钢结构的材料 (2)精选课件.ppt

关于钢结构的材料(2)第一页，本课件共有81页问题：1、建筑结构用钢材必须具备哪些特点？2、钢材有哪几项基本技术指标？各项指标可以来衡量钢材那些方面的性能？3、简述Q235钢材的破坏过程，画出一次拉伸试验的应力-应变曲线并标明主要参数。4、说明设计时钢材规定静力承载的指标依据，为什么这样？钢结构对材料性能的要求钢结构对材料性能的要求2.1第二页，本课件共有81页较高的强度。即抗拉强度fu和屈服点fy比较高。足够的变形能力。即塑性和韧性性能好。良好的加工性能。即适合冷、热加工，良好的可焊性。适应低温、有害介质侵蚀(包括大气锈蚀)以及重复荷载作用等的性能。容易生产，价格便宜。钢结构设计规范(GB500172003)推荐的普通碳素结构钢Q235钢和低合金高强度结构钢Q345、Q390及Q420是符合上述要求的。选用GB50017规范还未推荐的钢材时，需有可靠依据。以确保钢结构的质量。钢结构对材料性能的要求钢结构对材料性能的要求2.1第三页，本课件共有81页钢材性能的要求主要有：强度 塑性 冷弯性能 C:/WINDOWS/TEMP/Rar$EX01.518/chapt2/1-3.htm韧性 耐久性 可焊性 C:/WINDOWS/TEMP/Rar$EX01.518/chapt2/1-7.htm向伸缩率 第四页，本课件共有81页强度强度是材料受力时抵抗破坏的能力。说明钢材强度性能的指标有弹性模量、比例极限、屈服点和抗拉强度等。这些指标可以根据钢材标准试件一次单向拉伸试验确定。第五页，本课件共有81页一、受拉、受压、受弯及受剪时的性能一、受拉、受压、受弯及受剪时的性能（一）（一）一次拉伸时的性能一次拉伸时的性能 1.1.条件：标准试件（条件：标准试件（GB/T228GB/T228），常温（），常温（205205）下缓慢加载，一次完成。含碳量为下缓慢加载，一次完成。含碳量为0.1%0.1%0.3%0.3%。标准试件：标准试件：Lo/d=5Lo/d=5、1010；Lo-Lo-标距；标距；d-d-直径直径d d第六页，本课件共有81页试验过程试验过程第七页，本课件共有81页2.2.阶段划分阶段划分A.A.有屈服点钢材有屈服点钢材-曲线可以分为曲线可以分为五个阶段五个阶段：(1)(1)弹性阶段弹性阶段(OB(OB段段)（2 2）弹塑性阶段（）弹塑性阶段（BC)BC)（3 3）塑性阶段（）塑性阶段（CD)CD)（4 4）强化阶段）强化阶段(DE(DE段段)（5 5）颈缩阶段）颈缩阶段(EF(EF段段)OBCDAEF第八页，本课件共有81页B.B.对无明显屈服点的钢材对无明显屈服点的钢材 该种钢材在拉伸过程中没有屈服阶段，塑性变该种钢材在拉伸过程中没有屈服阶段，塑性变 形小，破坏突然。形小，破坏突然。设计时取相当于设计时取相当于 残余变形为残余变形为0.2%0.2%时所对应的应力时所对应的应力 作为屈服点作为屈服点条条 件屈服点件屈服点fy=f0.20.2%fup第九页，本课件共有81页3.3.应力应变曲线的简化应力应变曲线的简化1)f1)fy y与与f fp p相差很小；相差很小；2)2)超过超过 f fy y到屈服台阶终到屈服台阶终止的变形约为止的变形约为2.5%-3%2.5%-3%，足以满足考虑结构的，足以满足考虑结构的塑性变形发展的要求。塑性变形发展的要求。（1 1）钢材可以简化为）钢材可以简化为理想弹塑性体理想弹塑性体2.5%-3%fy 00.15%第十页，本课件共有81页 （2 2）钢材在静载作用下：）钢材在静载作用下：强度计算以强度计算以f fy y为依据为依据;f;fu u为结构的安全储备。为结构的安全储备。（3 3）断裂时变形约为弹性变形的）断裂时变形约为弹性变形的200200倍，在破坏前倍，在破坏前 产生明显可见的塑性产生明显可见的塑性 变形，变形，可及时补救，可及时补救，故几乎不可能发生。故几乎不可能发生。O0.15%22%fufyf fu u-f-fy y第十一页，本课件共有81页4.4.单向拉伸时钢材的机械性能指标单向拉伸时钢材的机械性能指标 （1 1）屈服点屈服点f fy y-应力应变曲线开始产生塑性流动时对应力应变曲线开始产生塑性流动时对应的应力，它是衡量钢材的应的应力，它是衡量钢材的承载能力承载能力和确定钢材和确定钢材强度强度设计值设计值的重要指标。的重要指标。（2 2）抗拉强度抗拉强度f fu u-应力应变曲线最高点对应的应力，应力应变曲线最高点对应的应力，它是钢材最大的抗拉强度。它是钢材最大的抗拉强度。第十二页，本课件共有81页（3 3）伸长率）伸长率（4 4）断面收缩率）断面收缩率它是衡量钢材塑性应变能力的重要指标。它是衡量钢材塑性应变能力的重要指标。当当ll0 0/d=5/d=5时，用时，用5 5表示，表示，当当ll0 0/d=10/d=10时，用时，用1010表示。表示。5 5 1010A0A1第十三页，本课件共有81页同单向拉伸时的性能，屈服点也相差不多。同单向拉伸时的性能，屈服点也相差不多。（二）受压时的性能 采用短试件采用短试件ll0 0/d=3,/d=3,屈服点同单向拉伸时的屈服点。屈服点同单向拉伸时的屈服点。（三）受弯时的性能（四）受剪时的性能抗剪强度可由折算应力计算公式得到：抗剪强度可由折算应力计算公式得到：第十四页，本课件共有81页二、冷弯性能二、冷弯性能衡量钢材塑衡量钢材塑性性能和质量性性能和质量优劣的综合指优劣的综合指标。标。add+2.1a播放播放第十五页，本课件共有81页(a)(a)梅氏梅氏U U型缺口型缺口 (b)(b)夏比夏比V V型缺口型缺口 由试件断裂吸收的能量由试件断裂吸收的能量CvCv来衡钢材的冲击韧性，来衡钢材的冲击韧性，单位：单位：J J。CvCv受温度的影响受温度的影响三、冲击韧性三、冲击韧性 衡量钢材在动力（冲击）荷载、复杂应力作用下抗脆性衡量钢材在动力（冲击）荷载、复杂应力作用下抗脆性破坏能力的指标，用断裂时吸收的总能量（弹性和非弹性能）破坏能力的指标，用断裂时吸收的总能量（弹性和非弹性能）来表示。来表示。第十六页，本课件共有81页冲击韧性试验装置冲击韧性试验装置第十七页，本课件共有81页钢材的机械性能指标钢材的机械性能指标1 1、屈服点、屈服点f fy y；2 2、伸长率、伸长率；3 3、抗拉强度、抗拉强度f fu u；4 4、冷弯试验；、冷弯试验；5 5、冲击韧性、冲击韧性CvCv (包括常温冲击韧性、包括常温冲击韧性、0 0度时冲击韧性度时冲击韧性 负温冲击韧性）。负温冲击韧性）。第十八页，本课件共有81页四、耐久性耐久性需要考虑的有耐腐蚀性、“时效”现象、疲劳现象等。耐腐蚀性 钢材在潮湿或腐蚀性环境中工作，需要注意防锈涂装。时效 随着时间的增长，钢材的力学性能有所改变称作时效。第十九页，本课件共有81页疲劳 钢材在多次循环反复荷载作用下，即使应力低于屈服点fy也可能发生破坏的现象称疲劳破坏持久强度 钢材在高温和长期荷载作用下，其屈服强度要比一次拉伸时低得多，所以长期在高温下工作的钢材，应测定其“持久强度”第二十页，本课件共有81页五、可焊性 钢材的可焊性是指在一定工艺和结构条件下，钢材经过焊接能够获得良好的焊接接头的性能。可焊性分为施工上的可焊性和使用性能上的可焊性。施工上的可焊性指对产生裂纹的敏感性，使用性能上的可焊性是指焊接构件在焊接后的力学性能是否低于母材。第二十一页，本课件共有81页六、Z向伸缩性 高层和超高层建筑中，当钢材较厚(t40mm)，承受沿厚度方向的拉力时，为避免层状撕裂，常需要采用抗层状撕裂的钢材，即“Z向钢”。第二十二页，本课件共有81页第二十三页，本课件共有81页影响钢材力学性能的因素影响钢材力学性能的因素 2.2问题：1、简述哪些因素对钢材性能有影响。2、简述化学成分对钢材性能的影响？3、什么是时效硬化和冷作硬化？4、钢材中薄钢板和厚钢板性能一致吗？为什么？5、随着温度升高和降低，钢材性发生什么变化？第二十四页，本课件共有81页影响钢材力学性能的因素影响钢材力学性能的因素 2.2影响钢材力学性能的因素有：化学成分 冶金工艺 冷加工硬化和时效硬化 加载速度应力集中和残余应力 温度复杂应力状态 第二十五页，本课件共有81页一、化学成分一、化学成分普通碳素钢中普通碳素钢中FeFe占占99%99%，其他杂质元素占其他杂质元素占1%1%；普通低合金钢中合金元素普通低合金钢中合金元素5%5%。1.1.碳（碳（C C）：钢材强度的主要来源，：钢材强度的主要来源，随其含量增加，强随其含量增加，强度增加，塑性降低，可焊性降低，抗腐蚀性降低度增加，塑性降低，可焊性降低，抗腐蚀性降低。一般一般控制在控制在0.22%0.22%以下，以下，在在0.20.2以下时，可焊性良好。以下时，可焊性良好。各种因素对钢材性能的影响各种因素对钢材性能的影响第二十六页，本课件共有81页含碳量对-关系的影响第二十七页，本课件共有81页2.2.硫（硫（S S）：有害元素，热脆性。不得超过：有害元素，热脆性。不得超过0.05%0.05%。3.3.磷磷（P P）：有有害害元元素素，冷冷脆脆性性。抗抗腐腐蚀蚀能能力力略略有有提提高高，可焊性降低。不得超过可焊性降低。不得超过0.045%0.045%。4.4.锰锰（MnMn）：合合金金元元素素。弱弱脱脱氧氧剂剂。与与S S形形成成MnSMnS，熔熔点点16001600，可以消除一部分，可以消除一部分S S的有害作用的有害作用。5.5.硅（硅（SiSi）：合金元素。强脱氧剂。：合金元素。强脱氧剂。6.6.钒钒（V V）：合合金金元元素素。细细化化晶晶粒粒，提提高高强强度度，其其碳碳化化物具有高温稳定性，适用于受荷较大的焊接结构。物具有高温稳定性，适用于受荷较大的焊接结构。第二十八页，本课件共有81页7.7.氧（氧（O O）：有害杂质，与：有害杂质，与S相似（热脆）。相似（热脆）。8.8.氮（氮（N N）：有害杂质，与：有害杂质，与P相似（冷脆）相似（冷脆）。9.9.铜铜（CuCu）：提提高高抗抗锈锈蚀蚀性性，提提高高强强度度，对对可可焊焊性性有有影响。影响。“辛集皮革加工厂辛集皮革加工厂”第二十九页，本课件共有81页二冶金工艺二冶金工艺常见的冶金缺陷有：常见的冶金缺陷有：偏析：偏析：钢中化学成分不一致和不均匀性称为偏析。主要是硫和磷的偏钢中化学成分不一致和不均匀性称为偏析。主要是硫和磷的偏析，使钢材的塑性、韧性及可焊性变坏。析，使钢材的塑性、韧性及可焊性变坏。非金属夹杂：非金属夹杂：常见的夹杂物为硫化物和氧化物。硫化物使钢材在常见的夹杂物为硫化物和氧化物。硫化物使钢材在800 800 12001200高温下变脆，氧化物会降低钢材的力学性能和工艺性能。高温下变脆，氧化物会降低钢材的力学性能和工艺性能。气孔：气孔：浇注时由浇注时由FeOFeO与与C C作用所生成的作用所生成的COCO气体不能充分逸出而留在钢锭内形成气体不能充分逸出而留在钢锭内形成的。的。裂纹：裂纹：钢材中已出现的局部破坏钢材中已出现的局部破坏 分层：分层：指沿厚度方向形成层间并不相互脱离的分层。分层处易被锈蚀指沿厚度方向形成层间并不相互脱离的分层。分层处易被锈蚀,且分层使且分层使钢材性能变差。钢材性能变差。第三十页，本课件共有81页第三十一页，本课件共有81页第三十二页，本课件共有81页第三十三页，本课件共有81页三、冷加工硬化和时效硬化冷加工硬化和时效硬化第三十四页，本课件共有81页第三十五页，本课件共有81页 加荷速度提高，钢材的屈服点提高，脆性增大；加荷速度提高，钢材的屈服点提高，脆性增大；重复加载，产生疲劳破坏。重复加载，产生疲劳破坏。五、应力集中和残余应力钢结构构件中存在的孔洞、槽口、凹角、裂缝、厚度变化、形状变化、内部缺陷等使一些区域产生局部高峰应力，此谓应力集中现象。应力集中越严重，钢材塑性越差。(汽车玻璃裂纹处理)四、加荷速度和重复加载 第三十六页，本课件共有81页 残余应力为钢材在冶炼、轧制、焊接、冷加工等过程中，由于不均匀的冷却、组织构造的变化而在钢材内部产生的不均匀的应力。残余应力在构件内部自相平衡而与外力无关。残余应力的存在易使钢材发生脆性破坏。第三十七页，本课件共有81页第三十八页，本课件共有81页第三十九页，本课件共有81页六、温度温度第四十页，本课件共有81页第四十一页，本课件共有81页 钢材在单向应力作用下，当应力达到屈服点 fy时，钢材屈服而进入塑性状态。当钢材处于复杂应力作用下（平面应力或立体应力），按能量强度理论（第四强度理论），以折算应力red是否大于fy来判断钢材是否由弹性状态转变为塑性状态七、复杂应力状态 若red fy 为弹性状态，若red fy为塑性状态；纯剪情况下red=,即 时为弹性状态。第四十二页，本课件共有81页第四十三页，本课件共有81页2.3钢材的破坏形式钢材的破坏形式问题：1、建筑钢材的破坏形式有哪些？其对应特征是什么？2、什么是疲劳破坏？简述疲劳破坏的发展过程。疲劳破坏的影响因素是什么？3、简述引起脆性断裂的主要原因，如何避免脆性断裂？第四十四页，本课件共有81页两种破坏形式 钢材的破坏分塑性破坏和脆性破坏两种。塑性破坏：塑性变形很大，经历时间又较长的破坏称塑性破坏。断裂时断口与作用力方向呈45，且呈纤维状，色泽发暗。脆性破坏：几乎不出现塑性变形的突然破坏称脆性破坏。断裂时断口平齐，呈有光泽的晶粒状。脆性破坏危险性大，必须加以重视。2.3钢材的破坏形式钢材的破坏形式第四十五页，本课件共有81页 塑性破坏与脆性破坏的区别塑性破坏与脆性破坏的区别塑性破坏特点：（1）有明显的有明显的颈缩现象颈缩现象，塑性变形大（2）断裂时断口与作用力方向呈断裂时断口与作用力方向呈45，且呈纤维状，色泽，且呈纤维状，色泽发暗不反光。发暗不反光。“剪应力剪应力”引起破坏，引起破坏，fu才可能破坏才可能破坏fu一定不破坏一定不破坏第四十六页，本课件共有81页 脆性破坏特点：（1）破坏前变形很小，没有任何征兆破坏前变形很小，没有任何征兆（2 2）断口平直、呈晶粒状，发亮能反光）断口平直、呈晶粒状，发亮能反光“拉应力拉应力”引起破坏，破坏时引起破坏，破坏时fu，甚至，甚至fy第四十七页，本课件共有81页导致脆性破坏的因素1.钢材材质 2.冶金缺陷（偏析、非金属夹杂、裂纹、起层）3.温度（热脆、低温冷脆）4.冷作硬化和时效硬化 5.应力集中 6.同号三向主应力状态 第四十八页，本课件共有81页疲劳断裂疲劳断裂是微观裂缝在连续重复荷载作用下不断扩展直至断裂的脆性破坏。断口可能贯穿于母材，可能贯穿于连接焊缝，也可能贯穿于母材及焊缝。出现疲劳断裂时，截面上的应力低于材料的抗拉强度，甚至低于屈服强度。同时，疲劳破坏属于脆性破坏，塑性变形极小，因此是一种没有明显变形的突然破坏，危险性较大。第四十九页，本课件共有81页第五十页，本课件共有81页第五十一页，本课件共有81页第五十二页，本课件共有81页第五十三页，本课件共有81页第五十四页，本课件共有81页第五十五页，本课件共有81页第五十六页，本课件共有81页第五十七页，本课件共有81页第五十八页，本课件共有81页防止脆性断裂的方法：防止脆性断裂的方法：(1)合理选择钢材合理选择钢材温度温度冷脆转变温度低冷脆转变温度低厚度厚度薄薄钢材通常选用的原则是既保证结构安全可靠，同时又要经济钢材通常选用的原则是既保证结构安全可靠，同时又要经济合理，节约钢材。具体而言，应考虑到结构的重要性、荷载特合理，节约钢材。具体而言，应考虑到结构的重要性、荷载特征、连接方法以及工作环境，尤其是在低温下承受动载的重要征、连接方法以及工作环境，尤其是在低温下承受动载的重要的焊接结构，应选择韧性高的材料和焊条。另外，改进冶炼方的焊接结构，应选择韧性高的材料和焊条。另外，改进冶炼方法，提高钢材断裂韧性，也是减少脆断的有效途径。法，提高钢材断裂韧性，也是减少脆断的有效途径。Q235钢分为钢分为A、B、C、D四级，其中，四级，其中，A级：不要求冲击级：不要求冲击试验：试验：B级：要求级：要求+20冲击试验；冲击试验；c级：要求级：要求0冲击试验；冲击试验；D级：要求级：要求-20冲击试验。冲击试验。在此说明一点，对于焊接结构至在此说明一点，对于焊接结构至少应选用少应选用Q235B。第五十九页，本课件共有81页(2)合理设计合理设计合理的设计应该在考虑材料的断裂韧性水平、最低工作温度、合理的设计应该在考虑材料的断裂韧性水平、最低工作温度、荷载特征、应力集中等因素后，再选择合理的结构型式，尤其是荷载特征、应力集中等因素后，再选择合理的结构型式，尤其是合理的构造细节十分重要。合理的构造细节十分重要。设计时应力求使缺陷引起的设计时应力求使缺陷引起的应力集中减少到最低应力集中减少到最低限度，尽限度，尽量保证结构的几何连续性和刚度的连贯性。量保证结构的几何连续性和刚度的连贯性。比如：比如：把结构设计为超静定结构并采用多路径传力可减少脆性断把结构设计为超静定结构并采用多路径传力可减少脆性断裂的危险；裂的危险；接头或节点的承载力设计应比其相连的杆件强接头或节点的承载力设计应比其相连的杆件强20%50%；构件断面在满足强度和稳定的前提下应尽量宽而薄。构件断面在满足强度和稳定的前提下应尽量宽而薄。切记：切记：增加构件厚度将增加脆断的危机，尤其是设计焊接结构应避免增加构件厚度将增加脆断的危机，尤其是设计焊接结构应避免重叠交叉和焊缝集中。重叠交叉和焊缝集中。第六十页，本课件共有81页(3)(3)合理制作和安装合理制作和安装 冷加工冷加工栓孔栓孔 钻、扩钻、扩 焊接焊接合理工艺、参数，减小焊接残余应力，合理工艺、参数，减小焊接残余应力，如厚钢板，焊前预热，焊后保温如厚钢板，焊前预热，焊后保温 安装安装减小装配残余应力减小装配残余应力 就钢结构制作而言，冷热加工易使钢材硬化变脆，焊接就钢结构制作而言，冷热加工易使钢材硬化变脆，焊接尤其易产生裂纹、类裂纹缺陷以及焊接残余应力。就安装而言，尤其易产生裂纹、类裂纹缺陷以及焊接残余应力。就安装而言，不合理的工艺容易造成装配残余应力及其他缺陷。不合理的工艺容易造成装配残余应力及其他缺陷。因此，制定合理的制作安装工艺并以减少缺陷及残余应力为目标因此，制定合理的制作安装工艺并以减少缺陷及残余应力为目标是十分重要的。是十分重要的。(4)(4)合理使用及维修措施合理使用及维修措施避免突然荷载避免突然荷载 钢结构在使用时应力求满足设计规定的用途、荷载及环境，钢结构在使用时应力求满足设计规定的用途、荷载及环境，不得随意变更。不得随意变更。还应建立必要的维修措施，监视缺陷或损坏情况，以防忠于未然。还应建立必要的维修措施，监视缺陷或损坏情况，以防忠于未然。第六十一页，本课件共有81页疲劳破坏与脆性破坏比较疲劳破坏与脆性破坏比较相同点：突然断裂，断裂时名义应力都低于屈服点相同点：突然断裂，断裂时名义应力都低于屈服点不同点（不同点（1 1）疲劳破坏疲劳破坏 裂纹扩展稳定，缓慢，多次反复加载裂纹扩展稳定，缓慢，多次反复加载 脆性破坏脆性破坏 裂纹扩展不稳定，迅速，一次加载就可能破坏裂纹扩展不稳定，迅速，一次加载就可能破坏不同点（不同点（2 2）疲劳破坏疲劳破坏 断口分为疲劳区和瞬断区断口分为疲劳区和瞬断区（疲劳区疲劳区记载了裂缝扩展和闭合记载了裂缝扩展和闭合的过程，的过程，颜色发暗颜色发暗，表面有较清楚的疲劳纹理，呈沙滩状或波纹状。，表面有较清楚的疲劳纹理，呈沙滩状或波纹状。瞬断区瞬断区真真实反映了当构件截面因裂缝扩展削弱到一临界尺寸时脆性断裂的待点，实反映了当构件截面因裂缝扩展削弱到一临界尺寸时脆性断裂的待点，瞬瞬断区晶粒粗亮断区晶粒粗亮。）。）脆性破坏脆性破坏 闪光的晶粒状闪光的晶粒状第六十二页，本课件共有81页2.4钢材的种类和选用钢材的种类和选用问题：1、解释钢材牌号及符号的含义：Q235BF，L90X6，L100X63X6，HN400X200X8X13,-16x200 x600。2、选择钢材时需要考虑哪些因素？3、钢结构设计规范推荐的钢材种类有哪几种？4、如何划分钢材的质量等级？第六十三页，本课件共有81页2.4钢材的种类和选用钢材的种类和选用2.4.1 钢材的种类 1、碳素结构钢 2、低合金结构钢 3、优质碳素结构钢、桥梁用钢及其他2.4.2 钢材的规格 热轧钢板、热轧型钢和冷弯薄壁型钢2.4.3 钢材的选用 选用原则、选用建议第六十四页，本课件共有81页2.4.1钢材的种类钢材主要有碳素结构钢和低合金高强度结构钢。1.碳素结构钢 根据GB700-2006碳素结构钢，碳素结构钢的牌号有Q195，Q215A、B，Q235A、B、C、D，Q255A、B和Q275。表达方式形如 Q235AF第六十五页，本课件共有81页Q235AFQ后面的数字表示屈服强度，单位为N/mm2 A、B、C、D表示质量等级划分，A级对冲击韧性不作要求，冷弯性能只在需方有要求时才进行试验，B、C、D级分别保证20C、0C、-20C时的冲击韧性满足要求，并且都要求冷弯性能合格。钢材有镇静钢、半镇静钢和沸腾钢之分，此外还有用铝补充脱氧的特殊镇静钢，分别用Z、b、F和TZ表示，其中Z和TZ可省略。第六十六页，本课件共有81页2.低合金高强度结构钢 低合金高强度结构钢是在钢的冶炼过程中适量添加几种合金元素（合金元素总量不超过5%），使钢的强度明显提高。GB/T1591-94低合金高强度结构钢规定，钢号采用与碳素结构钢相同的表示方法。根据钢材厚度（直径）16mm时的屈服点不同，分为Q295、Q345、Q390、Q420、Q460等，其中Q345、Q390和Q420是钢结构设计规范推荐采用的钢种。第六十七页，本课件共有81页返回 低合金高强度结构钢分为A、B、C、D、E五个质量等级，不同质量等级是按对冲击韧性的要求区分的。A级无冲击功要求；B级要求提供20冲击功AKV34J（纵向）；C级要求提供0冲击功AKV34J（纵向）；D级要求提供-20冲击功AKV34J（纵向）；E级要求提供-40冲击功AKV27J（纵向）。不同质量等级对碳、硫、磷、铝的要求也有区别。低合金高强度结构钢的A、B级属于镇静钢，C、D、E级属于特殊镇静钢，因此钢的牌号中不需注明脱氧方法。第六十八页，本课件共有81页3.优质碳素结构钢钢丝、钢索、钢丝绳等4.桥梁用结构钢5.其它钢种在屈服点后加q，如Q420qE耐候钢、Z向钢、铸钢第六十九页，本课件共有81页2.4.2钢材的规格钢结构所用的钢材主要有热轧型钢和冷弯薄壁型钢。热轧型钢包括钢板、工字钢、角钢、槽钢、钢管、H型钢和一些冷弯薄壁型钢。热轧钢板包括厚钢板和薄钢板，表示方法为“厚度宽度长度”，单位为mm。第七十页，本课件共有81页 热轧成型的热轧成型的钢板钢板和和型钢型钢，冷弯（或冷压）成型的，冷弯（或冷压）成型的薄壁型钢薄壁型钢。（一）热轧钢板（一）热轧钢板（表示方法（表示方法厚度厚度宽宽/长度长度）分为分为:厚板厚板（厚度（厚度4.5-60mm)4.5-60mm)薄板薄板（厚度（厚度0.35-4mm)0.35-4mm)扁钢扁钢：厚度厚度4-60mm4-60mm，宽度宽度20-200mm20-200mm。2.4.2钢材的规格第七十一页，本课件共有81页(二）热轧型钢二）热轧型钢1.1.工字钢工字钢2.2.槽钢槽钢工字钢根据截面高度工字钢根据截面高度h h及及厚度分类厚度分类a(a(或或b b、c)c)槽钢根据截面高度槽钢根据截面高度h h及及厚度分类厚度分类a(a(或或b b、c)c)第七十二页，本课件共有81页3.3.角钢角钢肢宽度肢宽度肢厚度肢厚度 等肢角钢等肢角钢长肢宽度长肢宽度短肢宽度短肢宽度肢厚度肢厚度 不等肢角钢不等肢角钢第七十三页，本课件共有81页4.4.H型钢型钢分为：分为：宽翼缘宽翼缘HW、中翼缘、中翼缘HM、窄翼缘、窄翼缘HNbht1t2表示方法：表示方法：H高度高度宽度宽度腹板厚度腹板厚度翼缘厚度翼缘厚度如：如：Hh hb bt t1 1t t2 25.5.钢管钢管tD表示方法：表示方法：外径外径壁厚壁厚分为无缝管和焊接管分为无缝管和焊接管DN (内径)第七十四页，本课件共有81页第七十五页，本课件共有81页（三）冷弯薄壁型钢（三）冷弯薄壁型钢壁厚壁厚1.55mm压型钢板壁厚压型钢板壁厚0.41.5mm第七十六页，本课件共有81页2.4.3钢材的选用选用钢材的原则是:既能使结构安全可靠地满足使用上的要求，又要尽最大可能节约材料，降低造价。第七十七页，本课件共有81页（一）选择钢材的原则一）选择钢材的原则1 1结构或构件的重要性；结构或构件的重要性；第七十八页，本课件共有81页2 2荷载情况（静力荷载，动力荷载）；荷载情况（静力荷载，动力荷载）；静力荷载作用下可选择经济性较好的静力荷载作用下可选择经济性较好的Q235Q235钢材。钢材。动力荷载作用下应选择综合性能较好钢材。动力荷载作用下应选择综合性能较好钢材。3 3连接方法（焊接连接、螺栓连接）；连接方法（焊接连接、螺栓连接）；焊接结构对材质的要求严格，应严格控制焊接结构对材质的要求严格，应严格控制C C、S S、P P的极的极限含量；非焊接结构对限含量；非焊接结构对C C的要求可降低一些。的要求可降低一些。4 4结构所处的工作条件（环境温度，腐蚀等）；结构所处的工作条件（环境温度，腐蚀等）；低温下工作的结构应选择低温脆断性能好的镇定钢低温下工作的结构应选择低温脆断性能好的镇定钢5.5.钢材的厚度。钢材的厚度。厚度大的焊接结构应采用材质较好的钢材。厚度大的焊接结构应采用材质较好的钢材。第七十九页，本课件共有81页（二）钢材选择建议（二）钢材选择建议1 1、承重结构的钢材宜采用、承重结构的钢材宜采用Q235Q235钢、钢、Q345Q345钢、钢、Q390Q390钢和钢和Q420Q420钢，其质量应分别符合国家标准钢，其质量应分别符合国家标准碳素结构钢碳素结构钢GB/T700GB/T700和和低合金高强度结构钢低合金高强度结构钢GB/T1591GB/T1591的规定。当的规定。当采用其他牌号的钢材时，尚符合相应有关标准的规定和要采用其他牌号的钢材时，尚符合相应有关标准的规定和要求。求。2 2、承重结构的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度、承重结构的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度和硫、磷含量的合格保证，对焊接结构尚具有含碳量的和硫、磷含量的合格保证，对焊接结构尚具有含碳量的合格保证。合格保证。第八十页，本课件共有81页感谢大家观看第八十一页，本课件共有81页