力作用下能承受的最大拉應(yīng)力。屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度是鋼材力學(xué)性質(zhì)的主要檢驗(yàn)指標(biāo)。疲憊強(qiáng)度：鋼材承受交變荷載的反復(fù)作用下，可能在遠(yuǎn)低于屈服強(qiáng)度時(shí)突然發(fā)生的破壞。（2）彈性：鋼材在靜荷作用下，受拉初始階段，應(yīng)力與應(yīng)變成正比例變化，

3、具有這種變形特征的性質(zhì)稱為彈性。其比值就是彈性模量E。彈性模量是衡量鋼材低抗變形力量的指標(biāo)。（3）塑性：常用伸長率（或斷面收縮率）和冷彎來表示。伸長率是衡量鋼材塑性的重要指標(biāo)，伸長率越大，鋼材塑性越好。冷彎是鋼材在常溫下承受彎曲變形的力量。（4）沖擊韌性：是指鋼材反抗沖擊荷載而不破壞的力量。（5）硬度：是在表面局部體積內(nèi)，反抗其他較硬物體壓入產(chǎn)生塑性變形的力量。2、鋼材組成對其性質(zhì)的影響：（1）鋼材的基本組織有鐵素體、滲碳體和珠光體三種。鐵素體：它給予鋼材以良好的延展性、塑性和韌性，但強(qiáng)度、硬度很低。滲碳體：性質(zhì)硬而脆，是碳鋼的主要強(qiáng)度成分。珠光體：強(qiáng)度較高，塑性和韌性介于鐵素體、滲碳體之間。

4、（2）化學(xué)成分對鋼材性質(zhì)的影響：碳：隨著含碳量增加，鋼材的強(qiáng)度和硬度相應(yīng)提高，而塑性和韌性相應(yīng)降低。磷、硫：磷能使鋼的屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度提高，塑性和韌性下降，顯著增加鋼的冷脆性。磷是降低鋼材可焊性的元素之一。硫使鋼材產(chǎn)生熱脆性，大大降低了鋼的熱加工性和可焊性；硫偏析較嚴(yán)峻，降低了沖擊韌性、疲憊強(qiáng)度和抗腐蝕性。氧、氮：嚴(yán)峻降低鋼的韌性，促進(jìn)時(shí)效，降低可焊性。硅、錳：當(dāng)含量較低時(shí)（小于1%），可提高鋼的強(qiáng)度，對塑性、韌性影響不大。三、冷加工、時(shí)效及焊接1、冷加工：是鋼材在常溫下進(jìn)行的加工。常見方式有冷拉、冷拔、冷扭、刻痕等。在肯定范圍內(nèi)，冷加工變形程度越大，屈服強(qiáng)度提高越多，塑性和韌性降低得越多。2

5、、時(shí)效：是鋼材隨時(shí)間的延長，強(qiáng)度、硬度提高，而塑性、韌性下降的現(xiàn)象。因時(shí)效而導(dǎo)致鋼材能轉(zhuǎn)變的程度稱為時(shí)效敏感性。承受振動(dòng)、沖擊荷載作用的重要性結(jié)構(gòu)（如吊車梁、橋梁等），應(yīng)選用時(shí)效敏感性小的鋼材。3、焊接：焊接質(zhì)量取決于焊接工藝、焊接材料及鋼的可焊性能。四、建筑鋼材的標(biāo)準(zhǔn)與選用1、鋼結(jié)構(gòu)用鋼：品種主要是碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼。（1）碳素結(jié)構(gòu)鋼：牌號及其表示方法：牌號由代表屈服點(diǎn)的字母Q、屈服點(diǎn)數(shù)值（195、215、235、255和275MPa五種）、質(zhì)量等級符號（A、B、C、D）、脫氧方法等四部分按挨次組成。選用：主要應(yīng)用的是Q235；Q215鋼強(qiáng)度低、塑性大、受力產(chǎn)生變形大，經(jīng)冷加工后

6、可代替Q235鋼使用；Q275鋼雖然強(qiáng)度高，但塑性較差，有時(shí)軋成帶肋鋼筋用于混凝土中。（2）低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼：牌號的表示方法：由屈服點(diǎn)字母Q、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級（A、B、C、D、E五級）三個(gè)部分組成。應(yīng)用：合金元素加入后，提高了鋼材的屈服點(diǎn)，同時(shí)具有良好的塑性、沖擊韌性、可焊性及耐低溫、耐蝕性等，可節(jié)省用鋼量。3、混凝土結(jié)構(gòu)用鋼：主要有熱軋鋼筋、冷拉熱軋鋼筋、冷拔低碳鋼絲、冷軋帶肋鋼筋、熱處理鋼筋和預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲及鋼絞線。（1）熱軋鋼筋：有較高的強(qiáng)度，具有肯定的塑性、韌性、冷彎和可焊性。主要有用Q235軋制的光圓鋼筋和用合金鋼軋制的帶肋鋼筋。（2）冷拉熱軋鋼筋：將熱軋鋼筋在常溫下拉伸至

7、超過屈服點(diǎn)小于抗拉強(qiáng)度的某一應(yīng)力，然后卸荷，即制成的鋼筋。（3）冷軋帶肋鋼筋：是用低碳鋼熱軋圓盤條經(jīng)冷軋或冷拔減徑后，在其表面冷軋成三面有肋的鋼筋。（4）熱處理鋼筋：是指將鋼材按肯定規(guī)章加熱、保溫柔冷卻，以轉(zhuǎn)變其組織，從而獲得需要性能的一種工藝過程。（5）冷拔低碳鋼絲：是將直徑6.58mm的Q235（或Q215）圓盤條通過截面小于鋼筋截面的 合金拔絲而制成。（5）預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲及鋼絞線：是鋼廠用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼經(jīng)冷加工、再回火、冷軋或絞捻等加工而成的專用產(chǎn)品。五、鋼材的防火愛護(hù)1、鋼結(jié)構(gòu)的防火愛護(hù)：（1）依據(jù)不同的耐火極限要求，選用不同的愛護(hù)方法；（2）給鋼柱加做箱形外套，在套內(nèi)注入水；（3）涂刷防火涂料。2