7.3-常用建筑钢材及其选用（课件）- 《建筑材料》同步教学（哈尔滨工程大学出版社）

项目七 建筑钢材 目 录 CONTENT 行业PPT模板http:///hangye/ 1 2 3 4 钢的冶炼和分类 建筑钢材的主要技术性能 常用建筑钢材及其选用 建筑钢材的锈蚀与防护 5 钢筋性能检测 PART 03 常用建筑钢材及其选用 7.3.1 钢结构用钢 PROJECT Introduction 1.碳素结构钢 碳素结构钢指一般结构钢和工程用热轧板、管、带、型、棒材等。《碳素结构钢》(GB/T700—2006)规定了碳素结构钢的牌号表示方法、技术要求等。 7.3.1 钢结构用钢 (1)碳素结构钢的牌号表示方法。碳素结构钢的牌号由四部分组成,按顺序为:代表屈服强度的字母Q、屈服强度数值、质量等级符号(有A、B、C、D四级,逐级提高)和脱氧方法符号(F为沸腾钢,b为半镇静钢,Z为镇静钢,TZ为特殊镇静钢。用牌号表示时,Z、TZ可省略)。 例如,Q235-AF表示屈服强度为235MPa的A 级沸腾钢。Q235-B表示屈服强度为235MPa的B级镇静钢。 7.3.1 钢结构用钢 (2)碳素结构钢的技术要求。碳素结构钢的牌号和化学成分(熔炼分析)应符合表7-1的规定。 7.3.1 钢结构用钢 钢材的拉伸和冲击试验结果应符合表7-2的规定,弯曲试验结果应符合表7-3的规定。 7.3.1 钢结构用钢 7.3.1 钢结构用钢 (3)碳素结构钢的用途。碳素结构钢依牌号增大,含碳量增加,强度增大,但塑性和韧性降低。Q235号钢具有较高的强度,良好的塑性、韧性,可焊性及可加工性等综合性能好,且冶炼方便,成本较低,因此广泛用于一般钢结构。其中C、D 级可用于重要的焊接结构。Q195、Q215号钢强度较低,但塑性、韧性较好,易于冷加工,可用于制作铆钉、钢钉、螺栓和铁丝等。Q235、Q275号钢强度高,但塑性、韧性、可焊性较差,可用于钢筋混凝土配筋及钢结构中的构件及螺栓等。受动荷载作用的结构、焊接结构及低温下工作的结构,不能选用A、B质量等级的钢及沸腾钢。 7.3.1 钢结构用钢 2.低合金高强度结构钢 低合金高强度结构钢一般是在普通碳素钢的基础上,添加总量小于5%的一种或几种合金元素而制成的。合金元素有硅、锰、钒、钛、铌、铬、镍及稀土元素。加入合金元素后,可使其强度、耐腐蚀性、耐磨性、低温冲击韧性等性能得到显著的提高和改善。 《低合金高强度结构钢》(GB/T1591—2018)规定了低合金高强度结构钢的冶炼方法采用氧气转炉法或电炉法,多为热轧状态供应。 (1)低合金高强度结构钢的牌号表示方法。低合金高强度结构钢的牌号由代表屈服强度“屈”字的汉语拼音首字母Q、规定的最小上屈服强度数值、交货状态代号、质量等级符号(B、C、D、E、F)四个部分组成。 7.3.1 钢结构用钢 (2)低合金高强度结构钢的拉伸性能。正火、正火轧制钢材的拉伸性能应符合表7-4的规定。 7.3.1 钢结构用钢 (3)低合金高强度结构钢各类牌号的特性和应用。由于合金元素的加入,低合金高强度结构钢与碳素结构钢相比,具有较高的屈服强度、抗拉强度,较好的耐磨性、耐蚀性及耐低温性能等。另外,在相同的使用条件下,低合金高强度结构钢可比碳素结构钢节约钢材20%~30%,对减轻结构自重有利。 低合金高强度结构钢主要用于轧制各种型钢(角钢、槽钢、工字钢)、钢板、钢管及钢筋,广泛应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、大跨度结构、高层结构及桥梁工程等。若用于大跨度和大柱网的结构,其技术经济效果更为显著。 7.3.2 钢筋混凝土结构用钢 钢筋混凝土结构用钢主要是指由碳素结构钢和低合金高强度结构钢加工而成的各类线材,即钢筋。按照生产方法、用途等,工程中常用的钢筋主要有热轧钢筋、冷加工钢筋、预应力混凝土用钢丝和钢绞线等。一般情况下,钢筋多以直条或盘条(或盘圆)的形式进行供货。 7.3.2 钢筋混凝土结构用钢 1.热轧钢筋 热轧钢筋由碳素结构钢和低合金高强度结构钢轧制而成,是建筑工程中用量最大的钢材品种之一,主要用于钢筋混凝土结构和预应力钢筋混凝土结构的配筋。热轧钢筋根据表面形状分为光圆钢筋和带肋钢筋,其中光圆钢筋需符合《钢筋混凝土用钢第1部分:热轧光圆钢筋》(GB/T1499.1—2017)的规定,带肋钢筋需符合《钢筋混凝土用钢第2部分:热轧带肋钢筋》(GB/T1499.2—2018)的规定。热轧钢筋的力学性能和工艺性能应符合表7-5的规定。 7.3.2 钢筋混凝土结构用钢 7.3.2 钢筋混凝土结构用钢 (1)冷轧带肋钢筋。冷轧带肋钢筋指热轧圆盘条经冷轧后,在其表面带有沿长度方向均匀分布的横肋的钢筋。冷轧带肋钢筋的力学性能和工艺性能应符合表7-6的规定。 (3)冷拔低碳钢丝。冷拔低碳钢丝是指低碳钢热轧圆盘条经一次或多次冷拔制成的以盘卷供货的钢丝。 (2)冷轧扭钢筋。冷轧扭钢筋是由低碳钢热轧圆盘条经专用钢筋冷轧扭机调直、冷轧并冷扭一次成型,具有规定截面形状和节距的连续螺旋状钢筋。 7.3.2 钢筋混凝土结构用钢 7.3.2 钢筋混凝土结构用钢 冷拔低碳钢丝的标记内容包含冷拔低碳钢丝名称、公称直径、抗拉强度、代号及标准号。 示例1:公称直径为5.0mm、抗拉强度为650MPa的甲级冷拔低碳钢丝标记为 甲级冷拔低碳钢丝5.0—650—CDWJC/T540—2006 示例2:公称直径为4.0mm、抗拉强度为550MPa的乙级冷拔低碳钢丝标记为 乙级冷拔低碳钢丝4.0—550—CDWJC/T540—2006 7.3.2 钢筋混凝土结构用钢 冷拔低碳钢丝的力学性能应符合表7-7的规定。 7.3.2 钢筋混凝土结构用钢 3.预应力混凝土用钢丝和钢绞线 (1)预应力混凝土用钢丝。预应力混凝土用钢丝是以优质碳素结构钢盘条为原料,经冷加工及时效处理或热处理制成的用作预应力混凝土骨架的钢丝,其技术要求应符合《预应力混凝土用钢丝》(GB/T5223—2014)的规定。钢丝按加工状态分为冷拉钢丝和消除应力钢丝两类,其代号为WCD和WLR。钢丝按外形分为光圆、螺旋肋、刻痕三种,其代号为P、H、I。 7.3.2 钢筋混凝土结构用钢 按《预应力混凝土用钢丝》(GB/T5223—2014)交货的产品标记应包含下列内容:预应力钢丝、公称直径、抗拉强度等级、加工状态代号、外形代号、标准编号。预应力混凝土用钢丝的直径为3~12mm。 示例1:直径为4.00mm、抗拉强度为1670MPa的冷拉光圆钢丝,其标记为 预应力钢丝4.00-1670-WCD-P-GB/T5223—2014 示例2:直径为7.00mm、抗拉强度为1570MPa的低松弛的螺旋肋钢丝,其标记为 预应力钢丝7.00-1570-WLR-H-GB/T5223—2014 7.3.2 钢筋混凝土结构用钢 (2)预应力混凝土用钢绞线。根据《预应力混凝土用钢绞线》(GB/T5224—2023)的规定,预应力混凝土用钢绞线是采用2根、3根、7根或19根优质碳素结构钢钢丝经绞捻、热处理消除应力而制成的,主要用于预应力混凝土配筋。预应力混凝土用钢绞线的产品标记应包含下列内容:预应力钢绞线、结构代号、公称直径、强度级别、标准编号。例如,公称直径为15.20mm,抗拉强度为1860MPa的7根冷拉光圆钢丝捻制成的标准型钢绞线标记为:预应力钢绞线1×7-15.20-1860-GB/T5224—2023。 预应力钢绞线与钢筋混凝土中的其他配筋相比,具有强度高、柔性好、质量稳定、成盘供应无须接头等优点,适用于大型屋架、薄腹梁、大跨度桥梁等负荷大、跨度大的预应力结构。 7.3.3 钢结构所用钢材 钢结构所用钢材主要是由碳素结构钢或低合金高强度结构钢经热轧或冷轧成型的型钢和钢板,如热轧型钢、冷弯薄壁型钢、各类板材等。钢结构各构件之间的连接可采用焊接或螺栓连接等方式。 1.热轧型钢 热轧型钢根据型钢截面形式分为角钢、工字钢、槽钢,如图7-7所示。 7.3.3 钢结构所用钢材 (1)角钢。 角钢俗称角铁,是两边互相垂直成角形的长条钢材,有等边角钢和不等边角钢之分。 (2)工字钢。 工字钢是截面为工字形的长条钢材。 (3)槽钢。 槽钢是截面为凹槽形的长条钢材,属建造用和机械用碳素结构钢,是具有复杂断面的型钢钢材。 7.3.3 钢结构所用钢材 2.冷弯薄壁型钢 冷弯薄壁型钢是用厚度为2~6mm的热轧薄钢板经模压或冷弯而制成的。冷弯薄壁型钢品种繁多,按截面形状分为闭口的、开口的和半闭口的,如图7-8所示。冷弯薄壁型钢的主要产品有冷弯槽钢、角钢、Z型钢、冷弯波形钢板、方形管、矩形管、电焊异型钢管、卷帘门等。通常生产的冷弯薄壁 型钢,厚度在6mm以下,宽度在500mm以下。 7.3.3 钢结构所用钢材 3.各类板材 (1)普通钢板。普通钢板是用碳素结构钢或低合金高强度结构钢经热轧或冷轧生产的扁平钢材,其规格以“宽度×厚度×长度”表示(以mm为单位)。 (2)压型钢板。压型钢板是将薄板冷轧成U 形、W 形、波浪形、V形等形状而得到的。图7-9为压型钢板常用的截面形式。 (3)花纹钢板。花纹钢板是表面压有防滑凸纹的钢板,主要用于地板、厂房扶梯、工作架踏板、船舶甲板等。 7.3.3 钢结构所用钢材 7.3.4 钢材的选用 A B C D E F (1)荷载性质。 (5)结构使用的重要性。 (2)使用温度。 (4)钢材厚度。 (3)钢材的化学成分和机械性能。 7.3.4 钢材的选用 思政目标:增强学生的文化自信,树立坚定的中国特色社会主义理想信念;培养学生爱岗敬业、无私奉献、吃苦耐劳、砥砺前行的工匠精神;培养学生精益求精、严谨细致、开拓创新的职业态度。 请看以下资料:作为代表国家形象的标志性建筑,2008年奥运会主场馆———鸟巢的结构设计奇特新颖,外形结构主要由巨大的门式钢架组成,共有24根桁架柱,要用Q460低合金高强度结构钢建造。鸟巢是国内在建筑结构上首次使用Q460规格的钢材,这次使用的钢板厚度达到110mm,在中国材料史上绝无仅有。 为此,科研人员经历了漫长的科技攻关,经过无数次的研发与探索,经过多次反复试制,从无到有直至刷新国标。终于,自主创新、具有知识产权的国产Q460钢材撑起了鸟巢的钢骨脊梁。中国人用自己的智慧和双手创造出了真实的鸟巢,挑战了建筑美学视觉的极限,把一个钢铁结构的鸟巢从梦幻概念变成了现实形象。这是建筑业的一个壮举,也是为全世界实现了又一个“同一个梦想”。 同学们,把一个钢铁结构的鸟巢从梦幻概念变成现实形象,这与科研人员的什么精神有关? 要想实现中华民族伟大复兴的中国梦,我们应该怎么做? 思 政 课 堂 非常感谢您的观看 $$