1、建筑结构用钢,建筑结构用钢：建筑钢材的性能建筑钢材的材质建筑钢材的品种、规格钢材的材质检验和验收,1、建筑钢材的性能,（1）钢和铁的区别,生铁和钢的主要成分都是铁，二者的主要区别是含碳量不同，生铁一般含碳2-4.3%，钢含碳0.03-2% 。,生铁 ：含碳量高，杂质多，硬而脆 ，可铸不可锻 钢：含碳量低，杂质少，硬而韧、有弹性 ，可铸可锻,炼钢是在高温下，通过氧化剂(如氧气)把铁中所含过多的碳和其它有害杂质(如硫、磷等)氧化除去，使它们达到钢含量的规定范围。,1、建筑钢材的性能,（2）力学性能：强度、塑性、韧性、硬度,1）、强度,钢材的应力应变曲线,理想弹塑性材料的应力应变曲线,1、建筑钢材的
2、性能,（2）力学性能：强度、塑性、韧性、硬度,2）、塑性：在某种给定载荷下,材料产生永久变形的材料特性便于内力重分布，吸收能量，重要指标,伸长（或缩短）的长度与其原长度的比值作为衡量标准,A、延伸率delta,B、断面收缩率psi,1、建筑钢材的性能,（2）力学性能：强度、塑性、韧性、硬度,3）、韧性:材料的断裂前吸收能量和进行塑性变形的能力,4）、硬度:材料表面局部抵抗变形的能力,钢材在一定温度下塑变及断裂过程中吸收能量的能力，用于表征钢材承受动力荷载的能力（动力指标），按常温（20o）、零温（0o） 、负温（-20o、-40o）区分 。,注意硬度与强度的区别，举例：布制品强度较高，但硬度很
3、低,1、建筑钢材的性能,（2）工艺性能：冷弯性能、焊接性能,建筑结构钢材在制造加工过程中，经常要弯曲、切断、焊接，保证钢材在加工过程中，其力学性能基本不受影响尤为重要。,1）、冷弯性能,在常温下承受弯曲而不破裂的能力。在冷加工过程中产生塑性变形时，对产生裂纹的敏感性，是判别钢材塑性及冶金质量的综合指标。,2）、焊接性能,适应焊接方法和焊接工艺的能力 含碳和其他杂质越多，可焊性越差,1、建筑钢材的性能,（3）影响钢材性能的因素：微观结构、化学成分、冶炼、热处理,1）、微观结构,碳原子、铁原子的结合方式直接影响钢材的力学性能,1、建筑钢材的性能,（3）影响钢材性能的因素：微观结构、化学成分、冶炼、
4、热处理,2）、化学成分,基本成份为Fe，炭钢中含量占99，C、Si、Mn为杂质元素，S、P、N、O为冶炼过程中不易除尽的有害元素。,C：含C使强度塑性、韧性、可焊性，应控制在0.22%，焊接结构应控制在0.20%。 Si：含Si适量使强度 其它影响不大，有益，应控制0.10.3% Mn：含Mn适量使强度 降低S、O的热脆影响，改善热加工性能， 对其它性能影响不大，有益。 S：含量使强度塑性、韧性、性能冷弯、可焊性；高温时使钢材变脆热脆现象。 P：低温时使钢材变脆冷脆现象；其它同S O、N：O同S；N同P，控制含量0.008%,1、建筑钢材的性能,（3）影响钢材性能的因素：微观结构、化学成分、冶
5、炼、热处理,3）、冶金与轧制的影响,冶金：冶金的影响主要为脱氧方法：沸腾钢用Mn为脱氧剂，时间快，价格低，质量差；镇静钢用Si为脱氧剂，时间慢，价格高，质量好。,轧制：反复的轧制可以改善钢材的塑性，同时可以使钢材中的气孔、裂纹、疏松等缺陷焊合，使金属晶体组织密实，晶粒细化，消除纤维组织缺陷，使钢材的力学性能提高。,1、建筑钢材的性能,（3）影响钢材性能的因素：微观结构、化学成分、冶炼、其他,4）、热处理,热处理：将钢材在固态范围内进行加热、保温、冷却等手段，改变其内部组织结构,5）、残余应力,残余应力：钢材在轧制、焊接、切割等过程中会产生在构件内部自相平衡的内力,残余应力虽对构件的强度无影响，
6、但对构件的变形（刚度）、疲劳以及稳定承载力产生不利影响。,1、建筑钢材的性能,（3）影响钢材性能的因素：微观结构、化学成分、冶炼、其他,6）、温度的影响,正温影响：总体影响规律为温度上升，钢材的强度降低，塑性、韧性提高，这一现象称之为热塑现象，温度达600左右时，钢材的强度几乎降至为零，而塑性、韧性极大，易于进行热加工，此温度称之为热煅温度 。 需要说明：钢材在300左右时，强度提高，塑性、韧性下降，钢材表面呈蓝色，这一反覆现象称之为蓝脆现象。钢材在300以上时应采取隔热措施。,负温影响：随着温度的降低钢材的强度提高，塑性、韧性降低，脆性增大，称之为低温冷脆，当温度降至某一特定温度时钢材的脆性
7、急剧增大，称此温度点为转脆温度。,1）、普通碳素结构钢,牌号：Q195, Q215, Q235, Q255, Q275 质量等级：， （由所含杂质的量决定：D比A好） 脱氧方法：沸腾钢（Mn），b半镇静钢，Z镇静钢（Si），TZ特殊镇静钢（Mn,Si,Al,Ti）,Q 235 ,屈服强度的代号,（1）碳素结构钢,屈服强度的数值,质量等级,脱氧方法,2、建筑钢材的材质,2、建筑钢材的分类,（2）低合金高强度结构钢,牌号：Q295, Q345, Q390, Q420, Q460 质量等级：A，B，C，D ，E （由所含杂质的量决定：E比A好） 脱氧方法：A,B-Z镇静钢 C,D,E- TZ特殊镇静
8、钢,Q 345 B,屈服强度的代号,屈服强度的数值,质量等级,（3）耐大气腐蚀用钢,2、建筑钢材的材质,耐大气腐蚀钢，即耐候钢，是介于普通钢和不锈钢之间的低合金钢系列，耐候钢由普碳钢添加少量铜、镍等耐腐蚀元素而成，具有优质钢的强韧、塑延、成型、焊割、磨蚀、高温、抗疲劳等特性。同时，它具有耐锈，使构件抗腐蚀延寿、减薄降耗，省工节能等特点。 耐候钢主要用于铁道、车辆、桥梁、塔架等长期暴露在大气中使用的钢结构。用于制造集装箱、铁道车辆、石油井架、海港建筑、采油平台及化工石油设备中含硫化氢腐蚀介质的容器等结构件。,3、建筑钢材的品种、规格,（1）建筑钢材的品种,1、钢板 2、型材,槽钢、工字钢、角钢、
9、钢管、圆钢等,（2）钢板：热轧、冷轧,1、厚度,0.35mm4mm：薄钢板 4.5mm25mm：中钢板 28mm100mm：厚钢板 100mm：特厚钢板,宽度3001500mm，长度4m12m,3、建筑钢材的品种、规格,（3）型钢,1、热轧工字钢 2、热轧H型钢、焊接H型钢（又称宽翼缘工字钢） 3、热轧槽钢 4、热轧角钢 5、冷弯薄壁型钢 6、压型钢板 7、热轧无缝钢管、冷拔钢管、焊管等 8、钢丝等,3、建筑钢材的品种、规格,钢管、槽钢、角钢,3、建筑钢材的品种、规格,工字钢、H型钢,3、建筑钢材的品种、规格,冷弯薄壁型钢主要用于檩条、轻钢结构等,3、建筑钢材的品种、规格,钢绞线、钢丝绳,4、
10、建筑钢材的检验,（1）检验程序,1、工厂的出场合格证 2、现场抽取试件送实验室检验,（2）检验项目,1、化学组成 2、拉伸试验 3、冷弯试验 4、常温冲击试验 5、低温冲击试验,4、建筑钢材的检验,（3）检验方法,1、试件切取位置 2、试件切取方向 拉伸：板件垂直轧制方向；型材平行轧制方向 冲击：纵向垂直轧制方向；横向垂直轧制方向 3、试验方法 拉伸试验 冲击试验 冷弯试验,4、建筑钢材的检验,（4）取样数量,对于不同牌号、不同质量等级、不同炉罐号、不同品种、不同尺寸、不同交货状态的钢材，相互之间没有代表性，要求分别检验。 对于用钢数量大于60吨的，也应分批检验,4、建筑钢材的检验,（4）验收条件,1、钢材的品种和数量与订货的一致性； 2、钢材的质量保证书与钢材上的记号一致性 3、钢材的规格尺寸与订货的一致性； 4、钢材的外观质量良好：不允许结疤、裂纹、折叠、弯曲、分层、严重锈蚀等缺陷,
