1A412012 建筑鋼材的性能和應用
建筑鋼材分為鋼結構用鋼、鋼筋混凝土結構用鋼和建筑裝飾用鋼材制品。
一、建筑鋼材的主要鋼種
鋼材是以鐵為主要元素,含碳量為0.02%~2.06%,并含有其他元素的合金材料。鋼材按化學成分分為碳素鋼和合金鋼兩大類。碳素鋼根據含碳量又可分為低碳鋼(含碳量小于0.25%)、中碳鋼(含碳量0.25%~0.6%)和高碳鋼(含碳量大于0.6%)
例如,Q235一AF表示屈服強度為235MPa的A級沸騰鋼。
二、常用的建筑鋼材
(一)鋼結構用鋼
鋼結構用鋼主要是熱軋成型的鋼板和型鋼等。
鋼板材包括鋼板、花紋鋼板、建筑用壓型鋼板和彩色涂層鋼板等。鋼板規格表示方法為寬度×厚度×長度(單位為mm)。鋼板分厚板(厚度4mm)和薄板(厚度≤4mm) 兩種。厚板主要用于結構,薄板主要用于屋面板、樓板和墻板等。
(二)鋼管混凝土結構用鋼管
(三)鋼筋混凝土結構用鋼
HRB400又常稱新Ⅲ級鋼,是我國規范提倡使用的鋼筋品種。
(三)鋼筋混凝土結構用鋼
國家標準規定,有較高要求的抗震鋼筋:
1.鋼筋實測抗拉強度與實測屈服強度之比不小于1.25;
2.鋼筋實測屈服強度與規定的屈服強度特征值之比不大于1.30;
3.鋼筋的最大力總伸長率不小于9%。
(四)建筑裝飾用鋼材制品
1.不銹鋼及其制品
不銹鋼是指含鉻量在12%以上的鐵基合金鋼。鉻的含量越高,鋼的抗腐蝕性越好。
2.輕鋼龍骨
三、建筑鋼材的力學性能
鋼材的主要性能包括力學性能和工藝性能。
其中力學性能是鋼材最重要的使用性能,包括拉伸性能、沖擊性能、疲勞性能等。
工藝性能表示鋼材在各種加工過程中的行為,包括彎曲性能和焊接性能等。
(一)拉伸性能
反映建筑鋼材拉伸性能的指標包括屈服強度、抗拉強度和伸長率。屈服強度是結構設計中鋼材強度的取值依據。抗拉強度與屈服強度之比(強屈比)是評價鋼材使用可靠性的一個參數。強屈比愈大,鋼材受力超過屈服點工作時的可靠性越大,安全性越高;但強屈比太大,鋼材強度利用率偏低,浪費材料。
鋼材在受力破壞前可以經受永久變形的性能,稱為塑性。在工程應用中,鋼材的塑性指標通常用伸長率表示。伸長率越大,說明鋼材的塑性越大。
(二)沖擊性能
在負溫下使用的結構,應當選用脆性臨界溫度較使用溫度為低的鋼材。
(三)疲勞性能
受交變荷載反復作用時,鋼材在應力遠低于其屈服強度的情況下突然發生脆性斷裂破壞的現象,稱為疲勞破壞。
四、鋼材化學成分及其對鋼材性能的影響
1.碳:碳是決定鋼材性能的最重要元素。建筑鋼材的含碳量不大于0.8%,隨著含碳量的增加,鋼材的強度和硬度提高,塑性和韌性下降。
2.硅:當含量小于1%時,可提高鋼材強度,對塑性和韌性影響不明顯。硅是我國鋼筋用鋼材中的主要添加元素
3.錳:錳能消減硫和氧引起的熱脆性,使鋼材的熱加工性能改善,同時也可提高鋼材強度
4.磷:磷是碳素鋼中很有害的元素之一。從而顯著加大鋼材的冷脆性,也使鋼材可焊性顯著降低。
5.硫:硫也是很有害的元素,硫化物所造成的低熔點使鋼材在焊接時易產生熱裂紋,形成熱脆現象,稱為熱脆性。硫使鋼的可焊性、沖擊韌性、耐疲勞性和抗腐蝕性等均降低。
6.氧:氧是鋼中有害元素。
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