1、緒論，鋼結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)1.鋼結(jié)構(gòu)即是由型鋼和鋼板通過焊接、螺栓連接或鉚接而制成的工程結(jié)構(gòu)，與其它建設(shè)結(jié)構(gòu)相比，在使用、設(shè)計(jì)、施工及綜合經(jīng)濟(jì)方面都具有優(yōu)勢，造價(jià)低，可隨時(shí)移動(dòng)的特點(diǎn)。2、鋼結(jié)構(gòu)住宅或者工廠比傳統(tǒng)建筑能更好的滿足建筑上大開間靈活分隔的要求，并可通過減少柱的截面面積和使用輕質(zhì)墻板，提高面積使用率，戶內(nèi)有效使用面積提高約6。3、節(jié)能效果好，墻體采用輕型節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)化的C型鋼、方鋼、夾芯板，保溫性能好，抗震度好。鋼結(jié)構(gòu)及的特點(diǎn)o4、將鋼結(jié)構(gòu)體系用于住宅建筑可充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)的延性好、塑性變形能力強(qiáng)，具有優(yōu)良的抗震抗風(fēng)性能，大大提高了住宅的安全可靠性。尤其在遭遇地震、臺(tái)風(fēng)災(zāi)害的情況下，鋼結(jié)構(gòu)能夠避免

2、建筑物的倒塌性破壞。o5、建筑總重輕，鋼結(jié)構(gòu)住宅體系自重輕，約為混凝土結(jié)構(gòu)的一半，可以大大減少基礎(chǔ)造價(jià)。o6、施工速度快，工期比傳統(tǒng)住宅體系至少縮短三分之一，一棟1000平米只需20天、五個(gè)工人方可完工。o7、環(huán)保效果好。鋼結(jié)構(gòu)住宅施工時(shí)大大減少了砂、石、灰的用量，所用的材料主要是綠色，100%回收或降解的材料，在建筑物拆除時(shí)，大部分材料可以再用或降解，不會(huì)造成垃圾。鋼結(jié)構(gòu)及的特點(diǎn)o 8、以靈活、豐實(shí)。大開間設(shè)計(jì)，戶內(nèi)空間可多方案分割，可滿足用戶的不同需求o 9、符合住宅產(chǎn)業(yè)化和可持續(xù)發(fā)展的要求。鋼結(jié)構(gòu)適宜工廠大批量生產(chǎn)，工業(yè)化程度高，并且能將節(jié)能、防水、隔熱、門窗等先進(jìn)成品集合于一體，成套應(yīng)

3、用，將設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工一體化，提高建設(shè)產(chǎn)業(yè)的水平o 10，隨著鋼材產(chǎn)量的提高，鋼材價(jià)格在降低，使得鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展成為建筑上新的方向，正在成為時(shí)尚，潮流。鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展中困惑，問題的提出？o隨著城市經(jīng)濟(jì)和工業(yè)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)以其強(qiáng)度高、自重輕、延伸性好、抗震性強(qiáng)和施工周期短等特點(diǎn)，在建筑業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，尤其在超高層建筑、大跨度廠房、體育館、候機(jī)廳、候車廳等方面顯示出強(qiáng)大的生命力。如：西安咸陽機(jī)場2-3號(hào)航站樓，西安國際會(huì)展中心，西安北火車站候車大廳及火車站臺(tái)。近年新建的國盛商貿(mào)中心，大，中型超市如：麥德龍等。鋼結(jié)構(gòu)已經(jīng)為建筑的潮流。然而，事物都有其兩面性，鋼結(jié)構(gòu) 的致命缺點(diǎn)是：鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展中困惑

4、，問題的提出？o 2001年9月11日美國世貿(mào)中心高層鋼結(jié)構(gòu)大樓的坍塌，3千多人瞬間化為灰燼。o 最近，2013,5月巴基斯坦，服裝廠的大火，幾百個(gè)年輕生命在房倒屋塌中喪失，2013年6月，中國吉林禽業(yè)公司的大火，120多人房倒屋塌中喪生。也是2013年6月，東北黑龍江中儲(chǔ)量國家糧倉大火，5萬噸糧食變成一個(gè)景;火焰山。7月初，山西 侯馬的國家棉花倉庫大火，近2萬噸棉花燃燒20多個(gè)小時(shí)，新火災(zāi)的統(tǒng)計(jì)情況- o 全世界每天發(fā)生火災(zāi)l萬多起，造成數(shù)百人殘亡。o 近幾年來，我國每年發(fā)生火災(zāi)約4萬起，死亡2000多人，傷30004000人，每年火災(zāi)造成的直接財(cái)產(chǎn)損失10多億元。尤其是造成幾十人、幾百人死

5、亡的特大惡性火災(zāi)時(shí)有發(fā)生，給國家和人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)造成了巨大的損失。嚴(yán)竣現(xiàn)實(shí)證明，火災(zāi)是當(dāng)今世界上多發(fā)性災(zāi)害中發(fā)生率較高的一種災(zāi)害，也是時(shí)空跨度最大的一種災(zāi)害。山西棉花庫大火山西侯馬棉花庫大火耐火極限的概念：o 據(jù)GB50016-2006的解釋：在標(biāo)準(zhǔn)的耐火試驗(yàn)條件下，建筑構(gòu)件，配件或結(jié)構(gòu)從受到火的作用時(shí)起，到失去穩(wěn)定性，完整性，或隔熱性時(shí)止的這段時(shí)間，用小時(shí)表示.用H或h表示。o 將建筑的所有材料按其燃燒性能劃分為四級(jí)o 1. A，不燃性o 2. B1，難燃性o 3. B2，可燃性o 4. B3， 易燃性第一章：普通鋼材耐熱性能o 隨著我國鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展與應(yīng)用，使鋼結(jié)構(gòu)的防火問題愈顯突出

6、。在火災(zāi)的高溫作用下，鋼材的強(qiáng)度和剛度會(huì)明顯降低。并可能發(fā)生鋼結(jié)構(gòu)建筑物倒塌而釀成巨災(zāi)。o 鋼結(jié)構(gòu)耐火極限為0.25H,在400度是強(qiáng)度下降50%，在600度是強(qiáng)度下降幾乎0%。幾乎完全喪失承載能力。房屋即刻坍塌。鋼材的耐火性能參數(shù)o 耐火性是指材料抵抗高溫或火的作用，保持其原有性質(zhì)不變的能力。金屬材料雖屬于不燃材料，但在高溫及火的作用下在短時(shí)間內(nèi)就會(huì)變形，熔融。固普通鋼材不屬于耐火材料。（屬于不燃性材料）建筑材料或構(gòu)件的耐火極限通常用時(shí)間來表示，即按規(guī)定的方法，從材料受火的作用時(shí)間起，值到材料失去支持能力，完整性被破壞作用的時(shí)間，以小時(shí)或分來計(jì)。如無保護(hù)層的鋼材，其耐火極限為0.25個(gè)小時(shí)。

7、（600度）鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，規(guī)范要求o 鋼結(jié)構(gòu)本身屬于不燃材料，有良好的導(dǎo)熱性，傳熱速度很快，其強(qiáng)度會(huì)隨著溫度的升高而降低，在火災(zāi)中受熱15-25min達(dá)到耐火極限值，就會(huì)彎曲變形坍塌，失去承載能力。當(dāng)采用鋼材作構(gòu)件時(shí)，其耐火極限應(yīng)符合GBJ6建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范、GB50016高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB 5016石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范等對各類建筑構(gòu)件的燃燒性能和耐火極限的要求。鋼材防火的傳統(tǒng)方法（無機(jī)隔熱阻燃層）o 。在鋼結(jié)構(gòu)的表面噴涂防火涂料是一項(xiàng)重要的防火保護(hù)措施，防火涂料能隔離火焰直接灼燒鋼結(jié)構(gòu)，阻止熱量迅速向鋼基材傳遞，推遲了鋼結(jié)構(gòu)溫升和強(qiáng)度變?nèi)醯臅r(shí)間，使其到達(dá)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范所規(guī)定的

8、耐火極限要求，保持鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中的耐熱穩(wěn)定性。鋼結(jié)構(gòu)防火涂料選用對鋼基材有良好的附著力、耐久性好、耐水性強(qiáng)的防火樹脂作基料，并添加大量無機(jī)礦物隔熱材料，在鋼結(jié)構(gòu)表面形成無機(jī)阻燃隔熱層，依靠其較低的導(dǎo)熱率來阻止熱量向鋼結(jié)構(gòu)傳遞，延緩鋼結(jié)構(gòu)溫升，起到防火保護(hù)作用。 防火涂料的涂層厚度與防火極限關(guān)系問題o鋼結(jié)構(gòu)防火涂料按使用厚度可分為：oa)超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料：涂層厚度小于或等于3mm；耐火極限0.5小時(shí)。ob)薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料：涂層厚度大于3mm且小于或等于7mm；耐火極限1-1.5h。oC)厚型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料：涂層厚度大于7mm且小于或等于45mm；耐火極限1-3h.o當(dāng)耐火極限為1.5小時(shí)

9、以下，應(yīng)采用薄涂料。耐火極限1.5小時(shí)以上時(shí)，應(yīng)采用厚涂料。o索引：-轉(zhuǎn)接鋼結(jié)構(gòu)的防火規(guī)范看要求-。鋼結(jié)構(gòu)防火涂料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范.pdf第二章：防火涂料及涂層厚度。防火涂料的不足點(diǎn)：o 為了避免災(zāi)難的發(fā)生，我國 規(guī)范規(guī)定，當(dāng)各類建筑鋼結(jié)構(gòu)梁、柱等相關(guān)的鋼結(jié)構(gòu)的表面，必須覆蓋適當(dāng)厚度的隔熱保護(hù)層。（涂層是多遍，多道涂刷或者噴涂在鋼材表面）但此種措施不僅污染環(huán)境，增加建筑成本和延長工期，而且減少建筑物的有效空間。因此，開發(fā)耐火鋼材是非常迫切的。高性能耐火鋼的提出：o 高性能耐火鋼是發(fā)達(dá)國家競相開發(fā)的一種用途廣泛的特殊鋼材，已在國外的高層和超高層、大跨度、輕鋼輕板鋼結(jié)構(gòu)建筑中大量應(yīng)用，并在防火、抗震等

10、方面表現(xiàn)出良好的性能。例如采用鋼結(jié)構(gòu)的日本新日鐵第二辦公大樓，若按傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，梁、柱構(gòu)件的防火層厚度達(dá)50 mm，使用耐火耐候鋼后，梁、柱的防火層厚度只需15 mm，減薄2/3以上，部分露出室外的梁、柱則可取消保護(hù)層,。 第二章：對耐火鋼的四點(diǎn)要求：（宏觀）o 1。良好的高溫性能，屈服強(qiáng)度（高溫下：600度） 2/3屈服強(qiáng)度(室溫下）o 2.耐火鋼滿足普通建筑用鋼的標(biāo)準(zhǔn)要求，室溫力學(xué)性能普通的建筑用鋼； o 3.良好的抗震要求，屈服強(qiáng)度/抗拉強(qiáng)度0.8。o 4.良好的焊接性能。（考試內(nèi)容大家記錄）o 耐火鋼的（抗火）或強(qiáng)化的原理（微觀）o 1.細(xì)晶強(qiáng)化o 2.固溶強(qiáng)化o 3.析出強(qiáng)化o 4.這些

11、強(qiáng)化產(chǎn)生的根源是在鋼的組織中添加復(fù)合微金屬元素。并通過冷軋冷控工藝形成.。（考試內(nèi)容）建筑鋼材的技術(shù)性能中的幾個(gè)概念o 建筑鋼材的技術(shù)性能包括：力學(xué)性能和工藝性能。o 力學(xué)性能：強(qiáng)度，硬度，塑性，韌性。（考試內(nèi)容）o 工藝性能：冷彎，焊接。o 鋼材強(qiáng)度：屈服強(qiáng)度，極限強(qiáng)度（抗拉強(qiáng)度）鋼材強(qiáng)度屈服強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度伸長率塑性：沖擊韌性：冷彎性能：o 鋼結(jié)構(gòu)（鋼材）在外力作用下，鋼結(jié)構(gòu)（鋼材）場所變形，外力或荷載取消后，有一部分變形不能恢復(fù)，這種性質(zhì)稱為鋼材的塑性，這種不可以恢復(fù)的變形，稱做塑性變形。o 鋼材抵抗沖擊荷載作用而不破壞的能力。（使用的室內(nèi)外的鋼結(jié)構(gòu)經(jīng)常受到可變的風(fēng)荷載，動(dòng)荷載或其他的偶然的

12、沖擊荷載的作用，鋼材鋼結(jié)構(gòu)必須滿足一定的沖擊韌性的要求。o 鋼材在常溫下抵抗彎曲變形的能力。工程中，使用型鋼（角鋼扁鋼等）制作各種骨架時(shí)，常將鋼材強(qiáng)制彎曲一滿足外形的需要，著就需鋼材的冷彎性能良好。（彎曲后，檢查彎曲處，是否有裂紋，起層，以致斷裂。）屈服強(qiáng)度，極限強(qiáng)度（分常溫及高溫下）o 是鋼材承受荷載作用后，由彈線變形向塑性變形的轉(zhuǎn)折點(diǎn)是的應(yīng)力值。（應(yīng)力和應(yīng)變的曲線圖）可以說明這一點(diǎn)。o 是鋼材承受荷載最大的作用后，經(jīng)過彈性，塑性的變形，頸縮階段后斷裂前的最大應(yīng)力值。o 索引-鋼材的拉伸曲線常規(guī)鋼材品種：o建筑工程中，目前設(shè)計(jì)，施工采用的鋼材一般情況下是用，普通碳素結(jié)構(gòu)鋼及低合金高強(qiáng)度碳素結(jié)

13、構(gòu)鋼：鋼號(hào)分別是：o1.碳素鋼c+Fe,C:0.6-%。如規(guī)范推薦的鋼種為其規(guī)范推薦的鋼種為其Q215，Q235、Q255、Q275、Q295等等o2.低合金鋼：C+Fe+(Mn+Si+Zn+)這些合金不超過5%。規(guī)范推薦的鋼種為規(guī)范推薦的鋼種為Q345、Q390、Q420o3, 鋼材低碳0.09%，微合金：摻入 量較小。千分之一，或者，萬分之幾。o由多種合金組成。復(fù)合微合金耐火鋼o 鋼材低碳，微合金：摻入 量較小。千分之一，或者，萬分之幾。o 由多種合金組成。o 下面介紹耐火鋼中的幾種合金元素。微合金原素的作用：o既然被稱為稀有高熔點(diǎn)金屬，鈮、鉭最主要的特點(diǎn)當(dāng)然是耐熱。它們的熔點(diǎn)分別高達(dá)攝氏

14、二千四百多度和將近三千度，不要說一般的火勢燒不化它們，就是煉鋼爐里烈焰翻騰的火海也奈何它們不得。難怪在一些高溫高熱的部門里，特別是制造一千六百度以上的真空加熱爐，鉭金屬是十分適合的材料。o一種金屬的優(yōu)良性能往往可以“移植”到另一種金屬里。現(xiàn)在的情況也是這樣，用鈮作合金元素添加到鋼里，能使鋼的高溫強(qiáng)度增加，加工性能改善。鈮、鉭與鎢、鉬、釩、鎳、鈷等一系列金屬合作，得到的“熱強(qiáng)合金”，可以用作超音速噴氣式飛機(jī)和火箭、導(dǎo)彈等的結(jié)構(gòu)材料。目前科學(xué)家們在研制新型的高溫結(jié)構(gòu)材料時(shí)，已開始把注意力轉(zhuǎn)向鈮、鉭；許多高溫、高強(qiáng)度合金都有這一對孿生兄弟參加。o鈮、鉭本身很頑強(qiáng)，它們的碳化物更有能耐，這個(gè)特點(diǎn)與鎢、

15、鉬也毫無二致。用鈮和鉭的碳化物作基體制成的硬質(zhì)合金，有很高的強(qiáng)度和抗壓、耐磨、耐蝕本領(lǐng)。在所有的硬質(zhì)化合物中，碳化鉭的硬度是最高的。用碳化鉭硬質(zhì)合金制成的刀具，能抗得住三千八百度以下的高溫，硬度可以與金剛石匹敵，使用壽命比碳化鎢更長。合金元素Moo鉬（Molybdenum）是元素周期表第五周期WB族元素是一種化學(xué)元素，元素符號(hào)Mo，原子序數(shù)42，原子量95.94，是一種灰色的過渡金屬。金屬呈銀灰色，為體心立方晶體結(jié)構(gòu)，熔點(diǎn)2617，沸點(diǎn)4612，密度10.22g/cm3,第一電離能7.099電子伏特。鉬和鎢性質(zhì)十分相似，具有高溫強(qiáng)度好、硬度高、密度大、抗腐蝕能力強(qiáng)、熱膨脹系數(shù)小、良好的導(dǎo)電和導(dǎo)

16、熱等特性。鉬的純金屬是銀白色，非常堅(jiān)硬。把少量鉬加到鋼之中，可使鋼變硬。鉬是對植物很重要的營養(yǎng)素，也在一些酶之中找得到。在常溫下不受空氣的侵蝕。跟鹽酸或氫氟酸不起反應(yīng)。化合價(jià)+2、+4和+6，最穩(wěn)定化合物為+6價(jià)。鉬的高價(jià)氧化態(tài)化合物呈酸性，低價(jià)氧化態(tài)化合物呈堿性，+6價(jià)離子具有很強(qiáng)的形成配合物傾向。致密鉬在常溫空氣中穩(wěn)定，400輕度氧化，500迅速氧化。1000時(shí)鉬能吸收大量氫形成固溶體。1500時(shí)鉬和氮反應(yīng)生成氮化鉬，和碳作用生成Mo2C，和硫作用生成Mos，重要的鉬化物有三氧化鉬、仲鉬酸胺、鉬酸鈉、鉬酸鈣、鉬酸鋇、六氟化鉬以及各種鉬聚合物。主要礦物是輝鉬礦（MoS2）。將輝鉬礦煅燒成三氧

17、化鉬，再用氫或鋁熱法還原而制得 合金元素NbnHatchett）在研究倫敦大英博物館中收藏的鈮鐵礦中分離出一種新元素的氧化物，并命名該元素為columbium（中譯名鈳）。1802年瑞典A.G.厄克貝里在鉭鐵礦中發(fā)現(xiàn)另一種新元素 tantalum。由于這兩種元素性質(zhì)上非常相似，不少人認(rèn)為它們是同一種元素。由于它與鉭非常相似，起初他竟搞混了。1844年德意志H.羅澤詳細(xì)研究了許多鈮鐵礦和鉭鐵礦，分離出兩種元素，才澄清了事實(shí)真相。最后查爾斯哈切特用神話中的女神尼俄伯（Niobe）的名字命名了該元素。在歷史上，最初人們用鈮所在的鈮鐵礦的名字“columbium”來稱呼鈮，現(xiàn)在偶爾還會(huì)見到這個(gè)名字。鈮

18、1在地殼中的含量為0.002%，鈮在地殼中的自然儲(chǔ)量為520萬噸，可開采儲(chǔ)量440萬噸，2主要礦物有鈮鐵礦（Fe，Mn）（Nb，Ta）2Ob、燒綠石（Ca，Na）2（Nb，Ta，Ti）2O6（OH，F(xiàn)）和黑稀金礦、褐釔鈮礦、鉭鐵礦、鈦鈮鈣鈰礦。 鈮和鉭o 化學(xué)性質(zhì)很相似，而且常常“形影不離”，在自然界伴生在一起，真稱得上是一對惟妙惟肖的“孿生兄弟”。事實(shí)上，當(dāng)人們在十九世紀(jì)初首次發(fā)現(xiàn)鈮和鉭的時(shí)候，還以為它們是同一種元素呢。以后大約過了四十二年，人們用化學(xué)方法第一次把它們分開，這才弄清楚它們原來是兩種不同的金屬。鈮、鉭和鎢、鉬一樣都是稀有高熔點(diǎn)金屬，它們的性質(zhì)和用途也有不少相似之處。 Tio 金

19、屬鈦在鋼組織中起固溶強(qiáng)化的作用。0.1-0.2%之間。o 耐火鋼中主要添加微合金元素：鉬，釩，鈮，鈦。o (Mo,V,Nb,Ti)（考試內(nèi)容）o 第2章 耐火鋼的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀-索引論文第3章 微合金鋼的發(fā)展o 索引1.3論文 微合金化低合金高強(qiáng)度鋼o 含碳量低，如我國鞍鋼耐火鋼含碳量為：0.040.09%之間，國外也在這個(gè)范圍。-塑性，韌性好。o 低合金鋼的基礎(chǔ)上，加少于低合金12個(gè)數(shù)量級(jí)微合金元素。 另一類鋼。高強(qiáng)度，耐火性強(qiáng)（耐火鋼）第4章 耐火鋼的強(qiáng)化機(jī)理o 其強(qiáng)化的機(jī)制主要有：o 細(xì)晶強(qiáng)化，細(xì)晶強(qiáng)化是鋼材最的主要強(qiáng)化方法之一。o 固溶強(qiáng)化o 析出強(qiáng)化 (考試內(nèi)容） -索引論文細(xì)晶強(qiáng)化o通過細(xì)化晶粒而使金屬材料力學(xué)性能提高的方法稱為。 通常金屬是由許多晶粒組成的多晶體，晶粒的大小可以用單位體積內(nèi)晶粒的數(shù)目來表示，數(shù)目越多，晶粒越細(xì)。實(shí)驗(yàn)表明，在常溫下的細(xì)晶粒金屬比粗晶粒金屬有更高的強(qiáng)度、硬度、塑性和韌性。這是因?yàn)榧?xì)晶粒受到外力發(fā)生塑性變形可分散在更多的晶粒內(nèi)進(jìn)行，塑性變形較均勻，應(yīng)力集中較小；此外，晶粒越細(xì)，晶界面積越大，晶界越曲折，越不利于裂紋的擴(kuò)展。故工業(yè)上將通過細(xì)化晶粒以提高材料強(qiáng)度的方法稱為細(xì)晶強(qiáng)化。 鋼材的強(qiáng)度與晶粒的關(guān)系；o 晶粒越細(xì)小，位錯(cuò)集群中位錯(cuò)個(gè)數(shù)（n）越小，根據(jù)=n0，應(yīng)力集中越小，所以材料的強(qiáng)度