實(shí)驗(yàn)室常規(guī)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)課件

1、 土木工程用鋼材 第一部分土木工程鋼材的基本知識(shí) 第二部分 鋼筋 第三部分 鋼筋焊接件 第四部分 鋼筋機(jī)械連接 第一部分土木工程鋼材的基本知識(shí) 第一節(jié) 概述 第二節(jié)第二節(jié) 建筑鋼材的主要技術(shù)性能建筑鋼材的主要技術(shù)性能 第三節(jié) 建筑鋼材化學(xué)成分對(duì)其性能的影響 第四節(jié) 鋼材的冷加工和時(shí)效強(qiáng)化 第五節(jié) 建筑鋼材的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與選用 第一節(jié) 概述 17世紀(jì)70年代人類開(kāi)始大量應(yīng)用生鐵作建筑材料19世紀(jì)初開(kāi)始用熟鐵、軟鋼建造橋梁和房屋。1850年法國(guó)人朗波制造了第一只鋼筋混凝土小船 ，并獲得鋼筋混凝土專利 1872年在紐約出現(xiàn)了第一所鋼筋混凝土房屋，19世紀(jì)60年代在上海、漢陽(yáng)等地相繼建成煉鐵廠20世紀(jì)30

2、年代預(yù)應(yīng)力混凝土誕生鋼材及其與混凝土復(fù)合的鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土，已成為現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)的主體材料。 土木工程鋼材是指用于鋼結(jié)構(gòu)的各種型鋼（角鋼、槽鋼、工字鋼等）、鋼板、鋼管和用于鋼筋混凝土中的各種鋼筋、鋼絲等（P57表A.2.1）。 一、鋼材的特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：1.質(zhì)量均勻，性能可靠鋼材是在嚴(yán)格的技術(shù)控制條件下生產(chǎn)的材料，與非金屬材料（混凝土）相比，品質(zhì)均勻穩(wěn)定、性能可靠。 2、（比）強(qiáng)度、硬度高輕質(zhì)高強(qiáng)（比強(qiáng)度50，C3012.5）適合于制作各種承載較大的構(gòu)件和結(jié)構(gòu)（高層、大跨），以及鋼軌和機(jī)械加工用的切割工具。 3、塑性、韌性好 常溫下能承受較大的塑性變形，便于冷拉、冷拔、冷軋等各種工冷加工；良

3、好的韌性，使鋼材可承受較大的沖擊、振動(dòng)荷載，適合于制作吊車梁、橋梁等承受動(dòng)荷載的結(jié)構(gòu)和構(gòu)件（抗震性好） 。 4、加工性好、施工效率高 可澆鑄成各種形狀、也可冷、熱加工（可冷拉、冷拔、冷軋、鑄造、鍛造、切割、壓力加工、熱處理）；也可用鉚接、焊接、機(jī)械連接等連接方式進(jìn)行裝配式施工，便于預(yù)制和裝配。 缺點(diǎn)：易銹蝕（10t鋼材1t鐵銹3t設(shè)備報(bào)廢）、維護(hù)費(fèi)用大、耐火性差、生產(chǎn)能耗大（300GJ/m3貴砼3.4,抽筋師、地條鋼 ）. 二、鋼材的分類 金屬： 黑色金屬 + 有色金屬 （鋼、鐵 、鐵合金） （鉛、鋁、銅等） 按比重分 輕金屬（ d5 ） （鋁、鎂等） （鐵、銅、鋅） 鋼與生鐵的區(qū)分在于含碳量

4、的大小。 含碳量小于2.06的鐵碳合金稱為鋼。 含碳量大于2.06的鐵碳合金稱為生鐵 煉鋼將生鐵在煉鋼爐中冶煉，使碳的含量降低到預(yù)定的范圍，硫、磷等其他雜質(zhì)含量降低到允許的范圍，經(jīng)燒鑄即得到鋼錠，再經(jīng)過(guò)加工工藝處理后、得到鋼材。 三、土木工程用鋼 結(jié)構(gòu)鋼中的普通低碳鋼、普通低合金鋼為土建工程中常用鋼種 （1）沸騰鋼（F）：氣泡多，品質(zhì)差，適用一般建筑 結(jié)構(gòu)，而不能承受動(dòng)荷載。 （2）鎮(zhèn)靜鋼（Z）：脫氧完全，質(zhì)量好，用于預(yù)應(yīng)力混凝土，承受動(dòng)荷載、沖擊結(jié)構(gòu)荷載結(jié)構(gòu)。 （3）半鎮(zhèn)靜鋼（b）： （4）特殊鎮(zhèn)靜鋼（TZ）：用于特別重要的工程。第二節(jié)第二節(jié) 建筑鋼材的主要技術(shù)性能建筑鋼材的主要技術(shù)性能 包

5、括力學(xué)性能（抗拉、韌性等）和工藝性能（冷彎、焊接、機(jī)械連接） 一、力學(xué)性能 建筑鋼材承受靜荷載時(shí)，強(qiáng)度要足夠，且要求產(chǎn)生的變形不影響結(jié)構(gòu)的正常工作和安全使用。 承受動(dòng)荷載時(shí)，要求較高的韌性而不發(fā)生斷裂。 由低碳鋼在拉伸過(guò)程中形成的應(yīng)力()-應(yīng)變()關(guān)系圖可知，低碳鋼受拉過(guò)程可劃分為以下4個(gè)階段。 (1)彈性階段(OA) (2)屈服階段(AB) (3)強(qiáng)化階段(BC) (4)頸縮階段(CD) 主要測(cè)試指標(biāo)：屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率（斷面收縮率）等 （一）、（一）、 抗拉性能抗拉性能 低碳鋼受拉的應(yīng)力-應(yīng)變圖（試驗(yàn)演示） (1)彈性階段(OA) 在OA范圍內(nèi)應(yīng)力與應(yīng)變成正比例關(guān)系，如果卸去外力，

6、試件則恢復(fù)原來(lái)的形狀，這個(gè)階段稱為彈性階段。 彈性階段的最高點(diǎn)A所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值稱為彈性極限p。當(dāng)應(yīng)力稍低于A點(diǎn)時(shí)，應(yīng)力與應(yīng)變呈線性正比例關(guān)系，其斜率稱為彈性模量，用E表示，E=/=tan。 它是鋼材在受力條件下計(jì)算結(jié)構(gòu)變形的重要指標(biāo)。 (2)屈服階段(AB) 當(dāng)應(yīng)力超過(guò)彈性極限p后，應(yīng)力和應(yīng)變不再成正比關(guān)系，應(yīng)力在B上至B下小范圍內(nèi)波動(dòng)，而應(yīng)變迅速增長(zhǎng)。在-關(guān)系圖上出現(xiàn)了一個(gè)接近水平的線段。如果卸去外力已出現(xiàn)塑性變形，AB稱為屈服階段。 B下所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值稱為屈服極限s。 鋼材受力達(dá)屈服點(diǎn)后，變形即迅速發(fā)展，盡管尚未破壞但已不能滿足使用要求。故設(shè)計(jì)中一般以屈服點(diǎn)作為強(qiáng)度取值依據(jù)保證結(jié)構(gòu)在彈性范

7、圍內(nèi)工作。 (3)強(qiáng)化階段(BC) 當(dāng)應(yīng)力超過(guò)屈服強(qiáng)度后，由于鋼材內(nèi)部組織產(chǎn)生晶格扭曲、晶粒破碎等原因，阻止了塑性變形的進(jìn)一步發(fā)展，鋼材抵抗外力的能力重新提高。在-關(guān)系圖上形成BC段的上升曲線，這一過(guò)程稱為強(qiáng)化階段。對(duì)應(yīng)于最高點(diǎn)C的應(yīng)力稱為抗拉強(qiáng)度，用b表示，它是鋼材所能承受的最大應(yīng)力。 抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)時(shí)不能利用。 強(qiáng)屈比=抗拉強(qiáng)度/屈服強(qiáng)度 具有實(shí)際意義。 強(qiáng)屈比越大，鋼材在受力超過(guò)屈服點(diǎn)工作時(shí)的可靠性越大，結(jié)構(gòu)愈安全。 但如果強(qiáng)屈比過(guò)大，則鋼材有效利用率太低，造成浪費(fèi)。 常用碳素鋼的強(qiáng)屈比為1.591.72，合金鋼為1.331.54。 用于抗震結(jié)構(gòu)的普通鋼筋實(shí)測(cè)的強(qiáng)屈比要求1.25。 5.2

8、.2對(duì)有抗震設(shè)防要求的對(duì)有抗震設(shè)防要求的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)，其縱向受力鋼筋的，其縱向受力鋼筋的性能性能應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求；當(dāng)設(shè)計(jì)無(wú)具體要求時(shí)，應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求；當(dāng)設(shè)計(jì)無(wú)具體要求時(shí)，對(duì)按一、二、對(duì)按一、二、三級(jí)抗震等級(jí)設(shè)計(jì)的框架和斜撐構(gòu)件（含梯段）中的縱三級(jí)抗震等級(jí)設(shè)計(jì)的框架和斜撐構(gòu)件（含梯段）中的縱向受力鋼筋應(yīng)采用向受力鋼筋應(yīng)采用HRB335E、HRB400E、HRB500E、HRBF335E、HRBF400E或或HRBF500E鋼筋，其強(qiáng)度和最大力鋼筋，其強(qiáng)度和最大力下總伸長(zhǎng)率的實(shí)測(cè)值應(yīng)符合下列規(guī)定下總伸長(zhǎng)率的實(shí)測(cè)值應(yīng)符合下列規(guī)定：新增新增 5.2.25.2.2（強(qiáng)條）（強(qiáng)條） 牌號(hào)帶牌號(hào)帶“E”的鋼筋也就

9、是常說(shuō)的的鋼筋也就是常說(shuō)的抗震鋼，其表面軋有專用標(biāo)志?？拐痄?，其表面軋有專用標(biāo)志?；炷两Y(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GB50204-2002（2011年版）局部修訂年版）局部修訂 1 鋼筋的抗拉強(qiáng)度實(shí)測(cè)值與屈服強(qiáng)度實(shí)測(cè)值的比值不應(yīng)鋼筋的抗拉強(qiáng)度實(shí)測(cè)值與屈服強(qiáng)度實(shí)測(cè)值的比值不應(yīng)小于小于1.25； 2 鋼筋的屈服強(qiáng)度實(shí)測(cè)值與鋼筋的屈服強(qiáng)度實(shí)測(cè)值與屈服屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的比值不應(yīng)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的比值不應(yīng)大于大于1.30； 3 鋼筋的最大力下總伸長(zhǎng)率不應(yīng)小于鋼筋的最大力下總伸長(zhǎng)率不應(yīng)小于9%。 檢查數(shù)量：按進(jìn)場(chǎng)的批次和產(chǎn)品的抽樣檢驗(yàn)方案確定。檢查數(shù)量：按進(jìn)場(chǎng)的批次和產(chǎn)品的抽樣檢驗(yàn)方案

10、確定。 檢查方法：檢查進(jìn)場(chǎng)復(fù)驗(yàn)報(bào)告。檢查方法：檢查進(jìn)場(chǎng)復(fù)驗(yàn)報(bào)告。 (4)頸縮階段(CD) 當(dāng)應(yīng)力達(dá)到抗拉強(qiáng)度b后，在試件薄弱處的斷面將顯著縮小，塑性變形急劇增加，產(chǎn)生“頸縮”現(xiàn)象并很快斷裂。 伸長(zhǎng)率是衡量鋼材塑性的指標(biāo)，它的數(shù)值越大，表示鋼材塑性越好。塑性小，材質(zhì)硬脆，超載易脆斷；良好的塑性，可將結(jié)構(gòu)上的應(yīng)力(超過(guò)屈服點(diǎn)的應(yīng)力)重分布，從而避免結(jié)構(gòu)過(guò)早破壞。 100100%LLL 有些鋼材(如中、高碳鋼)無(wú)明顯的屈服現(xiàn)象，規(guī)定：產(chǎn)生殘余變 形為原始標(biāo)距的0.2% (0.2L0) 時(shí)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值， 作為硬鋼的屈服強(qiáng)度， 稱為條件屈服強(qiáng)度， 用0.2表示。 沖擊韌性指鋼材抵抗沖擊荷載的能力。 它

11、是用試驗(yàn)機(jī)擺錘沖擊帶有V形缺口的標(biāo)準(zhǔn)試件的背面，將其折斷后試件單位截面積上所消耗的功，作為鋼材的沖擊韌性指標(biāo)，以k表示(J/cm2)。 k值越大，表明鋼材的沖擊韌性愈好(如圖)。 影響鋼材沖擊韌性的因素很多，鋼的化學(xué)成分、組織狀態(tài)，以及冶煉、軋制質(zhì)量、溫度和時(shí)效都會(huì)影響沖擊韌性。 （二）、（二）、 沖擊韌性沖擊韌性圖8.2 沖擊韌性試驗(yàn)圖（實(shí)驗(yàn)演示） (a)試件尺寸；(b)試驗(yàn)裝置；(c)試驗(yàn)機(jī) 1擺錘；2試件；3試驗(yàn)臺(tái)；4刻度盤；5指針 1、鋼中碳、磷、硫含量較高，存在偏析、非金屬夾雜物、氣孔和焊接中形成的微裂紋等，都會(huì)使沖擊韌性顯著降低。2、鋼的沖擊韌性隨溫度的下降而減小，當(dāng)降到一定溫度范

12、圍時(shí)。k值急劇下降，從而可使鋼材出現(xiàn)脆性斷裂這種性質(zhì)稱為鋼的低溫冷脆性。 發(fā)生冷脆性的溫度，稱為脆性臨界溫度。脆性臨界溫度越低，則低溫沖擊韌性越好。 在低溫嚴(yán)寒地區(qū)選用鋼材，特別是承受動(dòng)荷載的重要結(jié)構(gòu)，必須要檢驗(yàn)其低溫下的沖擊韌性。選用鋼的脆性臨界溫度必須低于環(huán)境最低溫度。（通常根據(jù)使用環(huán)境溫度規(guī)定-20或-40的k，所用鋼材應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)要求） 3、時(shí)效及時(shí)效敏感性 隨著時(shí)間的進(jìn)展，鋼材機(jī)械強(qiáng)度提高，而塑性和韌性降低的現(xiàn)象稱為時(shí)效。 因時(shí)效而導(dǎo)致性能改變的程度稱為時(shí)效敏感性。其大小可用時(shí)效前后沖擊韌性值下降的程度來(lái)衡量，時(shí)效敏感性大，沖擊韌性值下降顯著。 完成時(shí)效變化的過(guò)程中達(dá)數(shù)十年，但是鋼材如

13、經(jīng)受冷加工變形，或使用中經(jīng)受震動(dòng)和反復(fù)荷載的影響，時(shí)效可迅速發(fā)展。 對(duì)于承受動(dòng)荷載的結(jié)構(gòu)應(yīng)該選用時(shí)效敏感性小的鋼材。（舉例）1912年4月11日，當(dāng)時(shí)世界上最豪華的客輪“泰坦尼克號(hào)”在紐芬蘭海岸外與冰山相撞，船上1513人與船一起沉沒(méi) 鋼材在交變應(yīng)力的反復(fù)作用下，往往在應(yīng)力遠(yuǎn)小于其抗拉強(qiáng)度時(shí)就突然破壞的現(xiàn)象, ，稱為疲勞破壞。 疲勞破壞指標(biāo)用疲勞強(qiáng)度（或疲勞極限）表示，指材料試件在交變應(yīng)力作用下，不發(fā)生疲勞破壞的最大應(yīng)力值。 一般認(rèn)為，鋼材的疲勞破壞是由拉應(yīng)力引起的，抗拉強(qiáng)度高，其疲勞極限也較高。鋼材的疲勞極限與其內(nèi)部組織和表面質(zhì)量有關(guān)。 （三）（三） 疲勞強(qiáng)度疲勞強(qiáng)度 疲勞強(qiáng)度由試驗(yàn)確定，即

14、在規(guī)定的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)下（106-108），對(duì)應(yīng)的極限應(yīng)力值。 鋼材疲勞破壞的應(yīng)力值隨應(yīng)力循環(huán)次數(shù)的增加而降低。 應(yīng)力疲勞極限，材料或結(jié)構(gòu)在荷載多次重復(fù)作用下不會(huì)破壞。 疲勞極限靜力強(qiáng)度（砼50-60%f壓，鋼材彎曲疲勞極限為f拉的40%） 疲勞破壞不同于靜力破壞，是在低應(yīng)力狀態(tài)下突然發(fā)生的脆性破壞，危害極大，往往造成災(zāi)難性的事故（例灌注樁、鉆井、橋、彈簧水管、疲勞死亡）。 設(shè)計(jì)承受反復(fù)荷載的結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)了解材料的疲勞極限美國(guó)：大橋坍塌誰(shuí)之過(guò)？美國(guó)：大橋坍塌誰(shuí)之過(guò)？2007/8/12007/8/1，死，死亡亡7 7人，人，7979人受傷人受傷疲勞破壞疲勞破壞 硬度是指鋼材抵抗較硬物體壓入產(chǎn)生局部變形

15、的能力。測(cè)定鋼材硬度常用布氏法。 布氏法是用一直徑為D的硬質(zhì)鋼球，在荷載P(N)的作用下壓入試件表面，經(jīng)規(guī)定的時(shí)間后卸去荷載，用讀數(shù)放大鏡測(cè)出壓痕直徑d，以壓痕表面積(mm2)除荷載P，即為布氏硬度值HB。HB值越大，表示鋼材越硬。如圖8.3。 （四）（四） 硬度硬度圖8.3 布氏硬度測(cè)定示意圖 良好的工藝性能可保證鋼材順利通過(guò)各種加工，而無(wú)損于制良好的工藝性能可保證鋼材順利通過(guò)各種加工，而無(wú)損于制成品的質(zhì)量成品的質(zhì)量 （一）（一）冷彎性能 1.定義：冷彎性能是鋼材在常溫下承受彎曲變形的能力，是鋼材的工藝性能指標(biāo)。 2.彎曲測(cè)試： 鋼材的冷彎性能指標(biāo)是用彎曲角度和彎心直徑對(duì)試件厚度(直徑)的比

16、值來(lái)衡量的。 試驗(yàn)時(shí)采用的彎曲角度愈大，彎心直徑對(duì)試件厚度(直徑)的比值愈小，表示對(duì)冷彎性能的要求愈高。 對(duì)不同的鋼材有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求，試件受彎處不發(fā)生裂縫，斷裂或起層，即認(rèn)為冷彎性能合格（實(shí)驗(yàn)演示）。 二、工藝性能二、工藝性能 3.冷彎的意義：鋼材的冷彎性能和伸長(zhǎng)率均是塑性變形能力的反映，但伸長(zhǎng)率是在試件軸向均勻變形條件下測(cè)定的，而冷彎性能則是在更嚴(yán)格條件下鋼材局部變形的能力，它可揭示鋼材內(nèi)部結(jié)構(gòu)是否均勻，是否存在內(nèi)應(yīng)力和夾雜物等缺陷，還經(jīng)常用冷彎來(lái)檢驗(yàn)焊縫接頭。圖8.4 鋼材冷彎 (a)試樣安裝；(b)彎曲90；(c)彎曲180；(d)彎曲至兩面重合；(e)規(guī)定彎心 （二）焊接性能 焊接是

17、把兩塊金屬局部加熱，并使其接縫部分迅速呈熔融或半熔融狀態(tài)，而牢固的連接起來(lái)。它是鋼結(jié)構(gòu)的主要連接形式。 焊件質(zhì)量焊接工藝、鋼材的可焊性、焊接材料 鋼材的可焊性（焊接性能）是指在一定的焊接工藝條件下，在焊縫及其附近過(guò)熱區(qū)不產(chǎn)生裂紋及硬脆傾向，焊接后鋼材的力學(xué)性能，特別是強(qiáng)度不低于原有鋼材的強(qiáng)度。 焊件質(zhì)量檢驗(yàn)項(xiàng)目：抗拉強(qiáng)度、焊接處冷彎、沖擊韌性等 鋼材的化學(xué)成分對(duì)鋼材的可焊性有很大的影響。 隨鋼材的含碳量、合金元素及雜質(zhì)元素含量的提高，鋼材的可焊性降低。 鋼材的含碳量超過(guò)0.25時(shí)，可焊性明顯降低； 硫含量較多時(shí)，會(huì)使焊口處產(chǎn)生熱裂紋，嚴(yán)重降低焊接質(zhì)量。 鋼材的焊接須執(zhí)行有關(guān)規(guī)定 JGJ18-2

18、003 鋼筋焊接及驗(yàn)收規(guī)程 JGJ81-2002 建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程 第三節(jié) 建筑鋼材化學(xué)成分對(duì)其性能的影響 除鐵、碳外，鋼材在冶煉過(guò)程中會(huì)從原料、燃料中引入一些的其他元素。這些成分可分為兩類： 一類能改善優(yōu)化鋼材的性能稱為合金元素，主要有Si、Mn、Ti、V、Nb等； 另一類能劣化鋼材的性能，屬鋼材的雜質(zhì)，主要有氧、硫、氮、磷等。這些成分含量少，但對(duì)鋼的性能影響很大(地條鋼）。碳的影響（1）C0.8%: Cb HB k （2）C1%: Cb HB k （3）C 0.3%，可焊性下降。（4）含C量過(guò)高，還會(huì)增加冷脆性和時(shí)效敏感性。氧（氧（O O）硫（硫（S S）冷脆性氮（氮（N N）偏析、

19、冷脆磷（磷（P P）時(shí)效釩（釩（V)V)強(qiáng)脫氧劑鈦（鈦（TiTi）脫氧、硫劑錳（錳（MnMn） 冷脆性 硅（硅（SiSi）1%1%冷脆性碳（碳（C C）1% 1% 其他可焊性韌性塑性硬度強(qiáng)度化學(xué)元素化學(xué)元素對(duì)鋼材性能的影響化學(xué)元素對(duì)鋼材性能的影響 將鋼材于常溫下進(jìn)行冷拉、冷拔或冷軋，使之產(chǎn)生一定的塑性變形，強(qiáng)度、硬度提高，塑性、 韌性和彈性模量有所降低，這個(gè)過(guò)程稱為鋼材的冷加工強(qiáng)化 工程中常對(duì)鋼筋進(jìn)行冷加工，以期達(dá)到提高鋼材強(qiáng)度和節(jié)約鋼材的目的，并可除銹。第四節(jié) 鋼材的冷加工和時(shí)效強(qiáng)化1 鋼材的鋼材的冷加工強(qiáng)化 鋼筋冷拉是在常溫下將其拉至應(yīng)力超過(guò)屈服點(diǎn)，但遠(yuǎn)小于抗拉強(qiáng)度時(shí)即卸荷。 冷拔是將6一

20、8mm的光圓鋼筋，通過(guò)一鎢合金拔絲?？锥粡?qiáng)力拉拔，使其徑向擠壓縮小而縱向伸長(zhǎng)（演示）。 冷軋是使低碳鋼絲通過(guò)硬質(zhì)雜輥，在鋼絲表面軋制出呈一定規(guī)律分布的砸痕。提高強(qiáng)度和與混凝土的黏結(jié)力。圖8.5 鋼筋經(jīng)冷拉時(shí)效后應(yīng)力-應(yīng)變圖的變化 2、冷加工強(qiáng)化的原理：鋼材在塑性變形中晶格的缺陷增多，而缺陷的晶格嚴(yán)重畸變，對(duì)晶格的進(jìn)一步滑移將起到阻礙作用，故鋼材的屈服點(diǎn)提高，塑性和韌性降低。由于塑性變形中產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，故鋼材的彈性模量降低。3時(shí)效處理：將經(jīng)過(guò)冷拉的鋼筋于常溫下存放1520，或加熱到100200度并保持一段時(shí)間，這個(gè)過(guò)程稱為時(shí)效處理。前者稱為自然時(shí)效，后者稱為人工時(shí)效。冷拉以后再經(jīng)過(guò)時(shí)效處理的鋼筋

21、，其屈服點(diǎn)進(jìn)一步提高，抗拉強(qiáng)度稍見(jiàn)增長(zhǎng)，塑性繼續(xù)有所降低。由于時(shí)效過(guò)程中應(yīng)力的消減，故彈性模量可基本恢復(fù)。鋼材產(chǎn)生時(shí)效的主要原因：溶于一Fe中的碳、氮原子，向晶格缺陷處移動(dòng)和集中的速度大為加快，這將使滑移面缺陷處碳、氮原子富集，使晶格畸變加劇，造成其滑移、變形更為困難，因而強(qiáng)度進(jìn)一步提高，塑性和韌性則進(jìn)一步降低，而彈性模量則基本恢復(fù)。 鋼筋冷拉后屈服強(qiáng)度可提高15%20%，冷拔后屈服強(qiáng)度可提高40%60%。冷加工及時(shí)效后屈服強(qiáng)度可提高20%60%，節(jié)約鋼材20-30%。 （1）冷加工具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益 （2）簡(jiǎn)化施工工藝，使盤條鋼筋的開(kāi)盤、矯直、冷拉三道工序合為一道，直條鋼筋則可使矯直、除銹、

22、冷拉合為一道工序。 （3）冷加工和時(shí)效一般同時(shí)采用，通過(guò)試驗(yàn)確定冷拉控制參數(shù)和時(shí)效。 4、 冷加工在工程中的應(yīng)用冷加工在工程中的應(yīng)用 冷加工后鋼筋的屈強(qiáng)比較大，安全儲(chǔ)備冷加工后鋼筋的屈強(qiáng)比較大，安全儲(chǔ)備較小，延性較差，因此在強(qiáng)調(diào)抗震性能的重較小，延性較差，因此在強(qiáng)調(diào)抗震性能的重要結(jié)構(gòu)，對(duì)冷加工鋼筋應(yīng)慎重采用。尤其在要結(jié)構(gòu)，對(duì)冷加工鋼筋應(yīng)慎重采用。尤其在墻、柱、框架梁端、樓梯等對(duì)鋼筋延性要求墻、柱、框架梁端、樓梯等對(duì)鋼筋延性要求較高的部位。較高的部位。 (光圓鋼筋允許偏差光圓鋼筋允許偏差0.4mm) 主控項(xiàng)目主控項(xiàng)目 5.3.2A鋼筋調(diào)直后鋼筋調(diào)直后應(yīng)應(yīng)進(jìn)行力學(xué)性能和重量偏差的檢進(jìn)行力學(xué)性能和重

23、量偏差的檢驗(yàn)，其強(qiáng)度應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。驗(yàn)，其強(qiáng)度應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。 盤卷鋼筋和直條鋼筋調(diào)直后的斷后伸長(zhǎng)率、重量負(fù)盤卷鋼筋和直條鋼筋調(diào)直后的斷后伸長(zhǎng)率、重量負(fù)偏差應(yīng)符合表偏差應(yīng)符合表5.3.2A的規(guī)定。的規(guī)定。5.3 5.3 鋼筋加工鋼筋加工混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GB50204-2002（2011年版）局部修訂年版）局部修訂 盤卷鋼筋和直條鋼筋調(diào)直后的斷后伸長(zhǎng)率、重量負(fù)偏差要求 試驗(yàn)破壞后的伸長(zhǎng)率 檢查數(shù)量：同一廠家、同一牌號(hào)、同一規(guī)格檢查數(shù)量：同一廠家、同一牌號(hào)、同一規(guī)格調(diào)直鋼筋，重量不大于調(diào)直鋼筋，重量不大于30t30t為一批；每批見(jiàn)證為一批；每

24、批見(jiàn)證取取3 3個(gè)試件。個(gè)試件。 檢驗(yàn)方法：檢驗(yàn)方法：3 3個(gè)試件先進(jìn)行重量偏差檢驗(yàn)，再個(gè)試件先進(jìn)行重量偏差檢驗(yàn)，再取其中取其中2 2個(gè)試件經(jīng)時(shí)效處理后進(jìn)行力學(xué)性能檢個(gè)試件經(jīng)時(shí)效處理后進(jìn)行力學(xué)性能檢驗(yàn)。檢驗(yàn)重量偏差時(shí)，試件切口應(yīng)平滑且與驗(yàn)。檢驗(yàn)重量偏差時(shí)，試件切口應(yīng)平滑且與長(zhǎng)度方向垂直，且長(zhǎng)度不應(yīng)小于長(zhǎng)度方向垂直，且長(zhǎng)度不應(yīng)小于500mm500mm；長(zhǎng)度；長(zhǎng)度和重量的量測(cè)精度分別不應(yīng)低于和重量的量測(cè)精度分別不應(yīng)低于1mm1mm和和1g1g。第五節(jié) 建筑鋼材的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與選用建筑工程用鋼分鋼結(jié)構(gòu)用鋼和鋼筋混凝土用鋼兩類。一、主要鋼種 1、碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼（P58A.2.3)（1）牌號(hào)表示方法）

25、牌號(hào)表示方法國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 700-2006碳素結(jié)構(gòu)鋼中規(guī)定，牌號(hào)由代表屈服點(diǎn)的字母、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)、脫氧方法等四部分按順序組成。其中以“Q”代表屈服點(diǎn)；屈服點(diǎn)數(shù)值共分195 MPa、215 MPa、235 MPa和275 MPa四種；質(zhì)量等級(jí)以硫、磷等雜質(zhì)含量由多到少，分別為A、B、C、D符號(hào)表示； v 脫氧方法以F表示沸騰鋼、b表示半鎮(zhèn)靜鋼、Z、TZ表示鎮(zhèn)靜鋼和特殊鎮(zhèn)靜鋼，Z和TZ在鋼的牌號(hào)中予以省略。v例如：Q235AF表示屈服點(diǎn)為235 MPa的A級(jí)沸騰鋼。 v（2）技術(shù)要求見(jiàn)表v隨著牌號(hào)的增大，其含碳量增加，強(qiáng)度提高，塑性和韌性降低，冷彎性能逐漸變差。v同一鋼號(hào)內(nèi)質(zhì)量等級(jí)越高

26、，鋼材的質(zhì)量越好，如Q235C、Q235D級(jí)優(yōu)于Q235A、Q235B級(jí)。 碳素結(jié)構(gòu)鋼的拉伸、沖擊性能碳素結(jié)構(gòu)鋼的拉伸、沖擊性能 (GB 7002006) 碳素結(jié)構(gòu)鋼的冷彎性能碳素結(jié)構(gòu)鋼的冷彎性能 v （3）應(yīng)用v鋼結(jié)構(gòu)中，主要應(yīng)用的是碳素鋼Q235。還有其它幾種碳素結(jié)構(gòu)鋼常用于土木工程中。vQ195強(qiáng)度不高，塑性、韌性、加工性能與焊接性能較好，主要用于軋制薄板和盤等。vQ215與Q195鋼基本相同，其強(qiáng)度稍高，大量用做管坯、螺栓等。 Q235強(qiáng)度適中，塑性、韌性、可焊性和可加工性也較好，是鋼結(jié)構(gòu)常用的牌號(hào)，大量制作成鋼筋、型鋼和鋼板用于建造房屋和橋梁等。Q235良好的塑性可保證鋼結(jié)構(gòu)在超載、

27、沖擊、焊接、溫度應(yīng)力等不利因素作用下的安全性，因而Q235能滿足一般鋼結(jié)構(gòu)用鋼的要求Q235-A一般用于只承受靜荷載作用的鋼結(jié)構(gòu)。Q235-B適合用于承受動(dòng)荷載焊接的普通鋼結(jié)構(gòu)，Q235-C適合用于承受動(dòng)荷載焊接的重要鋼結(jié)構(gòu)，Q235-D適合用于低溫環(huán)境使用的承受動(dòng)荷載焊接的重要鋼結(jié)構(gòu)。 Q275強(qiáng)度高、塑性和韌性稍差，不易冷彎加工，可焊性較差，主要用做鉚接或栓接結(jié)構(gòu)，以及鋼筋混凝土的配筋。 2 2、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 GB/T 699-1999優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼規(guī)定，優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼根據(jù)錳含量的不同可分為：普通錳含量（錳含量0.8）鋼和較高錳含量（錳含量0.71.2）鋼兩組。 優(yōu)質(zhì)碳素

28、結(jié)構(gòu)鋼硫、磷等雜質(zhì)含量比普通碳素鋼少，其他缺陷限制也較嚴(yán)格，所以性能好，質(zhì)量穩(wěn)定。 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)用兩位數(shù)字表示，它表示鋼中平均含碳量的萬(wàn)分?jǐn)?shù)。如45號(hào)鋼，表示鋼中平均含碳量為0.45。 數(shù)字后若有“錳”字或“Mn”，則表示屬較高錳含量的鋼，否則為普通錳含量鋼。如35Mn表示平均含碳量0.35，含錳量為0.71.0。若是沸騰鋼或半鎮(zhèn)靜鋼，還應(yīng)在牌號(hào)后面加“沸”（或F）或“半”（或b）。 優(yōu)質(zhì)碳素鋼的性能主要取決于含碳量。含碳量高，則強(qiáng)度高，但塑性和韌性降低。 在建筑工程中，3045號(hào)鋼主要用于重要結(jié)構(gòu)的鋼鑄件和高強(qiáng)度螺栓等，45號(hào)鋼用做預(yù)應(yīng)力混凝土錨具，6580號(hào)鋼用于生產(chǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土用

29、鋼絲和鋼絞線。 定義：一般是在普通碳素鋼的基礎(chǔ)上，添加總量小于5%的一種或幾種合金元素而成。常用的合金元素有硅、錳、釩、鈦、鈮、鉻、鎳及稀土元素。 目的：提高鋼的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、耐磨性、耐蝕性及耐低溫性能等。 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼綜合性能較為理想，尤其在大跨度、承受動(dòng)荷載和沖擊荷載的結(jié)構(gòu)中更適用，而且與使用碳素鋼相比，可節(jié)約鋼材20%30%。 3. 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼(P90A.2.18) 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼共有5個(gè)牌號(hào)。其牌號(hào)的表示方法由屈服點(diǎn)字母Q、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級(jí)三個(gè)部分組成，屈服點(diǎn)數(shù)值共分295MPa、345MPa、390MPa、420MPa、460MPa五種，

30、質(zhì)量等級(jí)按照硫、磷等雜質(zhì)含量由多到少分為A、B、C、D、E五級(jí)。 如Q345A表示屈服點(diǎn)為345MPa的A級(jí)鋼。 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)表示方法低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)表示方法 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的技術(shù)要求低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的技術(shù)要求低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼GB/T1591-94表表低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的力學(xué)性能和冷彎性能低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的力學(xué)性能和冷彎性能 Q295號(hào)鋼中含有少量的合金元素，強(qiáng)度不高，但有良好的塑性、冷彎性能、焊接性能及耐蝕性能。主要用于建筑工程中對(duì)強(qiáng)度要求不高的一般工程結(jié)構(gòu) Q345、Q390號(hào)鋼綜合力學(xué)性能好，焊接性能、冷熱加工性能和耐