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1、6.6 土木工程常用钢材,钢结构用钢钢筋混凝土用钢,6.6 土木工程常用钢材钢结构用钢,6.6.1 钢结构用型钢,6.6.1 钢结构用型钢,我国钢结构所用的母材主要是：普通碳素结构钢和低合金高强度结构钢。 类型： 热轧型钢 冷弯薄壁型钢 热（冷）轧钢板和钢管等。,我国钢结构所用的母材主要是：普通碳,1.热轧型钢角钢、L型钢、工字钢、槽钢、 H型钢、T型钢,热轧型钢截面示意图,1.热轧型钢热轧型钢截面示意图,工字钢,工字钢,H型钢,宽翼缘HW,中翼缘HM,窄翼缘HN,H型钢宽翼缘HW中翼缘HM窄翼缘HN,2冷弯型钢,冷弯型钢截面示意图,2冷弯型钢冷弯型钢截面示意图,方形,矩形,（1）结构用冷弯空
2、心型钢,方形矩形（1）结构用冷弯空心型钢,（2）通用冷弯开口型钢,等边角钢,不等边角钢,等边槽钢,不等边槽钢,内卷边槽钢,外卷边槽钢,卷边Z型钢,Z型钢,（2）通用冷弯开口型钢等边角钢不等边角钢等边槽钢不等边槽钢内,3. 压型钢板,规范：GB/T12755-2008规格：冷弯型钢 厚度 0.4-2mm特点：单位重量轻、强度高、抗震性能好、 施工快速、外形美观用途：主要用于围护结构(屋面、墙面)、楼 板，也可用于其他构筑物。,3. 压型钢板规范：GB/T12755-2008,压型钢板,曲面型,平面型,压型钢板曲面型平面型,压型钢板规格,YX51 250 750,YX28 200 600,压型钢板
3、规格YX51 250 750YX28 2,压型钢板组合楼板,压型钢板组合楼板,4钢管和钢板（1）钢管 土木工程用钢管种类：热轧无缝钢管、焊接钢管（2）钢板,1）建筑结构用钢板 2）花纹钢板3）彩色涂层钢板,4钢管和钢板1）建筑结构用钢板,彩色涂层钢板,彩色涂层钢板,内置绝热层的复合钢板,内置绝热层的复合钢板,6.6.2 钢筋混凝土用钢材,混凝土脆性材料，耐压，不耐拉 钢 材塑性材料，耐拉，易生锈 二者结合，优势互补。 钢筋混凝土结构用钢筋：碳素结构钢、低合金高 强度结构钢、优质碳素钢主要类型：热轧钢筋、冷轧带肋钢筋、预应力混凝土用热处理钢筋、预应力混凝土用螺纹钢筋、预应力混凝土用钢棒、冷拉低碳
4、钢筋、冷轧扭钢筋、冷拔低碳钢丝、焊接钢筋网。,6.6.2 钢筋混凝土用钢材 混凝土脆性,1热轧钢筋,钢筋表面和截面形状,热轧钢筋主要用于钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构的配筋，是土木建筑工程中使用量最大的钢材品种之一。,1热轧钢筋钢筋表面和截面形状 热轧钢筋主要用,（1）热轧光圆钢筋 （2）热轧带肋钢筋 （3）余热处理钢筋,（1）热轧光圆钢筋,2冷轧带肋钢筋 冷轧带肋钢筋钢材强度高，可节约建筑钢材 和降低工程造价 。,三面肋钢筋表面及截面形状,2冷轧带肋钢筋三面肋钢筋表面及截面形状,3冷轧扭钢筋 冷轧扭钢筋是用低碳钢热轧圆盘条在常温下经专用钢筋冷轧扭机调直、冷轧并冷扭或冷滚一次成形具有规定截面
5、形状和相应节距的连续螺旋状钢筋。,冷轧扭钢筋形状及截面示意图,3冷轧扭钢筋冷轧扭钢筋形状及截面示意图,4钢筋焊接网 钢筋焊接网是纵向钢筋和横向钢筋分别以一定的间距排列且互成直角、全部交叉点均焊接在一起的网片。焊接网用钢筋的力学性能与工艺性能应分别符合相应标准中相应牌号钢筋的规定。钢筋焊接网焊点的抗剪力应不小于试样受拉钢筋规定屈服力值的0.3倍。钢筋混凝土用钢筋焊接网是一种良好、高效的混凝土配筋用材料。它的出现对提高建筑施工效率、结构质量及安全可靠性、改变传统的建筑施工方法都具有十分重要的意义,可用于钢筋混凝土结构的配筋和预应力混凝土结构的普通钢筋。,钢筋焊接网,4钢筋焊接网钢筋焊接网,5预应力
6、混凝土用钢丝和钢绞线 （1）预应力混凝土用钢丝 高强度钢丝，用优质碳素结构钢盘条经冷拉或冷拔后消除应力处理制成。 分类： 按加工方式：冷拉钢丝、消除应力钢丝 按消除应力松弛性能：低松弛级钢丝、普通松弛级钢丝 （2）预应力混凝土用钢绞线 预应力混凝土用钢绞丝是以数根优质碳素结构钢钢丝经绞捻和消除内应力的热处理而制成。,5预应力混凝土用钢丝和钢绞线,6预应力混凝土用热处理钢筋 特点：高强、高韧性、高粘结力和应力松弛率低 用途：预应力钢筋混凝土轨枕，也可用于预应力梁、 板结构及吊车梁等。,土木工程材料第2版课件6,7预应力混凝土用螺纹钢筋 优点：强度高、韧性高 应用：大型桥梁、公路预应力构件制作及岩
7、体锚固等,螺纹钢筋表面及截面形状,7预应力混凝土用螺纹钢筋螺纹钢筋表面及截面形状,8预应力混凝土用钢棒 预应力强度级别中的中间强度级 特点：高强韧性、低松弛性、与混凝土粘结力强、可焊性好、镦锻性好、节约材料 应用：高强度预应力混凝土离心管桩、电杆、高架桥墩、铁路轨枕等预应力构件中,钢棒外形及截面形状,8预应力混凝土用钢棒钢棒外形及截面形状,6.7 钢材的腐蚀与防护6.7.1 钢材的腐蚀1. 腐蚀危害： 截面均匀减少； 产生局部锈坑，引起应力集中。 钢材的腐蚀，轻者使钢材性能下降，重者导致结构破坏，造成工程损失。尤其是钢结构，在使用期间应引起重视。,6.7 钢材的腐蚀与防护,2. 腐蚀种类： 化
8、学腐蚀 电化学腐蚀(主要) 化学腐蚀主要的化学反应有： 由O2产生：Fe+O2FeO，Fe2O3，Fe3O4； 由CO2产生：Fe+ CO2 FeO，Fe3O4+CO； 由H2O产生：FeH2OFeO，Fe3O4+H2。 电化学锈蚀过程如下： 阳极：Fe=Fe2+ +2e 阴极：H2O+1/2O2=2OH- -2e 总反应式：Fe2+2OH-=Fe(OH)2 2Fe(OH)2+H2O+1/2O2=2Fe(OH)3 3. 条件： 电解质溶液水、溶有CO2的水 局部原电池不同元素和杂质,2. 腐蚀种类： 化学腐蚀 电化学腐蚀(主要),FeFeOFe2O3Fe3O4Fe(OH)2Fe(OH)3F,6
9、.7.2 钢筋混凝土中钢筋腐蚀,用普通混凝土制作的钢筋混凝土，只要混凝土表面没有缺陷，里面的钢筋是不会锈蚀的。 但是，普通混凝土制作的钢筋混凝土有时也发生钢筋锈蚀现象。其主要原因有：（1）混凝土不密实，环境中的水和空气能进入混凝土内部；（2）混凝土保护层厚度小或发生了严重的碳化，使混凝土失去了碱性保护作用；（3）混凝土内Cl含量过大，使钢筋表面的保护膜被氧化；（4）预应力钢筋存在微裂缝等缺陷，引起应力锈蚀。 为了防止钢筋锈蚀，应保证混凝土的密实度以及钢筋保护层的厚度。,6.7.2 钢筋混凝土中钢筋腐蚀 用普通混凝土制作的钢,钢筋混凝土中钢筋的腐蚀,钢筋混凝土中钢筋的腐蚀,6.7.3 钢材腐蚀的
10、防止1. 合金化 加入合金元素：铜、铬、镍等2. 金属覆盖 镀锌、镀锡、镀铬等3. 非金属覆盖 涂料、搪瓷、塑料4. 钢筋防锈 保护层厚度、硅酸盐水泥、限制氯离子,6.7.3 钢材腐蚀的防止,6.7.4 钢材的防火 1. 钢在火灾中的表现 耐火试验中耐火极限：钢柱 0.25h、钢梁 0.15h 2. 防火 （1）防火涂料包裹法膨胀型、非膨胀型 （2）不燃性板材包裹法石膏板、硅酸钙板 （3）实心包裹法,6.7.4 钢材的防火,6.8 铝及铝合金,6.8.1 铝材及其特性 铝材及其合金具有许多优点，这些特点使其在土木工程建设中具有重要的应用价值。 （1）密度轻 （2）比强度高 （3）熔点低（660
11、 ） （4）抗腐蚀性好 （5）外观漂亮 （6）耐低温性好 此外，铝还具有很好的导电性和导热性，且没有磁性。但是，铝材也有其缺点，如焊接连接困难，生产中耗能大，成本高等。,6.8 铝及铝合金6.8.1 铝材及其特性,6.8.2 铝合金铝合金按加工方法可以分为（1）铸造铝合金（2）变形铝合金,6.8.2 铝合金,6.8.3 铝合金在建筑中的应用1常用的装饰用铝合金制品（1）铝合金门窗（2）铝合金装饰板及吊顶,铝合金门窗,铝合金吊顶,铝合金压花板,6.8.3 铝合金在建筑中的应用铝铝合金吊顶铝合金压花板,仿木纹铝合金型材,铝合金彩钢岗亭,仿木纹铝合金型材 铝合金彩钢岗亭,2铝合金在建筑结构中的应用
12、铝合金结构常见的形式有以下几种。 （1）铝合金桥梁 （2）铝合金大跨度屋盖 （3）铝合金网壳及网架,2铝合金在建筑结构中的应用,铝合金装饰板,铝合金装饰板,6.9 铜与铜合金6.9.1 铜 优点： （1）化学性能比较稳定 （2）外观多彩光亮 （3）具有良好的塑性与延展性 （4）电与热的优良导体,6.9 铜与铜合金,6.9.2 铜合金1.黄铜 铜与锌的合金，常呈金黄色或黄色，色泽随锌含量的提高而逐渐变淡。黄铜的强度、硬度、耐磨性均高于纯铜，且不易生锈。黄铜具有金黄色光泽，利用黄铜装饰的建筑物可表现得光彩夺目。2.青铜 铜和锡的合金，它常呈青灰色或灰黄色。青铜具有硬度大、铸造性好、强度较高、耐磨性与抗腐蚀性好等特点。,6.9.2 铜合金,土木工程材料第2版课件6,
