建筑钢材课件ppt课件
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两面性：硅很低时，强度增加；硅很高时，其他性能降低。
氧：与碳、磷相似。
7
wk.baidu.com 第8章 建筑钢材
8.2 建筑材料的主要技术性能
力学性质：强度、弹性、塑性、耐磨性… 工艺性质（可加工性）：冷弯、可焊性
8
第8章 建筑钢材
8.2.1 力学性能
1.抗拉性能——是建筑钢材最重要的力学性能。
拉伸过程分四个阶段： OA：弹性阶段 AB：屈服阶段 BC：强化阶段 CD：颈缩阶段
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第8章 建筑钢材
拉伸性能指标：主要有屈服点、抗拉强度和伸长率等。
（1）屈服强度（屈服点）
上屈服强度：试样首次屈服前的最大应力； 下屈服强度：不计初始瞬时效应时的最小强度，即屈服点
s
FS A0
Fs ——屈服阶段最小应力(首次回针所对应的力),N； Ao ——钢材的截面积，mm2。
注意：有些钢材无明显屈服点（合金钢、高碳钢等硬钢）， 应采用产生残余变形为0.2%原标距长度时的应力 作为屈服点（称条件屈服点）,记为σ0.2或者σP0.2。
1
第8章 建筑钢材
建筑钢材是重要的建筑材料。它主要指用 于钢结构中各种型材(如角钢、槽钢、工字钢、 圆钢等)、钢板、钢管和用于钢筋混凝土结构 中的各种钢筋、钢丝等。由于钢材在工厂生产 中有较严格的工艺控制，因此质量通常能够得 到保证。
建筑钢材具有一系列优良的性能．它有
较高的强度，有良好的塑性和韧性，能承受冲
3
第8章 建筑钢材
8.1.1 分类
1.按化学成分分类
（1）碳素钢 （碳钢）
低碳钢：含碳量<0.25% 中碳钢：低碳钢：含碳量０.25% ～ 0.6% 高碳钢：含碳量>0.6%
（2）合成钢 ——专门加入合金元素
按合金元素含量分
低合金钢：合金元素总含量<5% 中合金钢：合金元素总含量5%～10% 高合金钢：合金元素总含量>10%
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第8章 建筑钢材
3.按冶炼时脱氧程度分
沸腾钢：脱氧不充分，代号“F” 镇静钢：脱氧充分，代号“2” 半 镇 静 钢 ： 脱 氧 程 度 介 于 “ F” 与 “ 2” 之 间 ， 代 号 “b” 特殊镇静钢：脱氧彻底，代号“TZ”
4．按用途分类
结构钢：建筑结构、机械制造（低、中碳钢） 工具钢：各种工具（高碳钢） 特殊钢：不锈钢（具有各种特殊的物理化学性质）
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第8章 建筑钢材
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”
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第8章 建筑钢材
（3）伸长率：塑性指标 。
l1 l0 100%
l0
lo——试件原始标距长度，mm ； l1——试件拉断后测定出伸长后标距部分的长度，mm。
意义： 值越大，塑性增强，可避免结构过早破坏；加工性
增强， 安全性增强。
值有两种：5——表示l0=5d0，d0——钢材直径；
10——l0=10d0。
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第8章 建筑钢材
（2）焊接性能
焊接方式：搭接、对接
焊接要求：① 焊接处（焊缝及其附近过热区）不产生
裂缝及硬脆倾向。
验，强度
② 焊接处与母材一致，即拉伸试
不低于原钢材强度。
影响因素：碳、合金元素等杂质元素越多，可焊性越小。
第8章 建筑钢材
主要内容：
钢材是重要的工程材料．本幸主要讲述建 筑工程中常用的两奥钢材，普通碳素结构钢和 低合金高强度岵构钢．概迷钢的冶炼、加工及 分类方法．重点掌握建筑钢材的力学性能、工 艺性能及现行国家标准或规范对钢材的性舱及 技术要求。阐迷钢的化学成分，所合合金元素 等对钢材的性能、质量的影响。介绍钢蛄构及 钢筋混凝土蛄构采用的主要钢材品种及特点， 如何正确地选材，合理地用材，以及钢材的好 蚀成固与防护方法．
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有害元素
第8章 建筑钢材
8.1.2 钢材中的常存杂质
硫：来自矿石燃料，生成FeS，钢材加工时易裂缝，热脆性。 磷：来自矿石燃料，生成Fe3P，脆性很大。 碳：炼钢氧化过程中存于缸中，害处大于一处，故归于有害元素。 锰：炼钢时脱氧、硫残留钢中，具有很强的脱氧、硫能力，大大改善
钢材加工性能。
硅：脱氧剂，较锰强。
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第8章 建筑钢材
（4）断面收缩率：塑性指标。
A0 A1
A0 AO——试样拉断后颈缩处的截面积，mm2； A1——表示钢材的原始截面积，mm2。 伸长率和断面收缩率均表示钢材断裂前经受塑性变形的能力。
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第8章 建筑钢材
2.冲击韧性 ——指钢材抵抗冲击荷载的能力。
试验方法：标准试件的弯曲冲击韧性试验。 指标：试件缺口处单位截面积上所消耗的功,计作ak,J/cm2。
（1）冷弯性能
冷弯性能试验：试件被弯曲的角度（90°、180°）。
判定标准：若试件弯曲处的 外表面无裂断、裂缝或起层， 认为冷弯性能合格。
冷弯试验意义：能反映试件弯曲处的塑性变形，能揭示钢材是否存在 内部组织不均匀、内应力和夹杂物等缺陷。
冷弯试验也能对钢材的焊接质量进行严格的检验，能揭示焊件受弯表 面是否存在未熔合，裂缝及夹杂物等缺陷。
击和振动荷载；可以焊接或铆接，易于加工和
装配，所以被广泛地应用于建筑工程中。但钢
材也存在易锈蚀及耐火性差的缺点
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第8章 建筑钢材
8.1 钢材的分类
钢材的化学成分
铁：主要元素
碳：0.02%～2.06%
其他元素
生产钢不可避免元素：Si、Mn、P、S、N… 专门加入的合金元素：Si、Mn、Ti、V、
Ni、Nb及稀土元素
ak值愈大，钢材的冲击韧性愈好。
冲击韧性试验原理图
3.耐疲劳性
疲劳破坏：交变荷载反复作用， 钢材在应力低于屈服强度时,突 然发出脆性断裂的现象。
危害极大
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第8章 建筑钢材
8.2.2 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。
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第8章 建筑钢材
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第8章 建筑钢材
（2）抗拉强度：钢材所能承受的最大强度。
b
Fb A0
Fb——为最大应力，N。
值得注意：强屈比的概念
强屈比 b 可靠性参数 值越大可靠性越高，安全性越高，
s
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。
氧：与碳、磷相似。
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wk.baidu.com 第8章 建筑钢材
8.2 建筑材料的主要技术性能
力学性质：强度、弹性、塑性、耐磨性… 工艺性质（可加工性）：冷弯、可焊性
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第8章 建筑钢材
8.2.1 力学性能
1.抗拉性能——是建筑钢材最重要的力学性能。
拉伸过程分四个阶段： OA：弹性阶段 AB：屈服阶段 BC：强化阶段 CD：颈缩阶段
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第8章 建筑钢材
拉伸性能指标：主要有屈服点、抗拉强度和伸长率等。
（1）屈服强度（屈服点）
上屈服强度：试样首次屈服前的最大应力； 下屈服强度：不计初始瞬时效应时的最小强度，即屈服点
s
FS A0
Fs ——屈服阶段最小应力(首次回针所对应的力),N； Ao ——钢材的截面积，mm2。
注意：有些钢材无明显屈服点（合金钢、高碳钢等硬钢）， 应采用产生残余变形为0.2%原标距长度时的应力 作为屈服点（称条件屈服点）,记为σ0.2或者σP0.2。
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第8章 建筑钢材
建筑钢材是重要的建筑材料。它主要指用 于钢结构中各种型材(如角钢、槽钢、工字钢、 圆钢等)、钢板、钢管和用于钢筋混凝土结构 中的各种钢筋、钢丝等。由于钢材在工厂生产 中有较严格的工艺控制，因此质量通常能够得 到保证。
建筑钢材具有一系列优良的性能．它有
较高的强度，有良好的塑性和韧性，能承受冲
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第8章 建筑钢材
8.1.1 分类
1.按化学成分分类
（1）碳素钢 （碳钢）
低碳钢：含碳量<0.25% 中碳钢：低碳钢：含碳量０.25% ～ 0.6% 高碳钢：含碳量>0.6%
（2）合成钢 ——专门加入合金元素
按合金元素含量分
低合金钢：合金元素总含量<5% 中合金钢：合金元素总含量5%～10% 高合金钢：合金元素总含量>10%
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第8章 建筑钢材
3.按冶炼时脱氧程度分
沸腾钢：脱氧不充分，代号“F” 镇静钢：脱氧充分，代号“2” 半 镇 静 钢 ： 脱 氧 程 度 介 于 “ F” 与 “ 2” 之 间 ， 代 号 “b” 特殊镇静钢：脱氧彻底，代号“TZ”
4．按用途分类
结构钢：建筑结构、机械制造（低、中碳钢） 工具钢：各种工具（高碳钢） 特殊钢：不锈钢（具有各种特殊的物理化学性质）
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第8章 建筑钢材
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”
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第8章 建筑钢材
（3）伸长率：塑性指标 。
l1 l0 100%
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lo——试件原始标距长度，mm ； l1——试件拉断后测定出伸长后标距部分的长度，mm。
意义： 值越大，塑性增强，可避免结构过早破坏；加工性
增强， 安全性增强。
值有两种：5——表示l0=5d0，d0——钢材直径；
10——l0=10d0。
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第8章 建筑钢材
（2）焊接性能
焊接方式：搭接、对接
焊接要求：① 焊接处（焊缝及其附近过热区）不产生
裂缝及硬脆倾向。
验，强度
② 焊接处与母材一致，即拉伸试
不低于原钢材强度。
影响因素：碳、合金元素等杂质元素越多，可焊性越小。
第8章 建筑钢材
主要内容：
钢材是重要的工程材料．本幸主要讲述建 筑工程中常用的两奥钢材，普通碳素结构钢和 低合金高强度岵构钢．概迷钢的冶炼、加工及 分类方法．重点掌握建筑钢材的力学性能、工 艺性能及现行国家标准或规范对钢材的性舱及 技术要求。阐迷钢的化学成分，所合合金元素 等对钢材的性能、质量的影响。介绍钢蛄构及 钢筋混凝土蛄构采用的主要钢材品种及特点， 如何正确地选材，合理地用材，以及钢材的好 蚀成固与防护方法．
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有害元素
第8章 建筑钢材
8.1.2 钢材中的常存杂质
硫：来自矿石燃料，生成FeS，钢材加工时易裂缝，热脆性。 磷：来自矿石燃料，生成Fe3P，脆性很大。 碳：炼钢氧化过程中存于缸中，害处大于一处，故归于有害元素。 锰：炼钢时脱氧、硫残留钢中，具有很强的脱氧、硫能力，大大改善
钢材加工性能。
硅：脱氧剂，较锰强。
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第8章 建筑钢材
（4）断面收缩率：塑性指标。
A0 A1
A0 AO——试样拉断后颈缩处的截面积，mm2； A1——表示钢材的原始截面积，mm2。 伸长率和断面收缩率均表示钢材断裂前经受塑性变形的能力。
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第8章 建筑钢材
2.冲击韧性 ——指钢材抵抗冲击荷载的能力。
试验方法：标准试件的弯曲冲击韧性试验。 指标：试件缺口处单位截面积上所消耗的功,计作ak,J/cm2。
（1）冷弯性能
冷弯性能试验：试件被弯曲的角度（90°、180°）。
判定标准：若试件弯曲处的 外表面无裂断、裂缝或起层， 认为冷弯性能合格。
冷弯试验意义：能反映试件弯曲处的塑性变形，能揭示钢材是否存在 内部组织不均匀、内应力和夹杂物等缺陷。
冷弯试验也能对钢材的焊接质量进行严格的检验，能揭示焊件受弯表 面是否存在未熔合，裂缝及夹杂物等缺陷。
击和振动荷载；可以焊接或铆接，易于加工和
装配，所以被广泛地应用于建筑工程中。但钢
材也存在易锈蚀及耐火性差的缺点
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第8章 建筑钢材
8.1 钢材的分类
钢材的化学成分
铁：主要元素
碳：0.02%～2.06%
其他元素
生产钢不可避免元素：Si、Mn、P、S、N… 专门加入的合金元素：Si、Mn、Ti、V、
Ni、Nb及稀土元素
ak值愈大，钢材的冲击韧性愈好。
冲击韧性试验原理图
3.耐疲劳性
疲劳破坏：交变荷载反复作用， 钢材在应力低于屈服强度时,突 然发出脆性断裂的现象。
危害极大
14
第8章 建筑钢材
8.2.2 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。
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第8章 建筑钢材
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第8章 建筑钢材
（2）抗拉强度：钢材所能承受的最大强度。
b
Fb A0
Fb——为最大应力，N。
值得注意：强屈比的概念
强屈比 b 可靠性参数 值越大可靠性越高，安全性越高，
s
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。