建筑钢筋资料.pptx

第第2 2章章 建筑钢材建筑钢材一、概念一、概念所谓建筑钢材是指用于钢筋混凝土结构的钢筋、钢丝、钢所谓建筑钢材是指用于钢筋混凝土结构的钢筋、钢丝、钢绞线和用于钢结构的各种型钢（如角钢、槽钢、工字钢、绞线和用于钢结构的各种型钢（如角钢、槽钢、工字钢、圆钢等），以及用于围护结构和装修工程的各种深加工圆钢等），以及用于围护结构和装修工程的各种深加工钢板和复合板等。钢板和复合板等。二、特点二、特点强度高，塑性、韧性好，易锈蚀，耐火性差强度高，塑性、韧性好，易锈蚀，耐火性差2.1 2.1 概述概述2.1 2.1 概述概述三、分类三、分类1 1、按化学成分分类、按化学成分分类碳素钢：低碳钢、中碳钢、高碳钢碳素钢：低碳钢、中碳钢、高碳钢合金钢：低合金钢、中合金钢、高合金钢合金钢：低合金钢、中合金钢、高合金钢2 2、按冶炼时脱氧程度分类、按冶炼时脱氧程度分类沸腾钢：沸腾钢：脱氧不充分的钢，当钢液注入锭模时会有大量脱氧不充分的钢，当钢液注入锭模时会有大量CO2CO2逸出呈沸腾状，逸出呈沸腾状，代号代号“F F”镇静钢：镇静钢：脱氧完全的钢，注入锭模时钢液平静地冷却凝固，脱氧完全的钢，注入锭模时钢液平静地冷却凝固，代号代号“Z Z”半镇静钢：半镇静钢：介于沸腾钢与镇静钢之间，介于沸腾钢与镇静钢之间，代号代号“b b”特殊镇静钢：特殊镇静钢：脱氧彻底，脱氧彻底，代号代号“TZTZ”8.2 8.2 建筑钢材的主要技术性能建筑钢材的主要技术性能力学性能：抗拉性能、冲击韧性、耐疲劳性、硬度力学性能：抗拉性能、冲击韧性、耐疲劳性、硬度 工艺性能：冷弯性能、冷加工性能及时效、焊接性能工艺性能：冷弯性能、冷加工性能及时效、焊接性能化学性能化学性能8.2 8.2 建筑钢材的主要技术性能建筑钢材的主要技术性能一、力学性能一、力学性能1 1、抗拉性能、抗拉性能是建筑钢材最重要的力学性能是建筑钢材最重要的力学性能（1 1）应力应变图（低碳钢）应力应变图（低碳钢）8.2 8.2 建筑钢材的主要技术性能建筑钢材的主要技术性能（2 2）强屈比）强屈比抗拉强度与屈服强度之比抗拉强度与屈服强度之比b/sb/s称为强屈比称为强屈比。强屈比。强屈比越越大大，钢材在受力超过屈服点工作时的可靠性越大，钢材在受力超过屈服点工作时的可靠性越大，结构结构愈安全愈安全；但如果强屈比过大，则钢材有效；但如果强屈比过大，则钢材有效利用率利用率太低太低，造成浪费。，造成浪费。8.2 8.2 建筑钢材的主要技术性能建筑钢材的主要技术性能（3 3）伸长率：塑性指标）伸长率：塑性指标伸伸长长率率是是衡衡量量钢钢材材塑塑性性的的重重要要技技术术指指标标，伸伸长长率率愈愈大大，塑塑性性就就越好越好。L Lo o试件原始标距长度，试件原始标距长度，mm mm；L Lu u试件拉断后测定出伸长后标距部分的长度，试件拉断后测定出伸长后标距部分的长度，mmmm。8.2 8.2 建筑钢材的主要技术性能建筑钢材的主要技术性能（4 4）硬钢）硬钢预应力钢筋混凝土用的高强度钢筋和钢丝具有硬钢的特预应力钢筋混凝土用的高强度钢筋和钢丝具有硬钢的特点，其抗拉强度高，无明显屈服平台，规定产生残余点，其抗拉强度高，无明显屈服平台，规定产生残余变形为变形为0.2%0.2%原标距长度时的应力作为屈服点（称条件原标距长度时的应力作为屈服点（称条件屈服点）屈服点）,记为记为0.20.2或者或者P0.2P0.2。8.2 8.2 建筑钢材的主要技术性能建筑钢材的主要技术性能2 2、冲击韧性、冲击韧性 指钢材抵抗冲击荷载的能力。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。试验方法：标准试件的弯曲冲击韧性试验。指指标标：试试件件缺缺口口处处单单位位截截面面积积上上所所消消耗耗的的功功,计计作作a ak,k,J/cmJ/cm2 2。a ak k值愈大，钢材的冲击韧性愈好。值愈大，钢材的冲击韧性愈好。冲击韧性试验原理图冲击韧性试验原理图8.2 8.2 建筑钢材的主要技术性能建筑钢材的主要技术性能3 3、耐疲劳性、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疲劳破坏：交变荷载反复作用，钢材在应力低于屈服强度时强度时,突然发出脆性断裂的现象。突然发出脆性断裂的现象。危害极大危害极大8.2 8.2 建筑钢材的主要技术性能建筑钢材的主要技术性能4 4、硬度、硬度钢材的硬度指其表面局部体积内抵抗外物压入产生塑性钢材的硬度指其表面局部体积内抵抗外物压入产生塑性变形的能力。变形的能力。测定原理：利用直径为测定原理：利用直径为D(mm)D(mm)的淬火钢球，以的淬火钢球，以P(N)P(N)的荷载的荷载将其压入试件表面，经规定的持续时间后卸除荷载，将其压入试件表面，经规定的持续时间后卸除荷载，即得直径为即得直径为d(mm)d(mm)的压痕。的压痕。以荷载以荷载P P除以压痕表面积除以压痕表面积F(mmF(mm2 2)，所得的应力值即为试，所得的应力值即为试件的件的布氏硬度值布氏硬度值HBHB，HBHB值越大，表示钢材越硬。值越大，表示钢材越硬。8.2 8.2 建筑钢材的主要技术性能建筑钢材的主要技术性能二、工艺性能二、工艺性能1 1、冷弯性能、冷弯性能是指在是指在常温下常温下承受弯曲变形的能承受弯曲变形的能力。是用标准规定的弯头压弯力。是用标准规定的弯头压弯试件到规定的角度试件到规定的角度(180(180或或90)90)时，检查弯曲处有无裂纹、时，检查弯曲处有无裂纹、断裂及起层等现象。断裂及起层等现象。指标：指标：弯曲角度、弯心直径对试弯曲角度、弯心直径对试件厚度件厚度(直径直径)的比值的比值试验时采用的弯曲角度越大，弯心直径对试件厚度试验时采用的弯曲角度越大，弯心直径对试件厚度(直径直径)的比值越小，表示对冷弯性能的要求越高。的比值越小，表示对冷弯性能的要求越高。8.2 8.2 建筑钢材的主要技术性能建筑钢材的主要技术性能2 2、冷加工性能及时效、冷加工性能及时效（1 1）冷加工强化处理）冷加工强化处理冷加工冷加工指钢材在常温下进行的加工。指钢材在常温下进行的加工。常见的冷加工方式：冷拉、冷拔、冷轧、冷扭、刻痕等。常见的冷加工方式：冷拉、冷拔、冷轧、冷扭、刻痕等。特点：钢材经冷加工产生塑性变形，从而提高其屈服强度，特点：钢材经冷加工产生塑性变形，从而提高其屈服强度，这一过程称为冷加工强化处理。这一过程称为冷加工强化处理。（2 2）时效）时效将经过冷拉的钢筋于常温下存放将经过冷拉的钢筋于常温下存放151520d20d，或加热到，或加热到100100200200并保持一段时间并保持一段时间,这个过程称为时效处理。这个过程称为时效处理。作用：钢筋冷拉以后再经过时效处理，其屈服点进一步提作用：钢筋冷拉以后再经过时效处理，其屈服点进一步提高，塑性继续有所降低。高，塑性继续有所降低。8.2 8.2 建筑钢材的主要技术性能建筑钢材的主要技术性能3 3、焊接性能、焊接性能焊接：采用加热或加热加压的方法使两个分离的金属件联焊接：采用加热或加热加压的方法使两个分离的金属件联结在一起的方法。结在一起的方法。焊接性能：在给定的构造型式和焊接工艺条件下，获得符焊接性能：在给定的构造型式和焊接工艺条件下，获得符合质量要求的焊接的性能。合质量要求的焊接的性能。钢材的可焊性与钢材的含碳量、化学成分、钢材的塑性和钢材的可焊性与钢材的含碳量、化学成分、钢材的塑性和冲击韧性密切有关。冲击韧性密切有关。8.2 8.2 建筑钢材的主要技术性能建筑钢材的主要技术性能三、钢材的化学成分对其性能的影响三、钢材的化学成分对其性能的影响钢除主要成分钢除主要成分FeFe以外，还含有少量的碳（以外，还含有少量的碳（C C）、硅（）、硅（SiSi）、）、锰（锰（MnMn）、磷（）、磷（P P）、硫（）、硫（S S）、氧（）、氧（O O）、氮（）、氮（N N）、）、钛（钛（TiTi）、钒（）、钒（V V）等元素。）等元素。8.3 8.3 建筑钢材的标准与选用建筑钢材的标准与选用一、建筑钢材的主要钢种一、建筑钢材的主要钢种1 1、碳素结构钢、碳素结构钢（1 1）牌号表示方法：）牌号表示方法：屈服点代号屈服点代号Q+Q+屈服点数值（屈服点数值（195195、215215、235235、275275）+质质量等级（量等级（A AD D）+脱氧程度（脱氧程度（F F、b b、Z Z、TZTZ）例如：例如：Q235Q235A AF F 屈服点为屈服点为235 MPa235 MPa的的A A级沸腾钢级沸腾钢8.3 8.3 建筑钢材的标准与选用建筑钢材的标准与选用（2 2）技术要求）技术要求化学成分，力学性能，冶炼方法，交货状态及表面质量五个方化学成分，力学性能，冶炼方法，交货状态及表面质量五个方面。面。（3 3）性能和用途）性能和用途碳素结构钢依牌号增大，含碳量增加，其强度和硬度增大，但碳素结构钢依牌号增大，含碳量增加，其强度和硬度增大，但塑性和韧性降低。塑性和韧性降低。建筑工程中主要应用建筑工程中主要应用Q235Q235号钢号钢,可用于轧制各种型钢、钢板、钢可用于轧制各种型钢、钢板、钢管与钢筋。具有较高的强度，良好的塑性、韧性，可焊性及管与钢筋。具有较高的强度，良好的塑性、韧性，可焊性及可加工等综合性能好可加工等综合性能好,且冶炼方便，成本较低，因此广泛用于且冶炼方便，成本较低，因此广泛用于一般钢结构。其中一般钢结构。其中C C、D D级可用在重要的焊接结构。级可用在重要的焊接结构。受动荷载作用结构、焊接结构及低温下工作的结构，不能选用受动荷载作用结构、焊接结构及低温下工作的结构，不能选用A A、B B质量等级钢及沸腾钢。质量等级钢及沸腾钢。8.3 8.3 建筑钢材的标准与选用建筑钢材的标准与选用2 2、低合金高强度结构钢、低合金高强度结构钢（1 1）牌号表示方法）牌号表示方法屈服点代号屈服点代号Q+Q+屈服点数值（屈服点数值（345345、390390、420420、460460、500500、550550、620620、690690）+质量等级（质量等级（A AE E）（2 2）标准与选用）标准与选用低合金钢具有较高的强度和较好的塑性、韧性和可焊性，低合金钢具有较高的强度和较好的塑性、韧性和可焊性，主要用于轧制各种型钢、钢板、钢管及钢筋，广泛用于主要用于轧制各种型钢、钢板、钢管及钢筋，广泛用于钢结构和钢筋混凝土结构中，尤其是大跨度、承受动荷钢结构和钢筋混凝土结构中，尤其是大跨度、承受动荷载和冲击荷载的结构物中。载和冲击荷载的结构物中。8.3 8.3 建筑钢材的标准与选用建筑钢材的标准与选用二、常用的建筑钢材二、常用的建筑钢材1 1、钢筋、钢筋（1 1）热轧光圆钢筋：）热轧光圆钢筋：HPB235HPB235、HPB300HPB300（2 2）钢筋混凝土用热轧带肋钢筋：）钢筋混凝土用热轧带肋钢筋：HRB335HRB335、HRB400HRB400、HRB500HRB500HRBF335HRBF335、HRBF400HRBF400、HRBF500HRBF500（3 3）冷轧带肋钢筋：）冷轧带肋钢筋：CRB550CRB550、CRB650CRB650、CRB800CRB800、CRB970CRB970（4 4）预应力混凝土用钢丝与钢绞线：）预应力混凝土用钢丝与钢绞线：主要用于大跨度、大负荷的桥梁、电杆、枕轨、屋架、大跨主要用于大跨度、大负荷的桥梁、电杆、枕轨、屋架、大跨度吊车梁等，安全可靠，节约钢材，且不需冷拉，焊接接度吊车梁等，安全可靠，节约钢材，且不需冷拉，焊接接头等加工，因此，在土木工程中得到广泛应用。头等加工，因此，在土木工程中得到广泛应用。8.3 8.3 建筑钢材的标准与选用建筑钢材的标准与选用2 2、型钢、型钢（1 1）热轧型钢）热轧型钢常用的有角钢（等边和不等边），常用的有角钢（等边和不等边），I I字钢，槽钢，字钢，槽钢，T T形钢，形钢，H H形钢，形钢，Z Z形钢。形钢。（2 2）冷弯薄壁型钢）冷弯薄壁型钢通常用通常用26mm26mm薄钢板冷弯或模压而成，主要用于轻型钢结构薄钢板冷弯或模压而成，主要用于轻型钢结构（3 3）钢板、压型钢板）钢板、压型钢板用光面轧辊轧制而成的扁平钢材，以平板状态供货的称为钢用光面轧辊轧制而成的扁平钢材，以平板状态供货的称为钢板，以卷状供货的称为钢带。按轧制温度不同，分为热轧板，以卷状供货的称为钢带。按轧制温度不同，分为热轧和冷轧两种；热轧按厚度分为厚板和薄板；冷轧钢板只有和冷轧两种；热轧按厚度分为厚板和薄板；冷轧钢板只有薄板一种。薄板一种。1 1、从一批钢筋抽样中做拉伸试验，测得如下结果：、从一批钢筋抽样中做拉伸试验，测得如下结果：屈服下限荷载为屈服下限荷载为72.4KN72.4KN；抗拉极限荷载为；抗拉极限荷载为105.6KN105.6KN，钢筋公称直径为钢筋公称直径为16mm16mm，标距为，标距为80mm80mm，拉断时长度为，拉断时长度为95.8mm95.8mm，求该钢筋的屈服强度、抗拉强度、伸长率。，求该钢筋的屈服强度、抗拉强度、伸长率。