8.3 建筑工程中常用钢材（课件）- 《建筑材料》同步教学（电工版）

8.3 建筑工程中常用钢材 1 建筑钢材的标准与选用 建筑工程中需要消耗大量的钢材，按用于不同的工程结构类型可分为： 钢结构用钢，如各种型钢、钢板、钢管等； 钢筋混凝土工程用钢，如各种钢筋和钢丝。 从材质上分主要有普通碳素结构钢和低合金结构钢，也用到优质碳素结构钢。 8.3.1 钢结构用钢 一、碳素结构钢 1、碳素结构钢的牌号及其表示方法 1）牌号 共有Q195、Q215、Q235、Q275四个牌号。 2）牌号表示 代表屈服强度的字母Q、屈服强度的数值、质量等级（A、B、C、D）、脱氧程度（F、Z、TZ） 3）举例 Q235-A·F，表示此碳素结构钢是屈服强度为235MPa的A级沸腾钢； Q235—A，表示此碳素结构钢是屈服强度为235MPa的A级镇静钢。 一、碳素结构钢 2、技术要求包括： 化学成分 （碳、硅、锰、磷、硫等的含量） 力学性能 （屈服强度、抗拉强度、断后伸长率、冷弯性能、冲击韧性等） 冶炼方法 交货状态 表面质量 碳素结构钢的化学成分（GB/T700-2006） 碳素结构钢的力学性能（GB/T700-2006） 碳素结构钢的冷弯性能（GB/T700-2006） 注：B为试样宽度，a钢材厚度（直径）。 一、碳素结构钢 3、钢牌号与性能的关系 钢牌号越大， 钢的含碳量增加，强度与硬度增高; 塑性和韧性降低，可焊性、冷弯性能逐渐变差。 一、碳素结构钢 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、制造钢钉、铆钉、螺栓等。 Q235，含碳适中，具有较高的强度，良好的塑性、韧性及可焊性综合性能好。能满足一般钢结构和钢筋混凝土用钢要求，且成本较低，大量被用作轧制各种型钢、钢板及钢筋。广泛地应用于建筑工程中。 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 低合金高强度结构钢是在碳素结构钢的基础上，加入少量的一种或几种合金元素制成的一种结构钢。 低合金高强度结构钢综合性能较为理想，尤其在大跨度、承受动荷载和冲击荷载的结构中更适用，而且与使用碳素钢相比，可节约钢材20%~30%，但成本并不很高。 二、低合金高强度结构钢 1、低合金高强度结构钢的牌号及其表示方法 1）牌号 共有Q345、Q390、Q420、Q460 Q500、Q550、Q620、Q690八个牌号。 2）牌号表示 代表屈服强度的字母Q、屈服强度数值、质量等级（A、B、C、D、E） 3）举例 Q390A表示屈服点为390MPa的A级的低合金高强度结构钢。 取代为Q355 二、低合金高强度结构钢 2、低合金高强度结构钢的技术要求及应用 特点 低合金高强度结构钢与碳素结构钢相比，具有较高的强度，综合性能好，所以在相同使用条件下，可比碳素结构钢节省用钢20%～30%，对减轻结构自重有利。同时还具有良好的塑性、韧性、可焊性、耐磨性、耐蚀性、耐低温性等性能。 适用范围 　　低合金高强度结构钢主要用于轧制各种型钢、钢板、钢管及钢筋，广泛用于钢结构和钢筋混凝土结构中，特别适用于各种重型结构、高层结构、大跨度结构及桥梁工程等。 三、钢结构用型钢 　　　在钢结构用钢中一般可直接选用各种规格与型号的型钢，构件之间可直接连接或附以连接钢板板进行连接。连接方式为铆接、螺栓连接或焊接。因此，钢结构所用钢材主要是型钢和钢板。型钢和钢板的成型有热轧和冷轧。 热轧型钢 冷弯薄壁型钢 钢板和压型钢板 三、钢结构用型钢 1、热轧型钢 制作 热轧型钢主要采用碳素结构钢Q235－A，低合金高强度结构钢Q345和Q390热轧成型。 常用热轧型钢 角钢、工字钢、槽钢、T型钢、H型钢、Z型钢等 角钢 H形钢 槽钢 T形钢 工字钢 三、钢结构用型钢 2、冷弯薄壁型钢 定义及类型 冷弯薄壁型钢是用2mm～6mm的薄钢板经冷弯或模压而制成，有角钢、槽钢等开口薄壁型钢及方形、矩形等空心薄壁型钢，用于轻型钢结构。 在国外冷弯型钢所用的钢板厚度有加大范围的趋势。如美国可用到1in（25.4mm）厚。 3、钢板和压型钢板 钢板是用碳素结构钢和低合金高强度结构钢经热轧或冷轧生产的扁平钢材。 以平板状态供货的称为钢板， 以卷状态供货的称为钢带。 厚度大于4mm以上为厚板， 厚度小于或等于4mm的为薄板。 热轧碳素结构钢厚板，是钢结构的主要用钢材。 薄板用于屋面、墙面或压型板原料等。 低合金高强度结构钢厚板，用于重型结构、大跨度桥梁和高压容器等。 3、钢板和压型钢板 压型钢板是用薄板经冷压或冷轧成波形、双曲线、V形等形状，压型钢板有涂层、镀锌、防腐等薄板。 具有单位质量轻、强度高、抗震性能好、施工快、外形美观等优点。 主要用于维护结构、楼板、屋面等。 8.3.2 钢筋混凝土用钢 主要品种有： 热轧钢筋； 冷拉钢筋； 冷轧带肋钢筋； 冷拔低碳钢丝； 热处理钢筋； 预应力钢丝与钢绞线等。 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 钢筋砼用热轧钢筋分为光圆钢筋和带肋钢筋两种。 3.牌号 热轧光圆钢筋 ：HPB235、HPB300 热轧带肋钢筋：HRB335、HRB400、HRB500 一、热轧钢筋 4、性能与用途： HPB235、HPB300钢筋的强度较低，弹塑性和可焊性好，用作现浇楼板的受力筋或箍筋和构造筋； HRB335、HRB400强度较高，塑性和可焊性也好，广泛用于钢筋混凝土结构的受力筋，尺寸较大构件的箍筋。 HRB500钢筋强度高，弹塑性和可焊性较差，可用作预应力钢筋。 一、热轧钢筋 4、性能与用途： 一级钢 HPB300 一、热轧钢筋 二级钢 三级钢 四级钢 二、预应力钢筋混凝土用热处理钢筋 由热轧带肋钢筋经淬火和高温回火调质处理得到，代号RB150。 牌号：有40Si2Mn、48Si2Mn和45SI2Cr三种。 不能冷拉和焊接。 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。 三、冷轧带肋钢筋 1.生产 冷轧带肋钢筋由以普通低碳钢或低合金钢热轧圆条为母材，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 按抗拉强度分为四个牌号 CRB550：宜用于普通钢筋混凝土结构 CRB650、CRB800、CRB970 ：宜用于预应力混凝土结构 3、特性： 具有较高的强度和较大的伸长率，且粘结锚固性好。 这些钢筋不宜在－30°C以下的环境使用。 四、预应力混凝土用钢丝 1、生产： 预应力混凝土钢丝是用优质碳素钢盘条，经酸洗、冷拉或冷拉再回火等工艺制成。 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、螺旋肋钢丝和刻痕钢丝三种 3、特性： 强度高、柔性好、无接头，质量稳定，不需焊接。 4、用途： 大跨度桥梁、屋架、吊车梁、电杆、轨枕等预应力钢筋。 五、预应力混凝土用钢绞线 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、分类 钢绞线按捻制结构分为三种结构类型：1×2、1×3和1×7，分别用2根、3根和7根钢丝捻制而成。 3.特点及应用 具有强度高、柔性好、质量稳定、成盘供应不需接头等优点。 主要用于大跨度、大荷载、曲线配筋的预应力屋架、薄腹梁等构件。 8.4 钢材的锈蚀、防锈与防火 一、钢材的锈蚀 钢材受到周围介质的化学或电化学作用而逐渐破坏的现象称为腐蚀。 1、化学腐蚀 由非电解质溶液或各种干燥气体（O2、CO2、SO3、Cl2、H2S）等所引起的纯化学腐蚀，多数是氧化作用，在钢材表面产生疏松的氧化物膜层。 2、电化学腐蚀 钢材与电解质溶液接触后，由于发生电化学作用而引起的腐蚀。 3、腐蚀的影响因素：钢材的成分、环境条件、周围介质的性质等。 钢材锈蚀的危害 减小钢材的受力面积，降低承载力； 产生体积膨胀，毁坏钢筋混凝土结构； 二、钢材的防锈 1、制成合金钢 加入合金元素铬、镍制成不锈钢、或加入铜制成合金钢，可显著提高抗锈蚀能力。 2、表面覆盖 在钢材表面电镀或喷镀一层覆盖物，如：镀锌、镀锡、镀铬、镀银等；或在钢材表面涂防锈涂料或油漆，使之与腐蚀性介质隔离，可起到防锈作用。 二、钢材的防锈 3、设置阳极或阴极 1）阳极保护：在钢结构附近埋设废钢铁作为阳极，保护钢结构作为阴极，通上直流电源，则钢结构阴极受保护； 2）阴极保护：在被保护钢结构上，连接一块比铁更活泼的金属，如锌、镁等，使活泼金属作为阳极被腐蚀，钢结构作为阴极受保护。 4、混凝土中钢筋的防锈，主要靠水泥石的高碱度介质，使钢筋表面形成钝化膜保护。 THE END OF THIS PART! THANKS! $$