6建筑钢材.

单元6建筑钢材一、概述建筑钢材的优点：均匀密实，强度和硬度很高，塑性和韧性很好，可铸造，可加工，可焊接、铆接和切割，便于拼装。建筑钢材的缺点：易锈蚀，耐火性差，维护费用高。在工程中的应用：钢筋混凝土用的各种钢筋和钢丝，钢结构用的各种型钢、钢板等。用于建造大跨度、大空间、超高层建筑。二、钢材的分类按产品类型分类：型材、板材、线材、管材。建筑钢材图片三、钢材的性能建筑钢材的主要技术性能包括力学性能（拉伸性能、冲击韧性、疲劳强度、硬度）和工艺性能（冷弯性能、可焊性）。1.钢材的力学性能（1）拉伸性能：测定建筑钢材的屈服强度、抗拉强度、断后伸长率三大指标。三、钢材的性能钢筋标距仪游标卡尺万能试验机游标卡尺的读数（0.02游标卡尺）钢筋拉伸性能试验演示钢筋拉伸性能试验演示钢筋拉伸性能试验演示钢筋拉伸性能试验演示钢筋拉伸性能试验演示钢筋拉伸性能试验演示钢筋拉伸试性能验演示钢筋拉伸性能试验演示钢筋拉伸性能试验演示钢筋拉伸性能试验演示钢筋拉伸性能试验演示钢筋拉伸性能试验演示钢筋拉伸性能试验演示钢筋拉伸性能试验演示钢筋拉伸性能试验演示钢筋拉伸性能试验演示钢筋拉伸性能试验演示试验前的试件d0L0断裂后的试件d0L1σε0钢材拉伸过程的σ-ε图OB—弹性阶段BC—屈服阶段CD—强化阶段DE—颈缩阶段A0BCB0DCEDFEC上上屈服点C下下屈服点以下屈服点作为钢材的屈服点（MPa）σε0钢材拉伸弹性阶段示意图AB0过程特点弹性阶段σp—比例极限。σpσBσB—弹性极限。单位：MPa注：由于A、B两点相距较近，一般认为σp=σB。σε0钢材拉伸屈服阶段示意图AB0C下C上CBC下C上C屈服阶段放大后σε0钢材拉伸强化阶段示意图AB0C下C上CDDDDD强化阶段σbσb—抗拉强度或强度极限。DC单位：MPaσε0E钢材拉伸颈缩阶段示意图AB0C下C上CDDE—颈缩阶段返回3b1.碳素结构钢（1）牌号表示法由代表屈服点的字母、屈服强度值、质量等级符号、脱氧方法符号等四个部分按顺序组成。如：Q235－AF表示为屈服强度不小于235MPa的A级沸腾钢。（2）牌号：Q195、Q215、Q235、Q275。（3）技术要求化学成分、力学性能、冷弯性能应符合GB700规定。三、建筑工程中主要钢种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，常用作钢钉、铆钉、螺栓及铁丝等。Q235，含碳适中，综合性能好，强度、塑性和焊接等性能得到很好配合，用途最广泛。常轧制成盘条或钢筋，以及圆钢、方钢、扁钢、角钢、工字钢、槽钢等型钢，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。主要用作加工机械零件和工具。低合金结构钢（硅、锰、钛、钒、铬、镍、铜等）1.牌号表示方法由代表屈服强度的拼音字母（Q）、屈服强度值、质量等级符号（A、B、C、D、E）三部分按顺序组成。如Q345A表示屈服强度不小于345MPa的A级钢。2.牌号Q345、Q390、Q420、Q460、Q500、Q550、Q620、Q690。3.技术要求其化学成分、力学性能、冷弯性能应符合GB/T1591的规定。4.应用力学性能大大优于普通碳素钢，具有良好的塑性、韧性与适当的可焊性，可减轻结构自重，加大结构跨度，节约钢材，经久耐用，特别适合于高层建筑或大跨度结构。钢筋混凝土用钢（一）、热轧钢筋1.分类根据表面特征不同，分为光圆钢筋和带肋钢筋。2.牌号热轧光圆钢筋：HPB300热轧带肋钢筋：HRB335、HRB400、HRB500H、P、R、B分别为热轧（Hotrolled）、光圆（Plain）、带肋（Ribbed）、钢筋（Bars）英文首位字母。（二）、冷轧带肋钢筋1.牌号CRB550、CRB650、CRB800、CRB970。2.应用CRB550用作普通混凝土结构，其他牌号用于预应力混凝土结构。建筑钢材锈蚀的防止措施钢结构防止锈蚀的方法通常是采用表面刷漆。混凝土配筋的防锈措施：保证混凝土的密实度、保证足够的保护层厚度、限制氯盐外加剂的掺加量和保证混凝土一定的碱度等。还可掺用阻锈剂。建筑常用钢种的表示方法1、碳素结构钢牌号：由代表屈服点的字母（Q）、屈服点数值（195MPa、215MPa、235MPa、255MPa、275MPa）、质量等级符号（A、B、C、D）、脱氧程度符号（F、B、Z、TZ）4部分按顺序组成。例：Q235-A·F表示屈服点为235MPa的A级沸腾钢。2、优质碳素结构钢牌号：Q295、Q345、Q390、Q420、Q460共5个牌号。3、热轧钢筋：1）热轧光圆钢筋牌号：由HPB+屈服强度特征值构成。有HPB235、HPB300两个牌号。HPB为英文（HotrolledPlainBars）的缩写。2）热轧带肋钢筋牌号：HRB335、HRB400、HRB500三个牌号。HRB为英文（HotrolledRibbedBars）的缩写。4、冷轧带肋钢筋牌号：CRB550、CRB650、CRB800、CRB970CRB1170五个牌号。CRB为英文（CcolrolledRibbedBars）的缩写。钢筋力学性能、工艺性能试验的取样和数量（一）数量规定：1、按批进行检查和验收。每批由同一厂家、同一炉罐号、同一牌号、同一规格、同一交货批、同一进场时间的钢筋组成。2、热轧光圆钢筋、热轧带肋钢筋、冷轧带肋钢筋每60t为一验收批，不足60t仍按一批计。每批取试样一组。3、冷轧扭钢筋验收批由同一牌号、同一规格尺寸、同一台轧机、同一台班的钢筋组成，每批不大于20t，不足20t按一批计。钢筋种类每批试件数量拉伸试验弯曲试验热轧带肋钢筋2个2个热轧光圆钢筋2个2个冷轧扭钢筋2个1个每组力学性能、工艺性能试件数量拉伸、冷弯试件长度拉伸试件长度一般≥500mm(500～650mm)冷弯试件长度一般≥250mm(250～350mm)钢筋弯曲试验原理：弯曲试验是以圆形、方形、矩形或多边形横截面试样在弯曲装置上经受弯曲塑性变形，不改变加力方向，直至达到规定的弯曲角度。钢筋弯曲试验条件弯心直径（D）：钢筋的规格不同,钢筋的弯心直径不同。弯心角：热轧钢筋弯心角为180°。支辊间距离：l=（D+3a）±0.5a弯曲试验方法1.试验前观察温室度计，在仪器使用记录上做好温湿度记录。2.接通电源。（式样放好后）试验开始前，将电源开关扳到“ON”位置，使设备带电然后按下油泵“启动”按钮。3.按下控制面板冷弯控制按键，按冷弯“按钮”，活塞前进，按“后退”活塞后退，按“停止”活塞停止运动。4.活塞带动弯心向前移动，逐渐顶住试样，式样变形，慢慢地形成“U”形,最后将试样顶入两支座之间，然后按后退按钮，使活塞后退，等弯心退出后，根据试样弯曲情况，按“成形”控制部分“加载”按钮，可使试样·横向再度弯曲，使试样的“U”形弯曲接近或小于180°，从而避免试样回弹对试验结果的影响。该按钮为点动按钮，按住不放将持续向前，松开即停止。5.按下活塞“后退”按钮，活塞带动弯心向后移动，直到弯心移动到两支滚前方，然后轻按活塞“前进”按钮，活塞停止移动。(注意：当活塞前进时，轻按“后推”按钮，活塞将停止移动，反之，当活塞后退时，轻按活塞“前进”按钮活塞也将停止移动。)6.记录设备仪器使用记录钢筋弯曲试验评定试件经冷弯试验后，受弯曲部位外侧表面，如无裂纹、断裂或起层，判为合格。作冷弯的两根试件中，如有一根试件不合格，可取双倍数量试件重新作冷弯试验，第二次冷弯试验中，如仍有一根不合格判为该批钢筋为不合格品。注：弯曲表面金属体上出现的开裂，长度大于2mm,而小于等于5mm,宽度大于0.2mm,而小于0.5mm时称为裂纹。钢筋焊接接头性能检测试样的选取1.闪光对焊接头：闪光对焊接头的力学性能检验应按下列规定进行抽取：在同一台班内，由同一焊工完成的300个同牌号、同直径钢筋焊接接头应作为一批，当同一台班内焊接的接头数量较少，可在一周之内累计计算，累计仍不足300个接头时，应按一批计算。力学性能检验时，应从每批接头中随机切取6个接头，其中3个做拉伸试验，3个做弯曲试验。2.电弧焊接头：电弧焊接头的力学性能检验应按下列规定进行抽取：1.在先浇混凝土结构中，应以300个同牌号钢筋、同型式接头作为一批；在房屋结构中，应在不超过二楼层中300个同牌号钢筋、同型式接头作为一批。每批随即切取3个接头，做拉伸试验。3.电渣压力焊：电渣压力焊接头的力学性能检验，应分批进行，并应按下列规定作为一个检验批：在现浇钢筋混凝土结构中，应以300个同牌号钢筋接头作为一批；在房屋结构中，应在不超过二楼层中300个铜牌号钢筋接头作为一批；当不足300个接头时，仍应作为一批。每批随即切取3个接头做拉伸试验。4.气压焊：气压焊接头的力学性能检验应按下列规定进行抽取：在现浇混凝土结构中，应以300个同牌号钢筋、同型式接头作为一批；在房屋结构中，应在不超过二楼层中300个同牌号钢筋、同型式接头作为一批。当不足300个接头时，仍应作为一批，在柱、墙的竖向钢筋连接中，应从每批接头中随即切取3个接头做拉伸试验，在梁、板的水平钢筋连接中，应另切取3个接头做弯曲试验。5.钢筋机械连接：样品的选取：同一施工条件下采用同一批材料的同牌号、同型式、同规格接头，以500个为一个验收批进行检验与验收，不足500个也作为一个验收批，应从每批接头中随即切取3个接头做拉伸试验。拉伸试验1.根据钢筋的级别和直径，应选用适配的拉力试验机或万能试验机。2.夹紧装置应根据试样规格选用，在拉伸过程中不得与钢筋产生相对滑移。3.用静拉伸力对试样轴向拉伸时应连续而平稳，加载速率宜用10～30MPa/s，将试件拉至断裂（或出现缩颈），可从测力盘上读取最大力或从拉伸曲线图上确定试验过程中的最大力。4.试验中，当试验设备发生故障或操作不当而影响试验数据时，试验结果应视为无效。5.当在试样断口上发现气孔、夹渣、烧伤等焊接缺陷时，应在试验记录中注明。试验结果处理抗拉强度应按下式计算：σb=Fb/A0式中:σb——抗拉强度（MPa），Fb——最大力（N）；A0——试样公称截面面积（mm2）；试验结果数值应修约到1MPa。抗震钢筋应满足以下要求：钢筋实测抗拉强度与实测屈服强度特征之比R0m/R0eL不小于1.25。钢筋实测屈服强度与规定的屈服强度特征比R0eL/ReL不大于1.30。钢筋最大总伸长率Agt不小于9%。抗震钢筋合格评定钢筋闪光对焊接头、电弧焊接头、电渣压力焊接头、气压焊接头拉伸试验结果应符合下列要求：（1）3个热轧钢筋接头试件的抗拉强度均不得小于该牌号钢筋规定的抗拉强度。如：HRB400钢筋接头试件的抗拉强度均不得小于540MPa；（2）至少应有2个试件断于焊缝外，并应呈延伸断裂。A.当达到上述2项要求时，应评定该批接头抗拉强度合。B.当试验结果有2个试件抗拉强度小于钢筋规定的抗拉强度，或3个试件均在焊缝或热影响区发生脆性断裂时，则一次规定该批接头为不合格品。C.当试验结果有1个试件的抗拉强度小于规定值，或2个试件在焊缝或热影响区发生脆性断裂，其抗拉强度均小于钢筋规定抗拉强度的1.10倍时，应进行复验。合格评定D.复验时，应再切取6个试件。复验结果，当仍有1个试件的抗拉强度小于规定值，或有3个试件断于焊缝或热影响区，呈脆性断裂，其抗拉强度小于钢筋规定抗拉强度的1.10倍时，应判定该批接头为不合格品。注：当接头试件虽断于焊缝或热影响区，呈脆性断裂，但其抗拉强度大于或等于钢筋规定抗拉强度的1.10倍时，可按断于焊缝或热影响区之外，呈延性断裂同等对待。机械连接合格判定对接头的每一验收批，必须在工程结构中随即截取3个接头件作抗拉强度试验，按设计要求的接头等级进行评定，接头分为下列三个等级：Ⅰ级：接头抗拉强度不小于被连接钢筋实际抗拉强度或1.10倍钢筋抗拉强度标准值，并具有高延性及反复拉压性能。Ⅱ级：接头抗拉强度不小于被连接钢筋抗拉强度标准值，并具有高延性及反复拉压性能。Ⅲ级：接头抗拉强度不小于被连接钢筋屈服强度标准值的1