1、建筑金屬材料第1頁，共66頁，2022年，5月20日，9點3分，星期三本章學習目標1）了解建筑鋼材的微觀結構及其性質的關系2）熟練掌握建筑鋼材的力學性能（強度，彈塑性變形，耐疲勞性）的意義，測定方法及影響因素。3）熟悉建筑鋼材的強化機理及強化方法。4）掌握土木工程中常用的建筑鋼材的分類及其選用原則。第2頁，共66頁，2022年，5月20日，9點3分，星期三建筑是人類文明進程的縮影。它濃縮了人類的駕馭能力，沉淀著世界文化的根基，更凝結著藝術家智慧的結晶。鋼結構建筑在建筑史上具有特殊的優勢，在歐美已經有幾十年的歷史，憑借其良好的抗震性、靈活的空間劃分、節能環保等優點在建筑業迅速壯大。在此，我們來了

2、解世界各地的著名鋼結構建筑，來感受人類建筑史探索與進步的節奏，感悟鋼結構建筑史的豐富內涵。第3頁，共66頁，2022年，5月20日，9點3分，星期三巴黎艾菲爾鐵塔 建于1889年, 高度320米，原為舉辦萬國博覽會而建，是較早應用鋼結構的建筑物。艾菲爾鐵塔得名于它的設計師：居斯塔夫艾菲爾。鐵塔設計造型獨特，是世界建筑史上的技術杰作，成為世界藝術之都巴黎乃至法國的標志性建筑。第4頁，共66頁，2022年，5月20日，9點3分，星期三紐約帝國大廈建于1931年，高度381米, 由，建筑事務所設計，總建筑面積為20萬平方米。它和自由女神像同為美國財富之都紐約的標志性建筑，保持世界最高建筑稱號達40年

3、之久，每年吸引世界各地500萬游客造訪。第5頁，共66頁，2022年，5月20日，9點3分，星期三舊金山金門大橋建于193年，由斯特勞斯工程師設計，兩橋塔之間的主跨度為1280米，是世界著名懸索橋之一，動用了10多萬噸鋼材建成，每年通車量達10萬之多。橋塔高227米，是世界上最高的橋塔。第6頁，共66頁，2022年，5月20日，9點3分，星期三悉尼歌劇院建于1957年，由丹麥建筑師約農設計，耗時年才興建完成的音樂圣地是悉尼人的驕傲，橢圓形鋼結構的正門大廳給人以強烈的現代氣息，正面看臺的主門可同時并排著陸架波音747飛機。獨特的設計造就了世界建筑史上的經典之作。第7頁，共66頁，2022年，5月

4、20日，9點3分，星期三香港中銀大廈建于1990年，高度368米，由著名華裔建筑師貝聿銘先生設計，是中國銀行(香港)的總部，貝聿銘先生設計的中銀大廈就像一根竹子，寓意高峻挺拔、節節上升，外立面三角幾何形狀，好像一個個藍色的水晶疊放在一起，成為香港的標志性建筑。第8頁，共66頁，2022年，5月20日，9點3分，星期三上海金茂大廈建于1998年，高度420米，總建筑面積為29萬平方米，是目前世界第三、中國第一高樓，由美國芝加哥建筑事務所設計，薈萃國際領先建筑科技元素而建，代表了上海國際化大都市開放的胸襟和氣度，成為中國改革開放、經濟騰飛的象征之一。第9頁，共66頁，2022年，5月20日，9點3

5、分，星期三第一節 鋼材的分類 1. 按化學成分分類（）碳素鋼。碳素鋼的化學成分主要是鐵，其次是碳，故也稱鐵一碳合金。其含碳量為0.022.06。此外尚含有極少量的硅、錳和微量的硫、磷等元素。碳素鋼按含碳量又可分為：低碳鋼（含碳量小于0.25）、中碳鋼（含碳量為0.250.60）高碳鋼（含碳量大于0.60）第10頁，共66頁，2022年，5月20日，9點3分，星期三（）合金鋼。是指在煉鋼過程中，有意識地加入一種或多種能改善鋼材性能的合金元素而制得的鋼種。常用合金元素有：硅、錳、鈦、釩、鈮、鉻等。按合金元素總含量的不同，合金鋼可分為：低合金鋼（合金元素總含量小于）中合金鋼（合金元素總含量為10）高

6、合金鋼（合金元素總含量大于10）。第11頁，共66頁，2022年，5月20日，9點3分，星期三2. 按冶煉時脫氧程度分類（）沸騰鋼。煉鋼時僅加入錳鐵進行脫氧，則脫氧不完全。這種鋼水澆入錠模時，會有大量的氣體從鋼水中外逸，引起鋼水呈沸騰狀，故稱沸騰鋼，代號為“。沸騰鋼組織不夠致密，成分不太均勻，硫、磷等雜質偏析較嚴重，故質量較差。但因其成本低、產量高，故被廣泛用于一般建筑工程。第12頁，共66頁，2022年，5月20日，9點3分，星期三（）鎮靜鋼。煉鋼時采用錳鐵、硅鐵和鋁錠等作脫氧劑，脫氧完全，且同時能起去硫作用。這種鋼水鑄錠時能平靜地充滿錠模并冷卻凝固，故稱鎮靜鋼，代號為“”。鎮靜鋼雖成本較高

7、，但其組織致密，成分均勻，性能穩定，故質量好。適用于預應力混凝土等重要的結構工程。（）半鎮靜鋼。脫氧程度介于沸騰鋼和鎮靜鋼之間，為質量較好的鋼，其代號為“”。（）特殊鎮靜鋼。比鎮靜鋼脫氧程度還要充分徹底的鋼，故其質量最好，適用于特別重要的結構工程，代號為“TZ”第13頁，共66頁，2022年，5月20日，9點3分，星期三3. 按有害雜質含量分類 按鋼中有害雜質磷（）和硫（S）含量的多少，鋼材可分為以下四類：（）普通鋼。磷含量不大于0.045；硫含量不大于0.050%。（）優質鋼。 磷含量不大于0.035%；硫含量不大于0.035%。（）高級優質鋼。磷含量不大于0.025%；硫含量不大于0.01

8、5%。（）特級優質鋼。磷含量不大于0.025%；硫含量不大于0.015%。第14頁，共66頁，2022年，5月20日，9點3分，星期三第二節 鋼材的技術性質1. 抗拉性能抗拉性能是建筑鋼材最重要的技術性質。其技術指標為由拉力試驗測定的屈服點、抗拉強度和伸長率。低碳鋼（軟鋼）受拉的應力一應變圖能夠較好地解釋這些重要的技術指標，見圖2.低碳鋼受拉時的應力一應變圖低碳鋼從受拉到拉斷，經歷了四個階段：彈性階段（OA）、屈服階段（AB）、強化階段（BC）和頸縮階段（CD）。第15頁，共66頁，2022年，5月20日，9點3分，星期三第16頁，共66頁，2022年，5月20日，9點3分，星期三彈性模量：在

9、彈性階段，應力和應變的比值為常數稱為彈性模量。E=/ 。A點對應的應力稱為彈性極限（ p）。屈服點：當試件拉力在 范圍內時，如卸去拉力，試件能恢復原狀，應力與應變的比值為常數，因此，該階段被稱為彈性階段。當對試件的拉伸進入塑性變形的屈服階段時，稱屈服下限下所對應的應力為屈服強度或屈服點，記做s。設計時一般以s作為強度取值的依據。在屈服階段，外力不增大，而變形繼續增加，這時相應的應力稱為屈服極限或屈服強度（s ） 。對屈服現象不明顯的鋼材，規定以0.2殘余變形時的應力0.2作為屈服強度。第17頁，共66頁，2022年，5月20日，9點3分，星期三（）抗拉強度：從圖2中曲線逐步上升可以看出：試件在

10、屈服階段以后，其抵抗塑性變形的能力又重新提高，稱為強化階段。對應于最高點的應力稱為抗拉強度，用b表示。 設計中抗拉強度雖然不能利用，但屈強比sb有一定意義。屈強比愈小，反映鋼材受力超過屈服點工作時的可靠性愈大，因而結構的安全性愈高。但屈強比太小，則反映鋼材不能有效地被利用。屈強比越小，鋼材受力超過屈服點工作時的可靠性越大，安全性越高；但是，屈強比太小，鋼材強度的利用率偏低，浪費材料。鋼材的屈強比一般不大于1/1.2，而用于抗震結構的普通實測的屈強比不應高于0.8。第18頁，共66頁，2022年，5月20日，9點3分，星期三(3) 伸長率：圖2中當曲線到達點后，試件薄弱處急劇縮小，塑性變形迅速增

11、加，產生“頸縮現象”而斷裂。量出拉斷后標距部分的長度Ll，標距的伸長值與原始標距L0的百分率稱為伸長率。即(3) 斷面收縮率：第19頁，共66頁，2022年，5月20日，9點3分，星期三伸長率表征了鋼材的塑性變形能力。由于在塑性變形時頸縮處的伸長較大，故當原始標距與試件的直徑之比愈大，則頸縮處伸長中的比重愈小，因而計算的伸長率會小些。通常以5和10分別表示L0=5d0和 L0=10d0（0為試件直徑）時的伸長率。對同一種鋼材，5應大于10。第20頁，共66頁，2022年，5月20日，9點3分，星期三2. 冷彎性能 冷彎性能是指鋼材在常溫下承受彎曲變形的能力，是鋼材的重要工藝性能。 冷彎性能指標

12、是通過試件被彎曲的角度（90、180）及彎心直徑 對試件厚度（或直徑）a的比值（/a）區分的，試件按規定的彎曲角和彎心直徑進行試驗，試件彎曲處的外表面無裂斷、裂縫或起層，即認為冷彎性能合格。伸長率反映的是鋼材在均勻變形下的塑性，而冷彎性能是鋼材處于不利條件下的塑性，可以揭示鋼材內部組織是否均勻，是否存在內應力和夾雜物等缺陷。 第21頁，共66頁，2022年，5月20日，9點3分，星期三3. 沖擊韌性 沖擊韌性是指鋼材抵抗沖擊荷載的能力。沖擊韌性指標是通過標準試件的彎曲沖擊韌性試驗確定的。以擺錘打擊試件，于刻槽處將其打斷，試件單位截面積上所消耗的功，即為鋼材的沖擊韌性指標，用沖擊韌性ak（/cm

13、2）表示。ak值愈大，沖擊韌性愈好。鋼材的化學成分、組織狀態、內在缺陷及環境溫度都會影響鋼材的沖擊韌性。試驗表明，沖擊韌性隨溫度的降低而下降，其規律是開始下降緩和，當達到一定溫度范圍時，突然下降很多而呈脆性，這種脆性稱為鋼材的冷脆性。第22頁，共66頁，2022年，5月20日，9點3分，星期三 發生冷脆時的溫度稱為臨界溫度，其數值愈低，說明鋼材的低溫沖擊性能愈好。所以在負溫下使用的結構，應當選用脆性臨界溫度較工作溫度為低的鋼材。第23頁，共66頁，2022年，5月20日，9點3分，星期三第24頁，共66頁，2022年，5月20日，9點3分，星期三沖擊試驗機第25頁，共66頁，2022年，5月2

14、0日，9點3分，星期三4. 硬度 鋼材的硬度是指其表面局部體積內抵抗外物壓入產生塑性變形的能力。常用的測定硬度的方法有布氏法和洛氏法。 布氏法的測定原理是利用直徑為（）的淬火鋼球，以P（）的荷載將其壓入試件表面，經規定的持續時間后卸除荷載，即得到直徑為（）的壓痕，以壓痕表面積（）除荷載，所得的應力值即為試件的布氏硬度值，以數字表示，不帶單位。 洛氏法測定的原理與布氏法相似，但系根據壓頭壓入試件的深度來表示硬度值，洛氏法壓痕很小，常用于判定工件的熱處理效果。第26頁，共66頁，2022年，5月20日，9點3分，星期三5. 耐疲勞性 在反復荷載作用下的結構構件，鋼材往往在應力遠小于抗拉強度時發生斷

15、裂，這種現象稱為鋼材的疲勞破壞。疲勞破壞的危險應力用疲勞極限來表示，它是指疲勞試驗中，試件在交變應力作用下，于規定的周期基數內不發生斷裂所能承受的最大應力。 一般認為，鋼材的疲勞破壞是由拉應力引起的，因此，鋼材的疲勞極限與其抗拉強度有關，一般抗拉強度高，其疲勞極限也較高。由于疲勞裂紋是在應力集中處形成和發展的，故鋼材的疲勞極限不僅與其內部組織有關，也和表面質量有關。第27頁，共66頁，2022年，5月20日，9點3分，星期三6. 焊接性能鋼材的可焊性是指焊接后在焊縫處的性質與母材性質的一致程度。影響鋼材可焊性的主要因素是化學成分及含量。如硫產生熱脆性，使焊縫處產生硬脆及熱裂紋。又如，含碳量超過

16、0.3，可焊性顯著下降等。第28頁，共66頁，2022年，5月20日，9點3分，星期三第三節 鋼材的化學成分及晶體組織1. 鋼材的化學成分及對性能的影響 鋼材的化學成分主要是指碳、硅、錳、硫、磷等，在不同情況下往往還需考慮氧、氮及各種合金元素。 （1）碳：土木工程用鋼材含碳量不大于0.8。在此范圍內，隨著鋼中碳含量的提高，強度和硬度相應提高，而塑性和韌性則相應降低，碳還可顯著降低鋼材的可焊性，增加鋼的冷脆性和時效敏感性，降低抗大氣銹蝕性。 第29頁，共66頁，2022年，5月20日，9點3分，星期三（2）硅：當硅在鋼中的含量較低（小于1%）時，可提高鋼材的強度，而對塑性和韌性影響不明顯。（）錳

17、：錳是我國低合金鋼的主加合金元素，錳含量一般在1%范圍內，它的作用主要是使強度提高，錳還能消減硫和氧引起的熱脆性，使鋼材的熱加工性質改善。第30頁，共66頁，2022年，5月20日，9點3分，星期三（）硫：硫是很有害元素。呈非金屬硫化物夾雜物存在于鋼中，具有強烈的偏析作用，降低各種機械性能。硫化物造成的低熔點使鋼在焊接時易于產生熱裂紋，顯著降低可焊性。 （）磷：為有害元素，含量提高，鋼材的強度提高，塑性和韌性顯著下降，特別是溫度愈低，對韌性和塑性的影響愈大，磷在鋼中的偏析作用強烈，使鋼材冷脆性增大，并顯著降低鋼材的可焊性。磷可提高鋼的耐磨性和耐腐蝕性，在低合金鋼中可配合其他元素作為合金元素使用

18、。第31頁，共66頁，2022年，5月20日，9點3分，星期三（）氧：為有害元素。主要存在于非金屬夾雜物內，可降低鋼的機械性能，特別是韌性，氧有促進時效傾向的作用，氧化物造成的低熔點亦使鋼的可焊形變差。 （）氮：氮對鋼材性質的影響與碳、磷相似，使鋼材的強度提高，塑性特別是韌性顯著下降。氮可加劇鋼材的時效敏感性和冷脆性，降低可焊性。在有鋁、妮、釩等的配合下，氮可作為低合金鋼的合金元素使用。 （）鈦：鈦是強脫氧劑。它能顯著提高強度，改善韌性和可焊性，減少時效傾向，是常用的合金元素。 （）釩：釩是強的碳化物和氮化物形成元素。能有效提高強度，并能減少時效傾向，但增加焊接時的淬硬傾向。第32頁，共66頁

19、，2022年，5月20日，9點3分，星期三2. 鋼材的晶體組織 鋼是鐵碳合金晶體。晶體結構中各個原子是以金屬鍵相結合的，這是鋼材具有較高強度和良好塑性的基礎。原子在晶粒中排列的規律不同可以形成不同的晶格，如體心立方晶格是原子排列在一個正六面體的中心和各個頂點而構成的空間格子；面心立方體晶格是原子排列在一個正六面體的各個頂點和六個面的中心而構成的空間格子。鐵和碳兩種元素可以不同的形態存在，這種形態稱為晶體組織。第33頁，共66頁，2022年，5月20日，9點3分，星期三2.2 鋼的基本晶體組織 碳素鋼冶煉時在鋼水冷卻過程中，其Fe和有以下三種結合形式： 固溶體鐵（Fe）中固溶著微量的碳(C)；

20、化合物鐵和碳結合成化合物Fe3； 機械混合物固溶體和化合物的混合物。 以上三種形式的Fe合金，于一定條件下能形成具有一定形態的聚合體，稱為鋼的組織，在顯微鏡下能觀察到它們的微觀形貌圖像，故也稱顯微組織。第34頁，共66頁，2022年，5月20日，9點3分，星期三鋼的基本組織主要有以下幾種： （）鐵素體 鋼材中的鐵素體為在一Fe中的固溶體，由于一Fe體心立方晶格的原子間空隙小，溶碳能力較差，故鐵素體含量很少（小于0.02），由此決定其塑性、韌性很好，但強度、硬度很低。 （）奧氏體 奧氏體為在一Fe中的固溶體，溶碳能力較強，高溫時含碳量可達2.06，低溫時下降至0.8。其強度、硬度不高，但塑性好，

21、在高溫下易于軋制成型。 第35頁，共66頁，2022年，5月20日，9點3分，星期三（）滲碳體 ：滲碳體為鐵和碳的化合物Fe3C ，其含量高（達6.67），晶體結構復雜，塑性差，性硬脆，抗拉強度低。 （）珠光體：珠光體為鐵素體和滲碳體的機械混合物，含量較低（0.8），層狀結構，塑性較好，強度和硬度較高。第36頁，共66頁，2022年，5月20日，9點3分，星期三第4節. 鋼材的冷加工和熱處理1. 鋼材的冷加工 將鋼材在常溫下進行冷拉、冷拔或冷軋，使產生塑性變形，從而提高屈服強度，這個過程稱為鋼材的冷加工強化。 冷加工強化的原理是：鋼材在塑性變形中晶格的缺陷增多，而缺陷的晶格嚴重畸變，對晶格的進

22、一步滑移將起到阻礙作用，故鋼材的屈服點提高，塑性和韌性降低。 工地或預制廠鋼筋混凝土施工中常利用這一原理，對鋼筋或低碳鋼盤條按一定制度進行冷拉或冷拔加工，以提高屈服強度。第37頁，共66頁，2022年，5月20日，9點3分，星期三時效處理冷加工處理后的鋼筋，在常溫下存放15-20d，或加熱至100-200后保持一定時間（2-3h），其屈服強度進一步提高，且抗拉強度也提高，同時塑性和韌性進一步降低，彈性模量則基本恢復，這個過程稱為時效處理。時效處理有兩種方法：（1）自然時效：在常溫下存放15-20d。適宜于低強度鋼筋。（2）人工時效：加熱至100-200后保持一定時間（2-3h）。適宜于高強度鋼

23、筋。第38頁，共66頁，2022年，5月20日，9點3分，星期三冷拉以后再經過時效處理的鋼筋，其屈服點進一步提高，抗拉強度稍見增長，塑性繼續有所降低。由于時效過程中應力的消減，故彈性模量可基本恢復。 鋼材產生時效的主要原因是，溶于一Fe中的碳、氮原子，向晶格缺陷處移動和集中的速度大為加快，這將使滑移面缺陷處碳、氮原子富集，使晶格畸變加劇，造成其滑移、變形更為困難，因而強度進一步提高，塑性和韌性則進一步降低，而彈性模量則基本恢復。第39頁，共66頁，2022年，5月20日，9點3分，星期三2. 鋼材的熱處理 按照一定的制度，將鋼材加熱到一定的溫度，在此溫度下保持一定的時間，再以一定的速度和方式進

24、行冷卻，以使鋼材內部晶體組織和顯微結構按要求進行改變，或者消除鋼中的內應力，從而獲得人們所需求的機械力學性能，這一過程就稱為鋼材的熱處理。 鋼材的熱處理通常有以下幾種基本方法： () 淬火。將鋼材加熱至723（相變溫度）以上某一溫度，并保持一定時間后，迅速置于水中或機油中冷卻，這個過程稱鋼材的淬火處理。鋼材經淬火后，強度和硬度提高，脆性增大，塑性和韌性明顯降低。第40頁，共66頁，2022年，5月20日，9點3分，星期三() 回火。將淬火后的或比較熱脆,存在內應力的鋼材重新加熱到723以下某一溫度范圍，保溫一定時間后再緩慢地或較快地冷卻至室溫，這一過程稱為回火處理。回火可消除鋼材淬火時產生的內

25、應力，使其硬度降低，恢復塑性和韌性。回火溫度愈高，鋼材硬度下降愈多，塑性和韌性等性能均得以改善。若鋼材淬火后隨即進行高溫回火處理，則稱調質處理，其目的是使鋼材的強度、塑性、韌性等性能均得以改善。第41頁，共66頁，2022年，5月20日，9點3分，星期三（）退火。退火是指將鋼材加熱至723以上某一溫度(完全退火)或以下(低溫退火)，保持相當時間后，在退火爐中緩慢冷卻。退火能消除鋼材中的內應力，細化晶粒，均勻組織，使鋼材硬度降低，塑性和韌性提高。（）正火。是將鋼材加熱到723以上某一溫度，并保持相當長時間，然后在空氣中緩慢冷卻，則可得到均勻細小的顯微組織。鋼材正火后強度和硬度提高，塑性較退火為小

26、第42頁，共66頁，2022年，5月20日，9點3分，星期三第五節 建筑鋼材的技術標準1. 建筑鋼材的主要鋼種（1）碳素結構鋼按國家標準GB700-88規定，我國碳素結構鋼分五個牌號，即195、Q215、Q235、Q255和Q275。各牌號鋼又按其硫、磷含量由多至少分為、四個質量等級。第43頁，共66頁，2022年，5月20日，9點3分，星期三碳素結構鋼的牌號表示按順序由代表屈服點的字母（Q）、屈服點數值（/mm2）、質量等級符號(A、B、C、D)、脫氧程度符號(F、B、Z、TZ)等四部分組成。例如Q235-A.F.，它表示：屈服點為235N2的平爐或氧氣轉爐冶煉的級沸騰碳素結構鋼。當為鎮靜鋼

27、或特殊鎮靜鋼時，則牌號表示“”與“Z”符號可予以省略。表2-3化學成分 表2-4力學性能 表2-5工藝性能第44頁，共66頁，2022年，5月20日，9點3分，星期三第45頁，共66頁，2022年，5月20日，9點3分，星期三Q195-強度不高，塑性、韌性、加工性能與焊接性能較好，主要用于扎制薄板和盤條。Q215-基本與Q195相同，強度稍高，大量用作管坯、螺栓。Q235-強度適中，有良好的承載性，又具有較好的塑性和韌性，可焊性和可加工性也較好，大量用于制作鋼筋、型鋼和鋼板。Q255-強度高、塑性和韌性稍差，不易冷彎加工，可焊性差，主要用作鉚接或拴接結構，以及鋼筋混凝土的配筋。第46頁，共66

28、頁，2022年，5月20日，9點3分，星期三2.優質碳素結構鋼大部分為鎮靜鋼，對有害雜質含量控制嚴格，質量穩定，綜合性能好，但成本較高。分為普通含錳量(0.35_0.8%)與較高含錳量(0.7_1.2%)兩大組.31個牌號，如“10F” “45Mn ” “30”。性能主要取決于含碳量。含碳量越高，強度高，但塑性和韌性降低。3045號主要用于重要結構的鋼鑄件和高強度螺栓等，45用作預應力混凝土錨具。6580號用于生產預應力混凝土用鋼絲和鋼絞線。第47頁，共66頁，2022年，5月20日，9點3分，星期三按照低合金高強度結構鋼（GBT15911994）規定共分20個鋼號。牌號由代表鋼材屈服強度的字

29、母“”、屈服強度數值、質量等級符號（、）三個部分按順序組成。例如：Q295A，表示屈服強度為不小于295MPa，質量等級為級的低合金結構鋼第48頁，共66頁，2022年，5月20日，9點3分，星期三2. 鋼筋混凝土結構用鋼 (1) 熱軋鋼筋 根據表面特征不同，熱軋鋼筋分為光圓鋼筋和帶肋鋼筋。根據強度的高低，熱軋鋼筋又分為不同的強度等級，各強度等級熱軋鋼筋的技術標準見表2-8 。我國熱軋鋼筋標準，按屈服強度、抗拉強度等力學性能分為IIV級，四個強度等級的鋼筋中，除I級鋼筋為低碳鋼外，其余三級熱軋帶肋鋼筋均為低合金鋼。其牌號由HRB和規定屈服強度最小值構成。、分別為熱軋、肋、鋼筋的英文名稱的第一個

30、字母。第49頁，共66頁，2022年，5月20日，9點3分，星期三第50頁，共66頁，2022年，5月20日，9點3分，星期三（2）鋼筋混凝土用冷拉鋼筋 為了提高鋼筋的強度及節約鋼筋，工地上常按施工規程，控制一定的冷拉應力或冷拉率，對熱軋鋼筋進行冷拉。冷拉鋼筋的力學性能應符合規范規定的要求。冷拉后不得有裂紋、起層等現象。 （3）預應力混凝土用熱處理鋼筋 預應力混凝土用熱處理鋼筋是用8、10（）的熱軋帶肋鋼筋經淬火和回火等調質處理而成，代號為。 第51頁，共66頁，2022年，5月20日，9點3分，星期三預應力混凝土用熱處理鋼筋的優點是：強度高，可代替高強鋼絲使用；配筋根數少，節約鋼材；錨固性好

31、，不易打滑，預應力值穩定；施工簡便，開盤后鋼筋自然伸直，不需調直及焊接。主要用于預應力鋼筋混凝土軌枕，也用于預應力梁、板結構及吊車梁等。第52頁，共66頁，2022年，5月20日，9點3分，星期三（4）冷軋帶肋鋼筋冷軋帶肋鋼筋是采用由普通低碳鋼或低合金鋼熱軋的圓盤條為母材，經冷軋減徑后在其表面冷軋成二面或三面有肋的鋼筋。冷軋帶肋鋼筋是熱軋圓盤鋼筋的深加工產品，是一種新型高效建筑鋼材。冷軋帶肋鋼筋按抗拉強度分為5級，其代號為CRB550、CRB650 、CRB800 、CRB970 、和CRB1170，（CRB為Cold rolling ribbed steel bar)，后面的數字表示鋼筋抗拉

32、強度等級數值。第53頁，共66頁，2022年，5月20日，9點3分，星期三冷軋帶肋鋼筋的公稱直徑范圍為-12。冷軋帶肋鋼筋的力學性能和工藝性能應符合表2-7（P40)的要求。（5）冷拔低碳鋼絲冷拔低碳鋼絲是將直徑為6.58的Q235熱軋盤條鋼筋經冷拔加工而成。冷拔低碳鋼絲分為甲、乙兩級，甲級絲適用于作預應力筋，乙級絲適用于作焊接網、焊接骨架、箍筋和構造鋼筋。其力學性能應符合有關規定。第54頁，共66頁，2022年，5月20日，9點3分，星期三（6）預應力混凝土用鋼絲及鋼絞線 大型預應力混凝土構件，由于受力很大，常采用高強度鋼絲或鋼絞線作為主要受力鋼筋。預應力高強度鋼絲是用優質碳素結構鋼盤條，經

33、酸洗、冷拉或再經回火處理等工藝制成，鋼鉸線是由根直徑為2.55.0的高強度鋼絲，鉸捻后經一定熱處理清除內應力而制成。鉸捻方向一般為左捻。第55頁，共66頁，2022年，5月20日，9點3分，星期三 預應力混凝土用鋼絲分為冷拉鋼絲（代號）、矯直回火鋼絲（代號）和矯直回火刻痕鋼絲（代號JK）三種。前二種其公稱直徑有 、三種，它們的抗拉強度b達1500MPa以上，屈服強度0.2可達1100MPa以上。 預應力混凝土用鋼絞線直徑有9.0、12.0和15.0三種，整根破壞負荷可達220kN，屈服負荷可達187kN。鋼絞線主要用于大跨度、大負荷的后張法預應力屋架、橋梁和薄腹梁等結構的預應力筋。第56頁，共

34、66頁，2022年，5月20日，9點3分，星期三 第六節 建筑鋼材的銹蝕與防止1 鋼材的銹蝕 鋼材的銹蝕是指其表面與周圍介質發生化學反應而遭到的破壞。 根據銹蝕作用的機理，鋼材的銹蝕可分為化學銹蝕和電化學銹蝕兩種： （）化學銹蝕 化學銹蝕是指鋼材直接與周圍介質發生化學反應而產生的銹蝕。這種銹蝕多數是氧化作用，使鋼材表面形成疏松的氧化物。第57頁，共66頁，2022年，5月20日，9點3分，星期三（）電化學銹蝕 電化學銹蝕是指鋼材與電解質溶液接觸而產生電流，形成微電池而引起的銹蝕。潮濕環境中的鋼材表面會被一層電解質水膜所覆蓋，而鋼材是由鐵素體、滲碳體及游離石墨等多種成分組成，由于這些成分的電極電

35、位不同，首先，鋼的表面層在電解質溶液中構成以鐵素體為陽極，以滲碳體為陰極的微電池。在陽極，鐵失去電子成為Fe2+進入水膜；在陰極，溶于水膜中的氧被還原生成。 隨后兩者結合生成不溶于水的Fe（OH）2，并進一步氧化成為疏松易剝落的紅棕色鐵銹Fe（OH）3。由于鐵素體基體的逐漸銹蝕，鋼組織中的滲碳體等暴露出來的越來越多，形成的微電池數目也越來越多，鋼材的銹蝕速度愈益加速。第58頁，共66頁，2022年，5月20日，9點3分，星期三2 防止鋼材銹蝕的措施 鋼結構防止銹蝕的方法通常是采用表面刷漆。常用底漆有紅丹、環氧富鋅漆、鐵紅環氧底漆等。面漆有調和漆、醇酸磁漆、酚醛磁漆等。薄壁鋼材可采用熱浸鍍鋅等措

36、施。 混凝土配筋的防銹措施，根據結構的性質和所處環境條件等，主要是保證混凝土的密實、保證足夠的保護層厚度、限制氯鹽外加劑的摻加量和保證混凝土一定的堿度等，還可摻用阻銹劑。 鋼材的組織及化學成分是引起鋼材銹蝕的內因。通過調整鋼的基本組織或加入某些合金元素，可有效地提高鋼材的抗腐蝕能力。例如，煉鋼時在鋼中加入鉻、鎳等合金元素，可制得不銹鋼。第59頁，共66頁，2022年，5月20日，9點3分，星期三例2-1 從一批鋼筋中抽樣，并截取兩根鋼筋做拉伸試驗，測得如下結果：屈服下限荷載分別為42.4、42.8kN; 抗拉極限荷載分別為62.0kN、63.4kN，鋼筋公稱直徑為12，標距為60，拉斷時長度分

37、別為70.6和71.4mm,評定其級別？說明其利用率及使用中安全可靠程度如何？解： 1.鋼筋試樣屈服點為：鋼筋試樣抗拉強度為：b =(548+561)2 = 555 N/mm2第60頁，共66頁，2022年，5月20日，9點3分，星期三鋼筋試樣伸長率為：=(17.7+19.0)2 =18.4%查表2-2知s1、s2 均大于335 N/mm2, b1、b2 均大于490 N/mm2,鋼筋試樣伸長率均大于16%故該鋼筋為II級鋼。2. 該鋼筋的屈強比為：s/b = 385/555 =0.69該II級鋼筋的屈強比在0.650.75范圍內，表明其利用率較高，使用中安全可靠度較好。第61頁，共66頁，2022年，5月20日，9點3分，星期三例2-2 為什么說屈服點（s）、抗拉強度（b）和伸長率（）是建筑工程用鋼的重