建筑用钢PDF电子书下载

1概述 1

1.1建筑用钢范畴 1

1.2国内钢铁生产发展概况 5

1.3世界钢铁生产发展概况 10

参考文献 14

2钢铁材料基本知识 15

2.1钢铁材料的分类 15

2.1.1铁的分类 15

2.1.2钢的分类 17

2.1.3钢材的分类 19

2.2钢铁产品牌号的表示方法 20

2.2.1生铁牌号表示方法 22

2.2.2铸铁牌号表示方法 22

2.2.3铸钢牌号表示方法 23

2.2.4钢产品牌号表示方法 24

2.3主要合金元素及有害成分对钢性能的影响 25

2.4钢铁产品有关术语 28

2.4.1常用钢产品名词说明 28

2.4.2钢材标准常用术语 31

2.4.3钢材交货状态 34

2.4.4钢材产品缺陷术语 35

2.4.5铁碳合金的基本组织 36

2.4.6钢铁材料的热处理 38

2.5金属的晶体结构与结晶 41

2.5.1金属 41

2.5.2金属的晶体结构 43

2.5.3金属的结晶 47

2.5.4合金结构概述 51

参考文献 53

3工程设计、施工及验收规范对建筑钢材的基本规定 55

3.1《钢结构设计规范》（GB／T 50017—2003） 55

3.2《高层民用建筑钢结构技术规程》（JGJ 99—98） 57

3.3《预应力钢结构技术规程》（CECS 212： 2006） 58

3.4《型钢混凝土组合结构技术规程》（JGJ 138—2001）（J 130—2001） 65

3.5《钢管混凝土结构设计与施工规程》（CECS 28： 90） 66

3.6《门式钢架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS 102： 98） 67

3.7《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB 50018—2002） 67

3.8《网架结构设计与施工规程》（JGJ 7—91） 68

3.9《网壳结构技术规程》（JGJ 61—2003） J 258—2003） 68

3.10《膜结构技术规程》（CECS 158： 2004） 70

3.11《高耸结构设计规范》（GB 50135—2006） 71

3.12《铁路桥梁钢结构设计规范》（TB 10002.2—2005）（J 461—2005） 71

3.13《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2002） 75

3.14《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3—2002）（J 186—2002） 75

3.15《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》（TB 10002.3—2005）（J 462—2005） 76

3.16《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2001） 76

3.17《构筑物抗震设计规范》（GB 50191—93） 77

3.18《预应力混凝土结构抗震设计规程》（JGJ 140—2004）（J 301—2004） 77

3.19《建筑工程大模板技术规程》（JGJ 74—2003）（J 270—2003） 77

3.20《建筑施工扣件式脚手架安全技术规程》（JGJ 130—2001） 77

参考文献 77

4钢材的力学性能 79

4.1单向静拉伸载荷下的力学性能 79

4.1.1强度 80

4.1.2塑性 87

4.2弹性变形 88

4.2.1胡克定律 88

4.2.2弹性模量 89

4.2.3弹性比功 90

4.3塑性变形 91

4.3.1滑移 91

4.3.2多晶体的塑性变形 94

4.3.3屈服现象及其本质 95

4.3.4应变时效 96

4.4断裂 97

4.4.1断裂类型 97

4.4.2断裂机理 98

44.3断裂强度 101

4.5钢材在静荷载下的其他力学性能 105

4.5.1应力状态系数 105

4.5.2扭转 107

4.5.3弯曲 112

4.5.4压缩 115

4.5.5硬度 118

4.6缺口试样静载荷试验 123

4.6.1缺口效应 124

4.6.2缺口试样的静载力学性能试验 127

4.6.3缺口试样在冲击载荷下的力学性能 130

4.6.4低温脆性及其评定 134

4.7断裂韧性基础 144

4.7.1线弹性条件下的断裂韧性 145

4.7.2裂纹尖端塑性区及KI的修正 151

4.7.3影响断裂韧性的因素 155

4.7.4断裂韧性KIC的测试 157

4.7.5断裂韧性KIC的应用 161

4.7.6弹塑性条件下的断裂韧性 162

4.8疲劳 165

4.8.1疲劳的基本概念 165

4.8.2变动载荷与循环应力 165

4.8.3疲劳种类 167

4.8.4疲劳S-N曲线 167

4.8.5疲劳极限 169

4.8.6条件疲劳极限和S-N曲线的测定 176

4.8.7疲劳破坏机理 180

4.8.8改善疲劳强度的方法 181

参考文献 183

5建筑用钢的合金设计 184

5.1纯铁的晶体结构 184

5.2铁碳合金的平衡组织类型 185

5.2.1铁素体与奥氏体 188

5.2.2渗碳体（Fe3C） 189

5.2.3平衡态组织 189

5.3钢在冷却过程中的相转变 191

5.3.1奥氏体化过程 192

5.3.2钢在冷却时的转变 193

5.3.3钢的典型组织 200

5.4钢的强韧化原理 212

5.4.1晶体的塑性变形与晶体缺陷 212

5.4.2钢组织的强韧化 219

5.5合金元素对钢性能的影响 222

5.5.1合金元素在钢中的分布状态 222

5.5.2合金元素对相图的影响 222

5.5.3合金元素对钢的热处理（淬火回火）的影响 223

5.6建筑用钢的合金设计 226

5.6.1钢筋 226

5.6.2桥梁用钢 227

5.6.3高强度建筑钢板 230

5.6.4耐火钢 231

参考文献 231

6建筑用钢的现代生产工艺 233

6.1冶炼 234

6.2炉外精炼 236

6.3连铸 240

6.4控制轧制与控制冷却 244

6.5热处理 245

参考文献 246

7建筑钢结构用钢 247

7.1碳素结构钢 247

7.1.1概述 247

7.1.2标准解述 248

7.2低合金高强度结构钢 251

7.2.1概述 251

7.2.2发展现状 252

7.2.3标准解述 253

7.3适应抗震设计要求的建筑结构用钢 269

7.3.1概述 269

7.3.2标准解述 270

7.4耐大气腐蚀用钢（耐候钢） 275

7.4.1概述 275

7.4.2标准解述 276

7.5抗层状撕裂高强度钢 281

7.5.1概述 281

7.5.2标准解述 282

7.6耐火高强度结构钢 283

7.6.1概述 283

7.6.2标准解述 284

7.7合金结构钢 287

7.7.1概述 287

7.7.2标准解述 288

7.8国内外钢种／牌号对照 291

参考文献 291

8轧钢生产概述 292

8.1轧钢机的基本组成 292

8.1.1轧机按用途分类 293

8.1.2按轧辊装配形式分类 295

8.1.3按工作机座布置分类 298

8.2轧钢生产工艺流程 300

8.2.1原料的准备 300

8.2.2原料的加热 300

8.2.3轧钢制度的确定 301

参考文献 302

9型钢 303

9.1热轧H型钢和剖分T型钢 303

9.1.1热轧H型钢 303

9.1.2剖分T型钢 313

9.1.3热轧轻型H型钢 317

9.2焊接H型钢 318

9.2.1常规焊接H型钢（重型） 319

9.2.2高频焊接薄壁H型钢 322

9.3工、槽钢 330

9.3.1工字钢 330

9.3.2槽钢 333

9.4角钢 336

9.4.1热轧等边角钢 336

9.4.2热轧不等边角钢 340

9.5冷弯型钢 344

9.5.1冷弯型钢产品标准 345

9.5.2方矩形钢管生产工艺的改进 351

9.5.3建筑结构用冷弯矩形钢管尺寸系列 353

参考文献 359

10板带钢 361

10.1概述 361

10.2板带钢的分类 362

10.3板带钢产品的主要技术要求 363

10.4热轧板带钢 363

10.4.1热轧板带钢尺寸系列 363

10.4.2热轧板带钢的种类和用途 368

10.4.3热轧板带钢生产工艺概述 370

10.5冷轧板带钢 376

10.5.1概述 376

10.5.2冷轧钢板和钢带的尺寸系列 377

10.5.3碳素结构钢和低合金结构钢冷轧薄板和钢带 380

10.5.4优质碳素结构钢冷轧薄钢板和钢带 380

10.5.5冷轧板带钢生产工艺过程 383

10.6镀层钢板 385

10.6.1概述 385

10.6.2连续热镀锌钢板和钢带 386

10.6.3铝含量为55％的Zn-Al合金镀层钢板 391

10.6.4连续热浸镀铝锌硅合金镀层钢带和钢板 393

10.6.5含5％铝的Zn-Al合金镀层钢板 394

10.6.6连续热浸镀锌铝稀土合金镀层钢带和钢板 396

10.6.7电镀锌钢板 397

10.7彩色涂层钢板 400

10.7.1彩色涂层钢板技术标准 400

10.7.2彩色涂层钢板的选择 403

10.7.3彩涂钢板的典型生产工艺 403

10.7.4彩色涂层钢板产品质量检验 405

参考文献 406

11钢管 408

11.1钢管的分类 408

11.2焊接钢管 409

11.2.1直缝电焊钢管 410

11.2.2低压流体输送用焊接钢管 413

11.2.3结构用高强度耐候焊接钢管 415

11.2.4螺旋焊钢管 417

11.2.5焊接钢管尺寸的统一 419

11.2.6焊接钢管生产工艺 421

11.3无缝钢管 425

11.3.1概述 425

11.3.2无缝钢管尺寸规格 427

11.3.3结构用无缝钢管 429

11.3.4输送流体用无缝钢管 431

11.3.5无缝钢管生产工艺 432

参考文献 434

12铸钢件 435

12.1铸钢的分类和牌号 435

12.1.1铸钢的分类 435

12.1.2铸钢钢号的表示方法 436

12.2建筑工程结构用铸造碳钢件 436

12.2.1一般工程用碳素钢铸件 436

12.2.2焊接结构用碳素钢铸件 437

12.3铸钢的铸造工艺特点 438

12.4铸钢件的热处理 438

12.5工程实例 439

参考文献 440

13混凝土结构用钢 441

13.1钢筋的分类 442

13.2混凝土结构对钢筋的性能要求 444

13.3钢筋的发展和钢种系列 444

13.4钢筋的品种、性能 448

13.4.1混凝土结构用钢筋 448

13.4.2预应力混凝土用钢筋 463

13.5钢筋的生产工艺及其特点 481

13.5.1普通钢筋的生产工艺及其特点 481

13.5.2预应力钢材的生产工艺及其特点 493

13.6钢筋在国内外的应用、生产概况及今后的发展趋势 497

参考文献 498

14桥梁用钢 499

14.1桥梁发展概况 499

14.1.1我国古代桥梁 499

14.1.2现代桥梁 501

14.2我国钢桥常用钢的化学成分 515

14.2.1十六锰桥钢（16 Mnq） 516

14.2.2十五锰矾氮桥钢（15 MnVNq） 517

14.2.3十四锰铌桥钢（14 MnNbq） 522

14.3钢桥用钢的化学成分与焊接 522

14.3.1钢材的可焊性 522

14.3.2焊接质量标准 523

14.3.3焊接的热裂纹倾向与脆硬冷裂倾向 523

14.4 钢桥制造试验 525

14.4.1可焊性试验 525

14.4.2焊接工艺评定试验 525

14.4.3主要杆件的试制 525

14.4.4随梁试板试验 525

14.5桥梁用钢的力学性能要求 525

145.1强度要求 526

14.5.2塑性要求 527

14.5.3冷弯要求 528

14.5.4冲击韧性要求 528

14.6缺陷检查 530

14.6.1表面缺陷 530

14.6.2内部缺陷 531

14.7基于断裂力学理论的桥梁钢断裂韧性研究 531

14.7.1宽板拉伸试验 531

14.7.2裂纹尖端张开位移试验 539

14.8国外桥梁用钢情况 546

14.8.1概况 546

14.8.2各国桥梁用钢牌号的表示法 547

14.8.3各国桥梁用钢材 547

14.9国产桥梁钢标准（国标及铁路钢桥铁道部标准） 561

14.9.1桥梁用钢标准（国标GB／T 714—2000）主要规定 561

14.9.2《铁路桥梁钢结构设计规范》（TB 10002.2—2005）的主要规定 564

14.10高强度钢丝拉索 567

14.10.1桥梁镀锌高强度钢丝 567

14.10.2高强度钢丝拉索 568

参考文献 569

15建筑用钢的焊接 570

15.1焊接和钢材焊接性 570

15.1.1焊接的最新定义和焊接方法分类 570

15.1.2钢材焊接性概念的提出和对其内涵的不同界定 572

15.2建筑钢结构用钢的焊接性能评定 574

15.2.1对评定历程的回顾和定位 574

15.2.2评定关注的主要问题和评定方法 574

15.2.3各种碳当量计算公式的含义、应用条件及问题 575

15.2.4常用的焊接性试验方法 580

15.2.5焊接裂纹的形成和防止措施 587

15.3焊接对钢材性能的影响和要求 590

15.3.1焊接热过程的特殊性和组织转变 590

15.3.2钢材焊接热影响区的硬化、软化和脆化 593

15.3.3提高焊接热影响区韧性应作为改善钢材性能的重要目标 595

15.3.4日本对抗震焊接钢结构用钢的要求 595

15.4焊接材料的作用、标准、选用及发展 596

15.4.1焊接材料的作用 596

15.4.2焊接材料的标准和选用原则 597

15.4.3手工焊条电弧焊对焊条的选用 598

15.4.4气体保护焊对焊丝的选用 600

15.4.5埋弧焊对焊丝和焊剂的选用 604

15.4.6焊接材料的发展 606

参考文献 608

16建筑用钢的腐蚀与防护 609

16.1建筑用钢的腐蚀与国民经济 609

16.1.1概述 609

16.1.2建筑用钢腐蚀造成的经济损失 610

16.2钢结构的腐蚀与防护 611

16.2.1钢结构的腐蚀与发展速率 611

16.2.2钢（铁）腐蚀的电化学性质 613

16.2.3钢结构的主要腐蚀类型 618

16.2.4环境与钢结构腐蚀 625

16.2.5钢结构的防护 628

16.3混凝土中钢筋的腐蚀与防护 634

16.3.1概述 634

16.3.2混凝土中钢筋腐蚀原理 635

16.3.3钢筋腐蚀类型与结构破坏的发展阶段 636

16.3.4氯盐环境与钢筋腐蚀 637

16.3.5中性化、污染与钢筋腐蚀 644

16.3.6钢筋腐蚀的防护技术 646

参考文献 655

术语索引 657