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建筑材料教学目的与要求:(1)了解钢材的基本类别;(2)理解钢材的化学成分对其技术性质的影响;(3)掌握钢材的主要技术性质;(4)掌握土木工程中常用的建筑钢材的技术标准及选用。重点:建筑钢材的基本性能及应用。难点:钢材冷加工与时效处理的机理。6.建筑钢材6.1钢的冶炼与分类6.1钢的冶炼与分类6.1钢的冶炼与分类6.2.1钢材的力学性能1、钢材的拉伸性能建筑钢材(低碳钢)受拉时的应力-应变图分为四个阶段:(1)弹性阶段(O-A):应力应变成正比,弹性模量(2)屈服阶段(A-B):屈服强度和抗拉极限强度(3)强化阶段(B-C)(4)和颈缩阶段(C-D)6.2建筑钢材的力学性能与工艺性能2、钢材的冲击韧性冲击韧性是指钢材抵抗冲击荷载的能力。它是以试件冲断时缺口处单位面积上所消耗的功(J/cm2)来表示,其符号为αk。αk值越大,钢材的冲击韧性越好图6.9冲击韧性试验6.2.2钢材的工艺性能1、钢材的冷弯性能标准规定的弯头压弯试件到规定的角度(180°或90°)时,检查弯曲处有无裂纹、断裂及起层等现象。2、钢材的冷加工性能及时效(2)时效处理自然时效:常温下搁置15~20天。人工时效:冷拉后立即加热到100~200℃,并至少保持2~3h。钢材时效处理后,屈服强度、抗拉强度及硬度都进一步提高,而塑性及韧性继续降低。6.2建筑钢材的力学性能与工艺性能3、焊接性能焊接是各种型钢、钢板、钢筋的重要联接方式。建筑工程的钢结构有90%以上是焊接结构。焊接的质量取决于焊接工艺、焊接材料及钢的焊接性能。6.3钢的化学成分对钢材性能的影响4、磷(P)提高强度,塑性和韧性降低,形成冷脆性。5、硫(S)硫在钢的热加工时形成热脆现象。冲击韧性、疲劳强度、可焊性降低。6、氧(O)强度降低,热脆性增加,冷弯、热加工和焊接性能降低。7、氮(N)强度提高,塑性及韧性下降,热加工、焊接和冷弯性能降低。8、铝、钛、钒、铌(A1、Ti、V、Nb)改善组织、细化晶粒、提高强度、改善韧性。6.4建筑钢材技术标准和选用(3)碳素结构钢的选用牌号增大,含碳量增加,强度和硬度增大,塑性和韧性降低。建筑工程主要用Q235号钢,有较高的强度,良好的塑性、韧性、可焊性.6.4.2低合金高强度结构钢(1)低合金高强度钢的牌号牌号:Q295、Q345、Q390、Q420、Q460质量等级:A、B、C、D、E表示方法:屈服点符号、屈服极限值和质量等级例如:Q295—A表示:屈服极限为295MPa,质量等级为A的低合金高强度结构钢。6.4建筑钢材技术标准和选用型钢按生产方法分:热轧型钢、冷轧型钢。6.6.1热轧型钢热轧型钢:角钢、工字钢、槽钢、T型钢、Z型钢。碳素结构钢Q235-A,强度适中、可焊性较好、成本低,适合建筑工程。低合金钢:Q345(16Mn)和Q390(15MnV)型钢,用于大跨度、承受振动荷载结构。1.角钢等边角钢表示:如∟100×10不等边角钢表示:如L100×80×82.工字钢普通工字钢(I)、轻型工字钢(QI)。工字钢用号数表示,号数为钢外廓高度的厘米数。如I32a表示截面高度为32cm、腹板厚度为a类的普通工字钢。3.槽钢分普通槽钢和轻型槽钢,型号用符号“[”和“Q[”及号数(截面高度的厘米数)表示。4.H型钢宽翼缘H型钢、中翼缘H型钢和窄翼缘H型钢。代号为:HW、HM和HN。用高度×宽度×腹板厚度×翼缘厚度的毫米数表6.6.2冷弯型钢和压型钢板1.冷弯薄壁型钢厚度为1.5~5mm的薄钢板或钢带经冷轧(弯)或模压而成。特点:壁薄,高效经济、锈蚀较为敏感。应用:用于跨度小、荷载轻的结构中。2.压型钢板厚度为0.4~2mm的钢板经冷轧(压)制而成的波纹状钢板。钢板表面经涂漆、镀锌、涂有机层镀锌钢板(彩色压型钢板)以防止锈蚀。压型钢板具有一定的抗弯能力,可用作屋面板、墙板及楼板。6.5钢筋混凝土结构用钢6.5钢筋混凝土结构用钢6.5钢筋混凝土结构用钢6.5钢筋混凝土结构用钢6.5钢筋混凝土结构用钢6.5钢筋混凝土结构用钢6.5钢筋混凝土结构用钢6.5钢筋混凝土结构用钢6.5钢筋混凝土结构用钢6.5钢筋混凝土结构用钢6.5钢筋混凝土结构用钢6.5钢筋混凝土结构用钢6.5钢筋混凝土结构用钢6.5钢筋混凝土结构用钢6.5钢筋混凝土结构用钢6.5钢筋混凝土结构用钢6.5钢筋混凝土结构用钢本章结束