工程常用材料—建筑钢材
常用的钢材建筑中常用的钢材主要有钢筋混凝土用的钢筋钢丝钢绞
常用的钢材建筑中常用的钢材主要有钢筋混凝土用的钢筋、钢丝、钢绞线及各类型材。
钢筋和钢丝结构中用的钢筋，按加工方法不同常分为热轧钢筋和冷加工钢筋。
(1)热轧钢筋。
经热轧成型并自然冷却的成品钢筋称热轧钢筋。
热轧钢筋按外形分为光圆钢筋和带肋钢筋。
带肋钢筋按肋的截面形式不同有月牙肋钢筋和螺旋肋、人字肋等高肋钢筋。
按钢种不同热轧钢筋为碳素钢钢筋和普通低合金钢钢筋。
按钢筋强度等级分I、II、III、IV四个等级。
I级钢筋为碳素钢制的光圆钢筋，钢筋牌号为HPB235；II、III、IV级为低合金钢制的带肋钢筋，其牌号为HRB335、HRB400和HRB500。
I-III级热轧钢筋焊接性能尚好，且有良好塑性和韧性，适用于强度要求较低的非预应力混凝土结构。
预应力混凝土结构要求采用强度更高的钢作受力钢筋。
(2)冷拉钢筋。
热轧钢筋在常温下将一端固定，另一端予以拉长，使应力超过屈服点至产生塑性变形为止，此法称冷拉加工。
冷拉后的钢筋屈服点可提高20%-30%，如经时效处理(即冷拉后自然放量15—20d或加热至100一200℃，保温一段时间)其屈服点和抗拉强度均进一步提高，但塑性和韧性相应降低。
冷拉I级钢可用作非预应力受拉钢筋，冷拉II、III、IV级纲可用作预应力钢筋。
(3)冷拔低碳钢丝。
将直径6.5-8mm的Q235(或Q215)热轧圆盘条，通过拔丝机进行多次强力冷拔加工制成的钢丝。
根据《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB 50204—2002)，冷拔低碳钢丝分为甲、乙两个级别，甲级用于预应力钢丝，乙级用作非预应力钢丝，如焊接网、焊接骨架、构造钢筋等。
型钢由钢锭经热轧加工制成具有各种截面的钢材称为型钢(或型材)。
按截面形状不同，型钢分有圆钢、方钢、扁钢、六角钢、角钢、工宁钢、槽钢、钢管及钢板等。
型钢属钢结构用钢材，不同截面的型钢可按要求制成各种钢构件。
型钢按化学成分不同主要有两种：碳素结构钠和低合金结构钢。
（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。
建筑材料特性及应用实例
建筑材料特性及应用实例建筑材料是建筑工程中最主要的材料之一，其特性和应用范围非常广泛。
下面将以常见的建筑材料为例，介绍其特性和应用实例。
1. 水泥：水泥是建筑材料中的基础材料，主要用于混凝土和砂浆的制备。
其特性包括高强度、耐火性和耐久性，可以保证建筑物的结构稳定和长久使用。
应用实例包括大型公共建筑如桥梁、隧道以及住宅楼等。
2. 钢材：钢材是常用的结构材料，具有高强度、耐候性和可塑性的特点。
其应用范围广泛，包括钢结构框架、屋面覆盖、墙体支撑等。
例如，高层建筑、大跨度的体育场馆和桥梁等都是使用钢材建造的。
3. 玻璃：玻璃是一种透明、刚硬和易加工的材料，具有良好的光传输性能。
因此，玻璃常被用作建筑物外墙的幕墙和窗户。
此外，玻璃还能够进行特殊处理，如防火、隔热和隔音等，满足建筑的各种功能要求。
4. 砖块：砖块是建筑中最常见的材料之一，具有耐磨性、耐候性和隔热性能。
常用于墙体的建造，既可以用于室内分隔墙的建造，也可以用于外墙的建造。
砖块还可以根据不同的要求，进行装饰处理，如贴面砖、瓷砖等。
5. 木材：木材是一种天然的建筑材料，具有良好的隔热和吸声效果。
木材的应用范围非常广泛，包括木结构屋架、地板、门窗等。
由于木材资源丰富和环保，近年来木材建筑的应用越来越受到人们的关注。
6. 石材：石材是一种天然的建筑材料，具有耐久性和美观性。
石材主要用于建筑物的外部装饰，如立面饰面、门廊和台阶等。
不同种类的石材有不同的特点和应用范围，如大理石、花岗岩、石灰岩等。
7. 聚合物材料：聚合物材料包括塑料和橡胶等，其特点是重量轻、易成型和耐腐蚀性。
聚合物材料可用于建筑物的热绝缘材料、屋面防水材料以及室内装饰材料等。
此外，近年来减少环境污染的需要，聚合物材料广泛应用于建筑物的节能和环保方面。
总结起来，建筑材料的特性和应用十分丰富。
在设计和选择材料时，需要综合考虑建筑物的结构、功能、美观性等因素，以及材料本身的特点和性能。
由于每个建筑项目的需求不同，所使用的材料也会有所差异。
常见类型的金属建设材料有哪些
常见的金属建筑材料主要是建筑钢材和铝合金。
建筑钢材又可分为钢结构用钢、钢筋混凝土结构用钢和建筑材料装饰用钢材制品。
目前的金属材料广泛应用于建筑领域，那在我们的日常生活中建筑领域有哪些金属材料呢?常用的建筑钢材（一）钢结构用钢钢结构用钢主要有型钢、钢板和钢索等，其中型钢是钢结构中采用的主要钢材，型钢又分热轧型钢和冷弯薄壁型钢，常用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。
薄壁型钢是用薄钢板经模压或冷弯而制成，其截面形式多样，壁厚一般为1．5～5mm，能充分利用钢材的强度，节约钢材。
薄壁轻型钢结构中主要采用薄壁型钢、圆钢和小角钢钢板材包括钢板、花纹钢板、建筑用压型钢板和彩色涂层钢板等。
钢板规格表示方法为“宽度X厚度X 长度”（单位为mm）。
钢板分厚板（厚度大于4mm）和薄板（厚度不大于4mm）两种。
厚板主要用于结构，薄板主要用于屋面板、楼板和墙板等。
在钢结构中，单块钢板一般较少使用，而是用几块板组合成工字形、箱形等结构形式来承受荷载。
（二）钢筋混凝土结构用钢钢筋混凝土结构用钢主要品种有热轧钢筋、预应力混凝土用热处理钢筋、预应力混凝土用钢丝和钢较线等。
热轧钢筋是建筑工程中用量最大的钢材品种之一，主要用于钢筋混土结构和预应力钢筋混土结构的配筋。
（三）建筑装饰用钢材制品现代建筑装饰工程中，钢材制品得到广泛应用。
常用的主要有不锈钢钢板和钢管、彩色不锈钢板、彩色涂层钢板和彩色涂层压型钢板，以及镀锌钢卷帘门板及轻钢龙骨等1．不锈钢及其制品不锈钢是指含铬量在12％以上的铁基合金钢。
铬的含量越高，钢的抗腐蚀性越好。
建筑装饰工程中使用的是要求具有较好的耐大气和水蒸气侵蚀性的普通不锈钢。
用于建筑装饰的不锈钢材主要有薄板（厚度小于2mm）和用薄板加工制成的管材、型材等。
2．轻钢龙骨轻钢龙骨是以镀锌钢带或薄钢板由特制轧机经多道工艺轧制面成，断面有U形、C形、T 形和L形。
主要用于装配各种类型的石膏板、钙塑板、吸声板等，用作室内隔墙和吊顶的龙骨支架。
建筑钢材基础知识
程称为时效处理。常温放置称为自然时效，加热处理称为 人工时效。
冷拉并时效处理后的钢筋，其屈服点提高20％～25％，
抗拉强度也有提高，塑性和韧性降低较大，弹性模量基本 恢复。
补充知识
在建筑工地，经常对比使用要求的强度偏低和 塑性偏大的钢筋或低碳盘条钢筋进行冷拉或冷 拔并时效处理，以提高屈服强度和利用率，节 省钢材。同时还兼有调直、除锈的作用。这种 加工所用机械比较简单，容易操作，效果明显， 所以建筑工程中常采取此法。
（5）、按主要质量等级分类 （1）普通质量钢；（2）优质钢；（3）高级优质钢； （6）、 钢材按用途分为三大类：
（1）结构钢：建筑结构工程中最常用的钢种是碳素结构 钢和低合金高强度结构钢； （2）工具钢：用于各种切削工具的钢； （3）特种钢：具有特殊性能的钢，如耐酸钢、耐热钢、 不锈钢等；
（7）、 建筑钢材按用途分类
建筑钢材用各种管材示意图2
钢结构用各种钢材示意图3
钢筋
钢板
型钢
钢丝
1、
按冶炼方式分类
分类三大类:（1）转炉钢（2）平炉钢（3）电炉钢； （1）转炉钢： 以熔融的铁水为原料、由转炉的底部或侧面向转炉中吹入 高压热空气（或氧气）进行冶炼而得到的钢，叫做转炉钢； 转炉钢的缺点： 吹炼时易混入空气中的氮、氢等杂质，故建筑中常用的是 氧气转炉钢； 熔炼时间短，杂质含量不易控制，因此质量差；
二 建筑材的标准与选用
建筑钢材一般分两种：
1 钢结构用钢材:
碳素结构钢 低 合 金 结 构 钢
其中低合金结构钢：包括角钢、工字钢、 槽钢和钢管、钢板等；
2 钢筋混凝土结构用钢： 主要有钢筋、钢丝和钢绞线等
二、钢结构用钢材 1 碳素结构钢 牌号的表示方法： （如Q235—A.F ） （1）按屈服点值分为五种：195、215、235、355、 275MPa； （2）按磷、硫杂质的含量由多到少分为A、B、C、D四 个质量等级； （3）按脱氧方式分为F、b、Z、TZ四种。
建筑钢材的品种与选用
(一)热轧钢筋
选用
• 按用途分普通钢筋、预应力钢筋。普通混凝土结构的抗裂性 很差，对受力钢筋的强度要求较低，可采用I级、II级、III级 热轧钢筋作为非预应力钢筋。对于预应力混凝土结构，为了 对钢筋和混凝土预加更大的应力，就要求采用强度更高的钢 筋作为受力钢筋。
• 光圆钢筋HPB235的强度较低，但塑性及焊接性好，便于冷 加工，广泛用做普通钢筋混凝土；HRB335，HRB400带肋 钢筋的强度较高，塑性及焊接性也较好，广泛用做大、中型 钢筋混凝土结构的受力钢筋； HRB400又称新Ⅲ级钢，是我 国规范提倡的钢筋混凝土结构用的主力钢筋。 HRB500带肋 钢筋强度高，但塑性与焊接性较差，适宜作预应力钢筋。
• Q255、Q275的钢材强度虽较高，但塑性及韧性差，可焊性也差， 不易冷弯加工，建筑上可用于钢筋混凝土配筋和钢结构中的构件 及螺栓，但较多用于机构零件及工具。
§6.5.2 常用的建筑钢材
一、钢筋
• 钢筋主要用于混凝土结构，有钢筋混凝土结构用普通钢筋和预应 力混凝土用预应力钢筋。通常将公称直径为8～40mm的称为钢筋， 公称直径不超过8mm的称为钢丝。主要有以下几种： • 主要有以下几种：热轧钢筋、冷轧带肋钢筋、冷轧扭钢筋、预应 力混凝土用热处理钢筋、预应力混凝土用钢丝和钢绞线
(一)热轧钢筋
•分为光圆钢筋和带肋钢筋。
•《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》（GB13013）和《钢筋混凝 土用热轧带肋钢筋》（GB1499）规定，热轧钢筋分为 HPB235、HRB335、HRB400、HRB500四个牌号。 •牌号中HPB代表热轧光圆钢筋，由碳素结构钢轧制而成，表 面光圆； •牌号中HRB代表热轧带肋钢筋，由低合金钢轧制而成，外表 带肋。 •牌号中的数字表示热轧钢筋的屈服强度。
建筑材料-钢材-钢材基本性能
3）疲劳破坏是在低应力状态下突然发
生的，所以危害极大，往往造成灾难性 的事故。
钢材疲劳曲线示意图
4）疲劳影响因素
疲劳受内部组织和表面质量双重那个影 响。
2.2.1.4 钢材的硬度
1）定义：
硬度是指钢材抵抗硬物体压入钢材的表面的能 力。是材料弹性、塑性、变形强化率、强度和 韧性等参数的综合指标。
布氏法
2.2.1.2 冲击韧性
4）影响冲击韧性的因素
硫、磷含量高，存在化学偏析，
含非金属夹杂物，焊接形成裂纹， 温度降低等，均会降低冲击韧性。
内部组织缺陷、冶金和轧制焊接
质量等关系大。
失效敏感性越大钢材，时效后冲
击韧性和强度降低迅速。
对于承受冲击荷载和振动荷载部
位的钢材，必须考虑冲击韧性。
冲击荷载 钢板 脆断 塑性变形
土木工程材料 第二章 建筑钢材
学习目标
通过本章的学习： （ 1）掌握钢材力学 性能的几个指标参 数：抗拉、冷弯、 冲击韧性、耐疲劳 和硬度等；
本章内容
2.1 建筑钢材基本知识 2.1.1 建筑钢材概述
2.1.2 钢的冶炼加工及其对钢
材质量的影响 2.1.3 钢的分类 2.1.4 钢材的加工 2.2 建筑钢材的主要技术性能 2.2.1 力学性能 2.2.2 工艺性能
长度与原来长度的百分比，伸长率 按试棒长度的不同分为：试棒的标 距等于5倍直径，短试棒求得的伸长 率，代号为 δ5 ；试棒的标距等于 10 倍直径，长试棒求得的伸长率，代 号为δ10。伸长率是钢材发生断裂时 所能承受的永久变形的能力。
l1 l0 1000 0 l0
δ——试件的伸长率，%； l0——拉伸前的标距长度； l1——拉断后的标距长度； l0——拉伸前的标距长度； l1——拉断后的标距长度。
建筑钢材的主要技术性能
建筑钢材概述金属材料一般包括黑色金属和有色金属两大类。
在建筑工程中应用最多的钢材属于黑色金属。
建筑钢材包括钢结构用型钢（如钢板、型钢、钢管等）各钢筋混凝土用钢筋（如钢筋、钢丝等）。
钢材是在严格的技术控制条件下生产的，与非金属材料相比，具有品质均匀稳定、强度高、塑性韧性好、可焊接和铆接等优异性能。
钢材主要的缺点是易锈蚀、维护费用大、耐火性差、生产能耗大。
一、钢材的冶炼钢是由生铁冶炼而成。
生铁的冶炼过程是；将铁矿石、熔剂（石灰石）、燃料（焦炭）置于高炉中，约在1750℃高温下，石灰石志铁矿石中的硅、锰、硫、磷等经过化学反应，生成铁渣，浮于铁水表面。
铁渣和铁水分别从出渣口和出铁口排出，铁渣排出时用水急冷得水淬矿渣；排出生铁中含有碳、硫、磷、锰等杂质。
生铁又分为炼钢生铁（白口铁）和铸造生铁（灰口铁）。
生铁硬而脆、无塑性和韧性，不能焊接、锻造、轧制。
炼钢就是将生铁进行精练。
炼钢过程中，在提供足够氧气的条件下，通过炉内的高温氧化作用，部分碳被氧化成一氧化碳气体而逸出，其他杂质则形成氧化物进入炉渣中被除去，从而使碳的含量降低到一定的限度，同时把其他杂质的含量也降低到允许范围内。
所以，在理论上凡是含碳量在2%以下，含有害杂质较少的Fe-C合金都可称为钢。
根据炼钢设备的不同，常用的炼钢方法有空气转炉法、氧气转炉法、平炉法、电炉法。
二、钢材的分类钢材的品种繁多，分类方法很多，通常有按化学成分、质量、用途等几种分类方法。
钢的分类见表一，目前，在建筑工程中常用的钢种是普通碳素钢和普通低合金结构钢。
建筑钢材的主要技术性能钢材的技术性质主要包括力学性能（抗拉性能、冲击韧性、耐疲劳和硬度等）和工艺性能（冷弯和焊接）两个方面。
一、力学性能1.拉伸性能拉伸是建筑钢材的主要受力形式，所以拉伸性能是表示钢材性能和选用的钢材的重要指标。
将低碳钢（软钢）制成一定规格的试件，放在材料试验机上进行拉伸试验，可以绘出如图一所示的应力—应变关系曲线。
常用建筑原材料种类及应用
常用建筑原材料种类及应用常用建筑原材料种类及应用建筑原材料是指用于建筑施工的各种材料，包括水泥、混凝土、砖石、钢筋、玻璃、木材、涂料等。
以下是常用建筑原材料的种类及其应用：1. 水泥：水泥是建筑工程中常见的材料之一，常用于制作混凝土、砌块、抹灰等。
其主要成分是硅酸盐和铝酸盐，具有良好的抗压强度和耐久性，适用于各种建筑结构。
2. 混凝土：混凝土是由水泥、砂子、骨料和水按一定比例配制而成，具有较高的强度和耐久性，广泛应用于建筑工程中的地基、框架和墙体结构。
3. 砖石：砖石是建筑中常见的建筑材料，有多种类型，如红砖、空心砖、固体砖等。
砖石具有良好的抗压和保温性能，适用于墙体和隔墙的建造。
4. 钢筋：钢筋是一种钢材，用于加强混凝土结构的强度和韧性。
在建筑工程中使用钢筋可以增加结构的抗震和抗拉能力。
5. 玻璃：玻璃是一种透明的无机材料，广泛应用于建筑工程中的窗户、幕墙、隔断等。
玻璃具有隔热、隔音、透光等特性，能够提供良好的视觉效果和室内采光。
6. 木材：木材是一种天然的建筑材料，常用于建造屋檐、楼梯、地板等。
木材具有良好的抗压、抗拉强度，同时也能提供良好的保温和隔音效果。
7. 墙面涂料：墙面涂料是一种用于涂刷建筑墙面的材料，常用于室内和室外的装饰。
墙面涂料有多种类型，如乳胶漆、油漆、壁纸等，能够改善室内空气质量，增加墙面的美观度。
8. 地板材料：地板材料是一种用于铺设地面的材料，常用于房间的地板装饰。
常用的地板材料有木地板、石材地板、地毯等，能够提供舒适的踏感和丰富的装饰效果。
9. 屋面材料：屋面材料是一种用于建筑物顶部覆盖的材料，常用于屋顶的保温和防水。
常见的屋面材料有瓦片、金属瓦、石英瓦等，具有良好的防水和耐久性。
10. 绝缘材料：绝缘材料是一种用于保温和隔热的材料，常用于建筑外墙和屋顶的绝缘。
常见的绝缘材料有岩棉、玻纤绝缘棉、聚苯乙烯等，能够有效提高建筑物的能源利用效率。
以上是常用建筑原材料的种类及其应用。
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工程常用材料—建筑钢材
钢材是以铁为主要元素，碳的质量分数在2%以下，并含有其它元素的铁碳合金材料。
钢材具有如下优点：强度高，具有一定的塑性和韧性，能承受很大的冲击和振
1
2
3
Q195
于一般钢结构中。
Q255——强度高，但塑性、韧性、可焊性差，可用于钢筋混凝土配筋及钢结构中的构件等。
Q：屈服点，其后数字表示屈服点数值。
屈服点即屈服强度，是钢筋强度设计时的主要依据，这是因为构件中的钢筋应力达到屈服点后，钢筋将产生很大的塑性变
形，即使卸去荷载也不能恢复，这就会使构件产生很大的裂缝和变形，以致不能使用。
（三）低合金高强度结构钢
与碳素结构钢相比，低合金高强度结构钢，既有较高的强度，同时又有良好的塑性、低温冲击韧性、耐腐蚀性、可焊性和冷加工性能等特点，广泛应用于钢结构和钢筋
1
2
3
4
40mm。
1、按所用的钢种
a）碳素结构钢筋
b）低合金结构钢筋
2、按生产工艺
a）热轧钢筋
b）冷加工钢筋
c）余热处理钢筋
d）热处理钢筋
e）钢丝与钢绞线
（二）热轧钢筋
1
8、10、12、
2
钢筋。
重量（kg/m）
规格
截面面积
重量（kg/m）
Ф3.5
0.075 Ф16 201.1 1.578
23.76 0.187 Ф19 283.5 2.23
24.63 0.193 Ф20 314.2
Ф6.5 33.18 0.261 Ф24 452.4
Ф7 38.48 0.302 Ф25
4.834 Ф9 63.63 0.499 Ф30
5.549 Ф10 78.54 0.617
Ф13 132.7 1.04
7.99
Ф14
153.9
热轧钢筋的级别符号
牌号
Ⅰ
A
HPB235
Ⅱ
B
HRB335
Ⅲ
1
2
3、冷轧带肋钢筋
冷轧带肋钢筋是指将热轧圆盘条经冷轧或冷拔减径后，表面的三面有肋的钢筋。
冷轧带肋钢筋常用于预应力混凝土结构构件和普通钢筋混凝土结构构件。
（四）钢绞线
钢绞线是由2、3、7根高强钢丝扭结而成的一种高强预应力钢材。
工程中用得最多的是由6根钢丝围绕1根芯丝顺1个方向，扭结而成的7股钢绞线。
也是国际上应用最广的一种。
第三节型钢
（一）热轧扁钢
热轧扁钢是截面为矩形并稍带钝边的长条钢材。
1
2
（三）热轧等边角钢
热轧等边角钢俗称角铁，是两边互相垂直成直角形的长条钢材。
其规格以边宽（mm）×边宽（mm）×边厚（mm）表示。
热轧等边角钢可组成各种受力构件。
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