钢结构常用钢材

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第一章钢结构常用钢材,第一节钢材的品种、规格及性能,一、钢材的品种与规格,(一)钢板与钢带,一般情况下，钢板是指一种宽厚比和表面积都很大的扁平钢材。,钢带一般是指长度很长，可成卷供应的钢板。,(1)根据钢板的薄厚程度，钢板大致可分为薄钢板(厚度,4 mm)和厚钢板(厚度4 mm)两种。在实际工作中，常将厚度在420 mm:之间的钢板称为中板;将厚度在2 0 60 mm:之间的钢板称为厚板;将厚度在60 mm以上的钢板称为特厚板，也统称为中厚钢板。成张钢板的规格以厚度宽度长度的毫米数表示。,(2)钢带也可分为两种，当宽度大于或等于600 mm时，为宽钢带;当宽度小于600 mm时，则称为窄钢带。钢带的规格以厚度宽度的毫米数表示。,下一页,返回,第一节钢材的品种、规格及性能,(二)型钢,1.型钢的种类,(1)按材质的不同，分为普通型钢和优质型钢。,1)普通型钢是由碳素结构钢和低合金高强度结构钢制成的型钢，主要用于建筑结构和工程结构。,2)优质型钢也称优质型材，是由优质钢，如优质碳素结构钢、合金结构钢、易切削结构钢、弹簧钢、滚动轴承钢、碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢、不锈耐酸钢、耐热钢等制成的型钢，主要用于各种机器结构、工具及有特殊性能要求的结构。,下一页,上一页,返回,第一节钢材的品种、规格及性能,(2)按生产方法的不同，型钢分为热轧(锻)型钢、冷弯型钢、冷拉型钢、挤压型钢和焊接型钢。,1)用热轧方法生产型钢，具有生产规模大、效率高、能耗少和成本低等优点，是型钢生产的主要方法。,2)用焊接方法生产型钢，是将矫直后的钢板或钢带剪裁、组合并焊接成型，不但节约金属，而且可生产特大尺寸的型材，生产工字材的最大尺寸目前已达到2 000 mm 508 mm 76 mm。,(3)按截面形状的不同，型钢分为圆钢、方钢、扁钢、六角钢、等边角钢、不等边角钢、工字钢、槽钢和异型型钢等。,下一页,上一页,返回,第一节钢材的品种、规格及性能,2.型钢的规格,(1)角钢的规格。,1)常用热轧角钢有等边角钢和不等边角钢两种，如图1-1所示，其长度一般为3一19 m。,2)热轧等边角钢的型号用符号“,L,”和肢宽,肢厚(mm mm)表示，如,L,100,10为肢宽100 mm、肢厚10 mm的等边角钢。热轧等边角钢的边宽(b)、边厚度(t)的尺寸允许偏差见表1-1。,下一页,上一页,返回,第一节钢材的品种、规格及性能,3)热轧不等边角钢的型号用符号“,L,”和长肢宽,短肢宽肢厚的毫米数表示，如,L,100,808为长肢宽100 mm,短肢宽80 mm、肢厚8 mm的不等边角钢。热轧不等边角钢边宽(B、b)、边厚(t)的尺寸允许偏差见表1-2。,下一页,上一页,返回,第一节钢材的品种、规格及性能,(2)工字钢的规格。,1)工字钢有普通工字钢和轻型工字钢之分，分别用符号“工”和“Q工”及号数表示，号数代表截面高度的厘米数。,工20和工32以上的普通工字钢，同一号数中又分a,b和b,c类型，其腹板厚度和翼缘宽度均分别递增2 mm。如工36 a表示截面高度为360 mm、腹板厚度为a类的普通工字钢。工字钢宜尽量选用腹板厚度最薄的a类，因其线密度低，而截面惯性矩相对较大。,轻型工字钢的翼缘相对于普通工字钢的宽而薄，故回转半径相对较大，可节省钢材。工字钢由于宽度方向的惯性矩和回转半径比高度方向小得多，因而在应用上有一定的局限性，一般宜用于单向受弯构件。,2)工字钢通常长度见表1-3。每米弯曲度不大于2 mm，总弯曲度不大于总长度的0.2%，并不得有明显的扭曲。,下一页,上一页,返回,第一节钢材的品种、规格及性能,3)热轧工字钢的截面尺寸允许偏差应符合下列规定:,工字钢的高度(h)、腿宽度(b)、腰厚度(d)尺寸允许偏差应符合表1-4的规定。,工字钢平均腿厚度的允许偏差为0.06t(t为工字钢脚厚度)。,工字钢的弯腰挠度不应超过0.15d。,工字钢的外缘斜度单腿不大于1.5%b，双腿不大于2.5%。,相对于垂直轴的腿的不对称度，不得超过腿宽公差之半(或根据双方协议)。,4)热轧工字钢定尺、倍尺长度及允许偏差见表1一5,下一页,上一页,返回,第一节钢材的品种、规格及性能,(3)槽钢的规格。,1)槽钢分普通槽钢和轻型槽钢两种，型号用符号“”和“Q”及号数表示，号数也代表截面高度的厘米数。14和25号以上的普通槽钢同一号数中又分a、b和a、b、c类型，其腹板厚度和翼缘宽度均分别递增2 mm。如 36a表示截面高度为360mm、腹板厚度为a类的普通槽钢。同样，轻型槽钢的翼缘相对于普通槽钢的宽而薄，故较经济。,下一页,上一页,返回,第一节钢材的品种、规格及性能,(4)H型钢的规格。轧制H型钢的钢号可分为低碳结构钢Q235钢、低合金钢Q345钢和Q390钢，并可指定其质量等级。H型钢按其截面规格可分为以下系列:,1)宽翼缘(HW),2)中翼缘(HM),3)窄翼缘(HN),4)桩用H型钢(HP),下一页,上一页,返回,第一节钢材的品种、规格及性能,(三)钢管,钢管是一种具有中空截面的长条形管状钢材。钢管和圆钢等实心钢材相比，在抗弯抗扭强度相同时，重量较轻，是一种经济截面钢材，故钢管广泛用于制造结构件和各种机械零件。,钢管按照横截面形状的不同，分为圆管和异形管。,(四)钢筋,1.钢筋的品种,(1)按化学成分分类，钢筋可分为碳素钢钢筋和普通低合金钢钢筋两种。,(2)按生产工艺分，钢筋可分为热轧钢筋、余热处理钢筋、冷拉钢筋、冷拔钢丝、热处理钢筋、碳素钢丝、刻痕钢丝、钢绞线、冷轧带肋钢筋、冷轧扭钢筋等。,下一页,上一页,返回,第一节钢材的品种、规格及性能,2.钢筋的规格,(1)冷轧钢筋。,1)冷轧带肋钢筋。冷轧带肋钢筋成品公称直径范围为412 mm。其外形尺寸、表面质量和质量偏差应符合表1-7和表1-8的规定。,2)冷轧扭钢筋。冷轧扭钢筋是由普通低碳钢热轧盘圆钢筋经冷轧扭工艺制成。其表面形状为连续的螺旋形，故它与混凝土的钻结性能很强，同时具有较高的强度和足够的塑性。如用它代替HPB235级钢筋可节约钢材30%左右，可降低工程成本。,下一页,上一页,返回,第一节钢材的品种、规格及性能,(2)热轧钢筋。,1)低碳钢热轧圆盘条。,盘条的公称直径为:5.5,6.0,6.5,7.0,8.0,9.0,10.0,11.0,12.0,13.0,14.0 mm。根据供需双方的协议也可生产其他尺寸的盘条。,盘条的直径允许偏差不大于士0.45 mm，不圆度(同一横截面上最大直 径与最小直径的差值)不大于0.45 mm。,2)热轧光圆钢筋。,钢筋的公称直径范围为622 mm，推荐的钢筋公称直径为6,8,10,12,16,20 mm。,下一页,上一页,返回,第一节钢材的品种、规格及性能,3)热轧带肋钢筋。,公称直径范围及推荐直径:热轧带肋钢筋的公称直径范围为6 50 mm，推荐的钢筋公称直径为6,8,10,12,16,20,25,32,40,50 mm,二、钢材的主要性能,(一)钢材的力学性能,1.屈服强度,对于不可逆(塑性)变形开始出现时金属单位截面上的最低作用外力，定义为屈服强度或屈服点。,钢材在单向均匀拉力作用下，根据应力一应变(,一,)曲线图(图1-2)，可分为弹性、弹塑性、屈服、强化四个阶段。,下一页,上一页,返回,第一节钢材的品种、规格及性能,2.抗拉强度,钢材的抗拉强度表示能承受的最大拉应力值(图1-2中的E点)。在建筑钢结构中，以规定抗拉强度的上、下限作为控制钢材冶金质量的一个手段。,3.断后伸长率,断后伸长率是钢材加工工艺性能的重要指标，并显示钢材冶金质量的好坏。,4.耐疲劳性,钢筋混凝土构件在交变荷载的反复作用下，往往在应力远小于屈服点时，发生突然的脆性断裂，这种现象叫做疲劳破坏。,下一页,上一页,返回,第一节钢材的品种、规格及性能,5.冲击韧性,钢材的冲击韧性是衡量钢材断裂时所做功的指标，以及在低温、应力集中、冲击荷载等作用下，衡量抵抗脆性断裂的能力。钢材中非金属夹杂物、脱氧不良等都将影响其冲击韧性。为了保证钢结构建筑物的安全，防止低应力脆性断裂，建筑结构钢还必须具有良好的韧性。目前关于钢材脆性破坏的试验方法较多，冲击试验是最简便的检验钢材缺口韧性的试验方法，也是作为建筑结构钢的验收试验项目之一。,下一页,上一页,返回,第一节钢材的品种、规格及性能,(二)钢材的工艺性能,1.冷弯性能,钢材的冷弯性能是指钢材在常温下能承受弯曲而不破裂的能力。,2.焊接性能,钢材的焊接性能是指钢材适应焊接工艺和焊接方法的能力，焊接性能好的钢材适应焊接工艺和焊接方法的能力强，可用常用的焊接工艺与焊接方法进行焊接。焊接性能差的钢材焊接时，应注意焊后可能出现的变形、开裂等现象。,下一页,上一页,返回,第一节钢材的品种、规格及性能,三、影响钢材性能的因素,(一)化学成分对钢材性能的影响,钢材的主要化学成分是铁和碳，另外还有一些合金元素和有害杂质元素，这些元素对钢材性能的影响见表1-10。,(二)温度对钢材性能的影响,钢材在200,C以下时性能变化不大，但温度达到250 C及以上时，钢材的抗拉强度会有所提高，但冲击韧性会变差，钢材变脆。,当温度从常温开始下降时，钢材的强度稍有提高，但冲击韧性下降，当温度下降到某一数值时，钢材的冲击韧性突然显著下降，使钢材产生脆性发生断裂。,下一页,上一页,返回,第一节钢材的品种、规格及性能,(三)冶炼缺陷对钢材性能的影响,钢材冶炼缺陷有偏折、非金属夹杂和分层等，对钢材性能的影响见表1-11,(四)热处理及残余应力对钢材性能的影响,(1)经过适当的热处理可显著提高钢材的强度并保持良好的塑性和韧性。,(2)由于钢材在加工过程中温度不均匀冷却而产生的残余应力，是一种自相平衡的应力，它不影响钢材的静力强度，但会降低钢材的刚度和稳定性。,上一页,返回,第二节钢材的分类、选用及验收,一、钢材的分类,钢材的分类见表1-12。,二、钢材的选用,1.钢材选用的原则,选择建筑结构钢材时，应符合图纸设计要求的规定，表1-13所列为一般选择原则。,下一页,返回,第二节钢材的分类、选用及验收,2.钢材选用的要求,承重结构的钢材，应保证抗拉强度(,b,）、伸长率(,5,10,）屈服点(,s,)和硫(S),磷(P)的极限含量。焊接结构应保证碳(C)的极限含量。必要时还应有冷弯试验的合格证。,对于重级工作制以及起重量不小于50 t的中级工作制起重机梁或类似结构的钢材，应有常温冲击韧性的保证。计算温度等于或低于-20,C时，Q235钢应具有-20 C下冲击韧性的保证，Q345钢应具有-40 C下冲击韧性的保证。,重级工作制的非焊接起重机梁，必要时其钢材也应具有冲击韧性的保证。,下一页,上一页,返回,第二节钢材的分类、选用及验收,三、钢材的检验与验收,(一)钢材的检验,1.钢材检验的类型,根据钢材信息和保证资料的具体情况，其质量检验程度分免检、抽检和全部检验三种。,2.钢材检验的方法,钢材的质量检验方法有书面检验、外观检验、理化检验和无损检验等四种。,下一页,上一页,返回,第二节钢材的分类、选用及验收,3.钢材检验的内容,(1)钢材的数量和品种应与订货合同相符。,(2)钢材的质量保证书应与钢材上打印的记号相符。,(3)核对钢材的规格尺寸。,(4)钢材表面质量检验。,下一页,上一页,返回,第二节钢材的分类、选用及验收,(二)钢材质量验收,(1)钢结构所用的钢材品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求。进口钢材产品的质量应符合设计和合同规定的标准要求。所有钢材进场后，监理人员首先要进行书面检查。,检查数量:钢材的书面检查要求做到全数检查。,检验方法:主要检查钢材质量合格证明文件、中文标准及检验报告等。不管钢材的品种、规格、性能如何都要求三证齐全。为防止假冒伪劣钢材进人钢结构市场，在进行书面检查时，监理人员一定要注意仔细辨别钢材质量合格证明、中文标志及检验报告的真伪，最好要求厂家提供书面资料原件，并加盖生产厂家及销售单位的