建筑材料20第八章0304

第八章建筑钢材（3、4）21、掌握钢材的冷加工、时效及应用2、了解建筑钢材的标准与选用重点、难点：冷加工、时效建筑钢材的钢种课堂讲授第三节钢材的冷加工、时效及应用冷加工定义方式时效敏感性第四节建筑钢材的标准与选用一、建筑钢材的主要钢种1、碳素结构钢2、低合金高强度结构钢二、常用建筑钢材1、热轧钢筋2、冷拉热轧钢筋3、冷轧带肋钢筋4、热处理钢筋5、冷拔低碳钢丝6、预应力混凝土用钢丝及钢绞线7、型钢练习本教学过程：第三节钢材的冷加工、时效及应用（一）冷弯性能1、定义：在常温下可以弯曲的性能2、表示方法：弯心直径、弯曲角度3、反映意义：反映钢材塑性的好坏（二）冷加工与时效处理1、冷加工1）定义：将钢材在常温下进行冷加工使之产生一定的塑性变形，屈服强度得到提高，而塑韧性下降的过程2）方法：冷拉、冷拔、冷轧3）作用效果：①节约钢材②可以简化部分施工工序2、时效处理1）方法：自然时效、人工时效2）作用效果：提高屈服强度，节约钢材（三）可焊性1）定义：钢材便于焊接的性能2）影响因素：有害杂质含量及含碳量3）焊接要求4）注意事项(四)热处理退火：724℃以上，一定时间，炉缓冷，降低硬度，提高塑柔性正火：727以上，一定时间，空气中冷，消内力不均淬火：727，一定时间，放水或油中急冷，提高硬度、耐磨回火：727以下，一定时间，空气中冷却低（150—250）、中（350—500）、高（500—600）温回火调质处理淬火+高温回火第四节钢材的技术标准及其选用（一）碳素结构钢1、牌号及性能①牌号：Q195、Q215、Q235、Q255、Q275②性能：随着牌号的增加，含碳量增加，抗拉强度增加，但冷弯性能和伸长率下降2、技术要求：化学成分、力学性能、冶炼方法、表面质量的要求3、选用参考因素：受荷情况、连接方式、温度条件、钢材厚度、结构重要性等（二）低合金结构钢1、技术牌号：含碳量+合金元素的种类和含量2、特点：强度高、具有良好的综合性能、可加工性能好等（三）土木工程常用板、管、型材（四）钢筋与钢丝1、热轧钢筋2、冷压带肋钢筋3、预应力混凝土用热处理钢筋4、预应力混凝土用钢丝与钢绞线钢材的技术标准和选用混凝土结构用钢材≥6mm时为钢筋6mm时为钢丝1、热轧钢筋(1)牌号R235、HRB335、HRB400、HRB500四个号热轧光圆筋R235盘条直条热轧带肋钢筋月牙筋等高肋（2）技术要求（GB13013—91、GB1499—98）表8--6（3）选用Ⅰ级中小型Ⅱ级中型以Ⅱ级代Ⅰ级节约用钢20%--30%Ⅲ、Ⅳ级大型预补充：HRB400、HRB500钢筋混凝土用热轧带肋钢筋σs=420-500Mpa,σs实测与σs标准值之比＜1.25，σb/σs＞1.25,δ5≥20%,大大高于标准值，用于高层建筑、港口码头、高速公路等工程。是国家重点推广的建筑用主导钢筋的升级换代产品。特点：1、强度高、强屈比大、延伸率大，使钢筋的抗震能力大大的提高。2、焊接性能优良，适合多种焊接工艺（电渣压力焊、闪光对焊、搭焊等）。3、无时效敏感性：高强度是以微合金化（V、Ti、Nb），技术来实现的，原来影响钢中时效的[N]被微量元素V等有效吸收固溶，从而达到HRB400、HRB500时效为零。4、品种规格齐全，从φ6.0盘条到φ50.0棒材，外形为月牙形，公称直径不小于10mm时，按直条交货，一般为9米、12米；公称直径不大于12mm时，盘圈交货，盘重为1000-1400kg。5、综合经济效益高：由于HRB400、HRB500钢筋强度高于HRB335，因此在同等使用条件下仅HRB400就比HRB335节约用量14%~16%，随着布筋量的相对减少，使得浇灌混凝土施工也更加便利。，符合GB1499-1998的要求。2、冷拉热轧钢筋Ⅰ（非预应力）、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（预应力）级表8--7性能：易脆断。塑性与韧性差，不用于负温、受冲击有重复荷载作用的结构。3、冷轧带肋钢筋以热轧圆盘条为母材，经冷轧减径后在其表面轧制成具有三面月牙横肋的钢筋，它具有抗拉强度高、延性好、与混凝土粘结锚固性能强等优点。（GB13788—92）（GB13788-2000）《钢筋混凝土用钢筋焊接网》GB/T1499.3-2002。LL550、LL650、LL800表8—8补充：冷轧带肋钢筋在预应力混凝土构件中，是冷拔低碳钢丝换代产品，现浇混凝土结构中，可代换Ⅰ级钢筋，以节约钢材，是同类冷加工钢材中较好的一种。优点：1、钢材强度高，可节约建筑钢材和降低工程造价。LL550级冷轧带肋钢筋与热轧光圆钢筋相比，用于现浇结构（特别是楼屋盖中）可节约35%─40%的钢材。如考虑不用弯钩，钢材节约量还要多一些。根据目前钢材市场价格，每使用一吨冷轧带肋钢筋，可节约钢材费用800元左右。2、冷轧带肋钢筋与混凝土之间的粘结锚固性能良好。因此用于构件中，从根本上杜绝了构件锚固区开裂、钢丝滑移而破坏的现象，且提高了构件端部的承载能力和抗裂能力；在钢筋混凝土结构中，裂缝宽度也比光圆钢筋，甚至比热轧螺纹钢筋还小。3、冷轧带肋钢筋伸长率较同类的冷加工钢材大。在预制构件方面，LL650和LL800级冷轧带肋钢筋可取代冷拔低碳钢丝作为预应力构件的主筋，在预应力电杆中亦可应用。LL550级冷轧带肋钢筋现浇楼板、屋面板的主筋和分布筋。钢筋直径一般为5─10mm，剪力墙中的水平和竖向分布筋。梁柱中的箍筋圈梁、构造柱的配筋。用550Mpa级冷轧带肋钢筋为原料，用焊网机焊接成网片或箍筋笼等产品，即冷轧带肋钢筋焊接网。4、冷轧扭钢筋分为Ⅰ级（矩形截面）Ⅱ级（菱形截面）LZN（JG3047--98）表8--9握裹力与螺距大小有关，无明显的屈服强度，按安全取值。补充：冷轧扭钢筋是八十年代我国独创的实用、新型、高效的冷加工钢筋，冷轧扭钢筋是以热轧Ⅰ级盘圆为原料，先冷轧扁，再冷扭转，从而形成系列螺旋状直条钢筋。特点：1、具有良好的塑性（δ10≥4.5%）和较高的抗拉强度（σb≥580Mpa）。2、螺旋状外型大大提高了与混凝土的握裹力，改善了构件受力性能，使砼构件具有承载力高、刚度好、破坏前有明显预兆等特点。3、冷轧扭钢筋可按工程需要定尺供料，使用中不需再做弯钩；钢筋的刚性好，绑扎后不易变形和移位，对保证工程质量极为有利，特别适用于现浇板类工程。4、冷轧扭钢筋的生产与加工合二为一，产品商品化、系列化，与用Ⅰ级钢筋相比，可节约钢材30%-40%，节省工程资金15%-20%。5、热处理钢筋RB150有无纵肋（GB4463—84）分为40Si2Mn、48Si2Mn、45Si2Cr6、预应力砼用钢丝和钢绞线钢丝分为冷拉钢丝RCD及消除应力钢丝，外形分为光面S、刻痕SI、螺纹钢丝SH三种表8—11、12、13钢绞线分为1X2、1X3、1X7，也可分为Ⅰ级松弛、Ⅱ级松弛应用：用于大跨度及大负荷的结构。建筑业所用钢材品种很多，主要大量的螺纹钢、线材等建筑钢材外，建筑钢结构用钢占很大的比重，主要是工、槽、角、H型钢等异型材以及板材、管材、彩钢板，而且消耗量很大。2003年，国内钢材增幅较大的钢材是螺纹钢、圆钢、线材、中小型钢、中厚板、焊接钢管，这些都是建筑领域用量较多的钢材。如去年仅H型钢的消费量就超过200万吨。轻钢建筑钢筋砼建筑施工周期一般为1～2个月一般为8～12个月造价小跨度厂房、仓库与钢筋砼建筑基本持平，大跨度厂房、仓库比钢筋砼建筑造价低造价高综合经济效益由于施工周期缩短，建筑物可提前投入使用，综合效益好。因施工周期较长，企业需等待较长时间才能生产。产品投放市场时，市场风险增大综合效益降低建筑物外观色泽鲜艳、美观，色泽和形式可按需求在板型生产时一次性解决屋面色泽单调，墙面必须在粉刷后另加装饰（如瓷砖）地基处理由于建筑本身自重轻，永久荷载仅25～35Kg/m2，固定荷载轻，结构协调性好。遇到软弱地基，一般不需打桩，做浅基即可。建筑本身自重大，永久荷载也大，结构变形协调性差，一般还需打桩，做深基础。保温、隔热、隔音等功能需求的解决屋面、墙面均可采用金属夹芯板或彩板+保温棉解决。保温、隔热、隔音效果均好于砼建筑。在施工时通过材料的搭配解决，方法原始，工序繁琐，效果不如轻钢结构的方法。耐久性彩钢板是以镀铝锌板为基板又用硅酮聚酯作为表面涂层，经两涂两烘工艺加工而成，具有美观的色泽和良好的耐腐蚀性能一般20年不脱漆，寿命达镀锌钢板4倍以上，如果需要修理彩板也很容易。墙面经装饰材料装修，其色泽、美观性能不及彩板。防震轻钢结构本身为柔性结构，本身的抗震性能就很好为刚性结构，要达到一定的抗震性能需采取一些工艺措施环境污染与规划钢构件及附件在工厂制作运到现场安装，保证施工现场清洁文明，以后也不产生污染，如遇规划变化，易拆装。材料在现场施工，现场较乱，以后拆除也不能再用例：长150m跨度24m檐口高度6m建筑面积3600m2轻钢建筑钢筋砼建筑建筑形式单跨门式钢架、屋面彩钢压型单板+50mm玻璃毡保温棉、墙面彩钢压型单板、独立基础，不用打桩。屋顶用钢筋砼屋架梁、屋面为预制钢砼板、墙面砖砌、外墙面瓷砖装饰，内墙粉刷，基础需打桩。±0.00以上建筑造价380元/m2主体：300元/m2装修：200元/m2基础、地坪105元/m2200元/m2总价485元/m2700元/m2六、钢材腐蚀、防锈（一）腐蚀类型化学腐蚀：干燥下反应慢，但温度和湿度高的环境下，发展快。电化学腐蚀：形成电极电位。（二）防腐措施1、合金法：制成不锈钢2、金属覆盖（电化学保护法）：镀层更为活泼的金属3、油漆覆盖（1）底漆（2）面漆4、碱性保护膜：防锈剂