土木工程材料-钢材
土木工程材料7 钢材
Fb——为最大应力，N。
值得注意：强屈比的概念
强屈比 b s
可靠性参数
值越大可靠性越高，安全性越高， 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。
钢材的物理力学性能
（3）伸长率：塑性指标 。
l1 l0 100 %
（1）碳素结构钢的牌号
表示按顺序：屈服点字母（Q）、屈服点数值（单位MPa）、 质量等级（有A、B、C、D 4级，逐级提高）和脱氧方法
（F：沸腾钢，b：半镇钢，Z：镇静钢，TZ：特殊镇钢。 牌号表示时Z、TZ可省略）。
例如：Q235—A·F 表示屈服点为235MPa，A级沸腾钢。 Q235—B 表示屈服点为235MPa，B级镇静钢。
平均含碳量低于1.5%的镇静钢。
建筑钢材的标准与选用
（2）低合金高强度钢的选用
低合金高强度结构钢具有轻质高强，耐蚀性、耐低温性好，抗冲击性强， 使用寿命长等良好的综合性能；具有良好的可焊性及冷加工性，易于加 工与施工，因此，低合金高强度结构钢可以用作高层及大跨度建筑（如 大跨度桥梁、大型厅馆、电视塔等）的主体结构材料。 与普通碳素钢相比可节约钢材，具有显著的经济效益。
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%，
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”
建筑钢材分类
3.按冶炼时脱氧程度分
危害极大
钢材的物理力学性能
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。
土木工程材料-钢材
二、工艺性能
2 焊接性能: 焊接：把两块金属局部加热，并使其接缝部分迅速呈熔融或半熔融 状态，而牢固的连接起来。 钢材的焊接性能是指在一定的焊接工艺条件下，在焊缝及其附近过 热区不产生裂纹及硬脆倾向，焊接后钢材的力学性能，特别是强度 不低于原有钢材的强度。
钢材的化学成分对钢材的可焊性有很大的影响。随钢材的含碳 量、合金元素及杂质元素含量的提高，钢材的可焊性降低。钢材的 含碳量超过0.25％时，可焊性明显降低；硫含量较多时，会使焊口 处产生热裂纹，严重降低焊接质量。钢材的焊接须执行有关规定。
αk值与试验温度有关。有些材料在常温时冲击韧性并不低，破坏 时呈现韧性破坏特征。但当试验温度低于某值时，αk突然大幅度
下降。
钢材的冷脆性：材料无明显塑性变形而发生脆性断裂，这种性质称
为钢材的冷脆性
脆性转变温度
一、力学性能
4、硬度：钢材表面局部体积内抵抗变形的能力 测定方法：以硬物压入钢材表面，根据压力大小和压痕面积或压入深度评定。 常用指标：布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HRA或HRC） 布氏法——压痕直径：用一定的压力把淬火的钢球压入钢材表面，将压力除以压
铁水+矿渣
生铁：含碳量2.11-6.67%，脆硬
钢与生铁的 主要区别： 含碳量不同
（2）炼钢：
铁水、铁块或废钢 冶炼 钢水+钢渣
钢: 含碳量0.06%--2.0%
炼钢的原理就是把熔融的生铁进行加工，使其中碳的含量 降到2.0%以下，其它杂质含量也控制在相应规定范围之内。
钢的冶炼方法主要有三种： 氧气转炉法；平炉法；电炉法。 氧气转炉钢——用纯氧吹入铁液中使碳和杂质氧化脱离
后加“E”
4、按照用途： （1）结构钢：主要用于工程构件和机械零件,一般为中、低碳钢 （2）工具钢：主要用于各种刀具，量具和磨具,一般为高碳钢 （3）特殊钢：用于特殊场合，如不锈钢，耐热钢，磁性钢，耐 酸钢等，一般为合金钢
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。
土木工程材料-建筑钢材
土木工程材料-建筑钢材土木工程材料建筑钢材在土木工程领域中，建筑钢材是一种至关重要的材料，其性能和应用对建筑结构的安全性、稳定性和耐久性起着决定性的作用。
建筑钢材具有许多优异的性能。
首先，它具备高强度。
与其他常见的建筑材料相比，钢材能够承受较大的荷载，这使得在相同的承载要求下，可以使用更少的材料，从而减轻结构的自重。
其次，钢材具有良好的塑性和韧性。
塑性使得钢材在受力超过屈服点后仍能产生较大的变形而不立即断裂，韧性则保证了在动荷载作用下结构的安全性。
再者，钢材的可焊性使其能够方便地连接成各种复杂的结构形式，增加了建筑设计的灵活性。
从化学成分上来看，建筑钢材主要包含铁和少量的碳，以及一些其他合金元素，如锰、硅、钒等。
碳含量的多少对钢材的性能影响显著。
低碳钢具有较好的塑性和韧性，但强度相对较低；中碳钢在强度和塑性之间取得了一定的平衡；高碳钢则强度较高，但塑性和韧性较差。
建筑钢材的种类繁多。
常见的有碳素结构钢、低合金高强度结构钢等。
碳素结构钢根据屈服强度的不同分为多个牌号，如 Q195、Q215、Q235 等。
Q235 钢由于其综合性能良好、价格适中，在建筑工程中应用广泛。
低合金高强度结构钢则通过添加少量的合金元素，显著提高了钢材的强度，并具有较好的塑性、韧性和焊接性能，常用于大跨度、高层建筑等对结构性能要求较高的场合。
在建筑工程中，建筑钢材的应用十分广泛。
钢结构建筑是其最直接的应用形式，如大型厂房、体育场馆、桥梁等。
在钢筋混凝土结构中，钢筋作为增强材料，与混凝土共同工作，承受拉力，提高了结构的承载能力和抗震性能。
此外，建筑钢材还用于制作各种构配件，如钢梁、钢柱、钢支撑等。
建筑钢材的质量直接关系到建筑结构的安全和使用寿命。
因此，在钢材的生产和使用过程中，需要进行严格的质量控制。
生产过程中，要控制化学成分、轧制工艺等，确保钢材的性能符合标准要求。
在使用前，要对钢材进行检验，包括外观检查、力学性能试验等。
建筑钢材在使用过程中也需要注意一些问题。
2020造价员考试《土建工程》土木工程钢筋材料
xx造价员考试《土建工程》土木工程钢筋材料《土建工程》是造价员考试的必考科目之一，下面是带来的xx 造价员考试《土建工程》土木工程钢筋材料复习知识点，欢迎学习!将生铁(含碳量高于2.06%)在炼钢炉中冶炼，将含碳量降低到指定范围，并控制其它杂质含量后得到钢。
(一)钢材分类1、按化学成分分类有：碳素钢、合金钢：碳素钢分为：低碳钢(C;0.60%)。
合金钢：含有某些用来改善钢材性能的合金元素，如Si、Mn、Ti、V等。
合金元素总含量小于5%为低合金钢;5%～10%为中合金钢;大于10%为高合金钢。
2、按用途分类：分为结构钢、工具钢和特殊钢(如不锈钢、耐热钢、耐酸钢等)。
3、按脱氧程度分类：脱氧充分者为镇静钢及特殊镇静钢(代号Z及TZ)，脱氧不充分者为沸腾钢(F)，介于二者之间为半镇静钢(b)。
建筑钢材多为普通碳素钢结构钢的低碳钢与低合金钢结构钢。
(二)钢材的力学性能与工艺性能1.抗拉性能。
抗拉性能是建筑钢材最重要的性能。
表征抗拉性能的技术指标有：屈服点、抗拉强度及伸长率。
(1)屈服点。
设计时，一般以屈服强度或压服点作为强度取值的依据。
(2)抗拉强度。
在设计中，一定范围内，屈强比小则表明钢材在超过屈服点工作时可靠性较高，较为安全。
太小了则反映钢材不能有效的被利用。
(3)伸长率。
表征了钢材的塑性变形能力。
越大越好。
2.冷弯性能。
冷弯性能指钢材在常温下承受弯曲变形的能力，它表征在恶劣变形条件下钢材的塑性，试件按规定条件弯曲，若弯曲处的外表面无裂断、裂缝或起层，即认为冷弯性能合格。
能揭示内应力，杂质等缺陷，可用于焊接质量的检验，能揭示焊件在受弯表面裂纹，杂质等缺陷。
3.冲击韧性。
冲击韧性指钢材抵抗冲击载荷的能力。
对直接承受动荷载而且可能在负温下工作的重要结构，必须进行冲击韧性检验。
4.硬度。
硬度指表面层局部体积抵抗压入产生塑性变形的能力。
表征值常用布氏硬度值HB表示。
5.耐疲劳性。
在反复荷载作用下，钢材在远低于抗拉强度时突然发生断裂，称为疲劳破坏。
土木工程材料--钢材习题
一、名词解释1、沸腾钢；2、镇静钢；3、时效处理；4、屈服点；5、抗拉强度；6、屈强比；7、伸长率；8、冲击韧性；9、冷弯性能；10、时效与时效敏感性；11、疲劳破坏；二、判断题1、钢材的抗拉强度是钢结构设计时强度取值的依据。
（）2、屈强比越小，表明钢材使用时的安全度越高。
（）3、对于同种钢材，其伸长率δ10 >δ5。
( )4、时效敏感性越大的钢材，经时效后，其冲击韧性降低越显著。
（）5、相对于拉伸试验，冷弯试验是对钢材的塑性与焊接质量的较为严格的检验。
（）6、钢材的疲劳极限与其抗拉强度有关，一般抗拉强度高，其疲劳极限也较高。
（）7、钢材冷加工强化后可以提高屈服强度和抗拉强度，而冷加工强化再经时效处理后只能提高屈服强度。
（）8、钢中含磷较多时呈热脆性，含硫较多时呈冷脆性。
（）9、钢中含碳量高，晶粒体随之增多，故强度、硬度随之相应提高。
（）10、钢的含碳量增大使可焊性降低，增加冷脆性和时效敏感性，降低耐大气腐蚀性。
（）11、碳素钢中含碳量越高，则强度越高，塑性越小。
（）12、冷加工强化使钢的弹性模量降低，再经时效处理则得以恢复。
（）三、填空题1、碳素钢按含碳量的多少分为_______、________和________。
建筑上多采用_________。
2、合金钢按按合金元素的含量多少分为_______、________和________。
建筑上多采用_________。
3、按冶炼时脱氧程度由低到高，钢可分为_______、_______、_______、和________四种。
4、低碳钢受拉直至破坏，经历了、、和_ 四个阶段。
5、钢材抗拉性能的三项主要指标是、、，结构设计中一般以作为强度取值的依据。
6、对承受振动冲击荷载的重要结构（如吊车梁、桥梁等），应选用冲击韧性较、时效敏感性较的钢材。
7、钢中有害元素主要有、、、、。
P常使钢材的性增大，而S的增加使钢材产生性。
8、碳素结构钢按划分牌号，、随牌号增大而提高，、、随牌号增大而降低。
土木工程材料-建筑钢材
土木工程材料-建筑钢材土木工程材料-建筑钢材1. 简介建筑钢材是土木工程中常用的一种材料，被广泛应用于房屋、桥梁、隧道等建筑结构中。
它具有高强度、耐腐蚀、易加工等特点，能够满足工程结构对强度和稳定性的要求。
本文将对建筑钢材的种类、分类、性能、应用等进行详细介绍。
2. 建筑钢材种类及分类建筑钢材按组成可分为碳素钢、合金钢、不锈钢等。
按形态可分为板材、型材、管材等。
具体包括角钢、槽钢、工字钢、钢板等。
2.1 碳素钢碳素钢是建筑钢材中使用最广泛的一种，其主要成分为铁和碳，其中碳含量小于2%。
碳素钢具有高强度、良好的可塑性和可焊性。
2.2 合金钢合金钢通过添加一定含量的合金元素，如钼、铬、镍等，来提高钢材的特殊性能。
合金钢常用于承受较大荷载和工作在较恶劣环境中的建筑结构。
2.3 不锈钢不锈钢具有优异的耐腐蚀性能，主要由铁、铬、镍等元素组成。
不锈钢建筑钢材常用于要求抗腐蚀的特殊环境中，如海洋工程等。
3. 建筑钢材性能与检验建筑钢材的性能主要包括力学性能、物理性能和化学性能。
力学性能指材料的强度、伸长率、冲击韧性等；物理性能包括密度、热膨胀系数等；化学性能指材料的化学成分和抗腐蚀性能等。
建筑钢材的检验包括化学成分分析、力学性能测试、非破坏性检测等。
4. 建筑钢材应用范围建筑钢材由于其高强度和稳定性，被广泛应用于建筑结构中。
具体应用包括：- 骨架结构：用于房屋、桥梁、高楼等的骨架结构，承受结构荷载。
- 桁架结构：用于悬索桥、钢制屋盖等的支撑结构，提供稳定支持。
- 防护结构：用于护坡、护岸等的防护结构，具有良好的抗冲击性和耐腐蚀性。
- 钢筋混凝土结构：用于加强混凝土构件的强度和稳定性，提高抗震性能。
附件：1. 建筑钢材标准及规范2. 建筑钢材性能报告样本3. 建筑钢材应用案例集法律名词及注释：1. 建筑法：指国家制定的有关建筑工程的法律法规，包括建设规划、建设许可、施工安全等方面的法律规定。
2. 建筑材料标准化法：指对建筑材料的生产、销售和使用进行监督管理的法律法规，保证建筑材料的质量和安全性。
土木工程材料3建筑钢材
时效：钢材随时间的延长而表现出强度提高，塑性和韧性下 降的现象。 时效敏感性：因时效而导致钢材性能改变的程度。时效敏感
性大的钢材，经过时效后，其冲击韧性和塑性降低显著。
对于承受动荷载的结构工程，如桥梁、吊车梁等，应选择时 效敏感性小的钢材。
2.2.3 耐疲劳性
受交变荷载反复作 用，钢材在应力低 于其屈服强度的情 况下突然发生脆性 断裂破坏的现象, 称为疲劳破坏，以 疲劳强度表示。 钢材疲劳曲线示意图
利用率小，安全性高。
硬钢的屈服点：产生残余变形达 到原始标距长度0.2%时所对应的 应力，用σ0.2 表示。 硬钢的屈服点σ0.2
塑性变形值（l１-l0）与原 标距长度l0的比率称为伸长
率δ
δ5与δ10 伸长率是塑性变形能力的 表征值，越大，塑性越好。 伸长率的测量
讨论：两种钢材的选用 (1) 若对于变形要求严格的构 件，Ⅰ、Ⅱ两种低碳钢选用谁 者更合适。
3
2.1 钢的生产与分类
铸锭：将冶炼好的钢液注入锭模，冷凝后形成柱状钢锭的
过程。 压力加工：降低偏析、缩孔、气泡、组织不致密对质量的 不利影响。 –热加工 –冷加工
2.1.2 钢的分类
按脱氧程度的分类
沸腾钢：质量较差，成本低，产量高。用于
一般土木工程中
镇静钢：质量较好，成本高。用于受冲击荷 载或重要结构中。 特殊镇静钢：质量最好，用于特别重要的结 构工程中
2.2.2 冲击韧性
低温冲击性能 冲击韧性随温度的降低而下降，其规律是开始下降平 缓，当达到某一温度范围时，突然下降很多呈脆性， 这种现象称为钢材的冷脆性，这时的温度称为脆性临
界温度。
脆性临界温度越低，钢材低温冲击性能越好。
温度钢材冲击韧性 的影响