第2章建筑鋼材1ppt課件

1、l 鋼材的化學(xué)組成、構(gòu)造與分類鋼材的化學(xué)組成、構(gòu)造與分類l 建筑鋼材的力學(xué)性能建筑鋼材的力學(xué)性能l 鋼材的加工工藝鋼材的加工工藝l 鋼材的防火和防腐蝕鋼材的防火和防腐蝕l 建筑鋼材的品種與選用建筑鋼材的品種與選用 鋼是由鐵、碳、合金元素及雜質(zhì)組成。鋼是由鐵、碳、合金元素及雜質(zhì)組成。 碳碳C C：是決定鋼材性能的主要元素。：是決定鋼材性能的主要元素。 當碳含量：當碳含量： 2% 2%時，稱為鐵；時，稱為鐵； 2% 2%時，稱為鋼。時，稱為鋼。 有益元素：主要有硅有益元素：主要有硅SiSi、錳、錳MnMn、鈦、鈦TiTi、釩、釩V V、鈮鈮NbNb等。等。 有害元素：主要有磷有害元素：主要有磷P

2、P、硫、硫S S、氧、氧O O、氮、氮N N等。等。名名 稱稱含碳量含碳量% %結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 特特 征征性性 能能鐵素體鐵素體0.060.06碳溶于碳溶于鐵中的固溶體鐵中的固溶體強度、硬度很低，塑性好，強度、硬度很低，塑性好，沖擊韌性好沖擊韌性好滲碳體滲碳體6.67化合物化合物Fe3C抗拉強度較高，硬脆，很耐抗拉強度較高，硬脆，很耐磨，塑性幾乎為零磨，塑性幾乎為零珠光體珠光體0.8鐵素體與鐵素體與Fe3C的機械混合物的機械混合物強度較高，塑性、韌性介于強度較高，塑性、韌性介于鐵素體和滲碳體之間鐵素體和滲碳體之間鋼的根本晶體組織鋼的根本晶體組織 C的存在方式：固溶、的存在方式：固溶、 化合物、化合

3、物、 機械混合物機械混合物 形成三種組織：鐵素體、形成三種組織：鐵素體、 滲碳體、滲碳體、 珠光體珠光體鐵素體鐵素體珠光體珠光體滲碳體滲碳體晶體組織含量晶體組織含量 %碳素鋼根本組織相對含量與含碳量的關(guān)系碳素鋼根本組織相對含量與含碳量的關(guān)系 含碳量，含碳量，%0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0合金鋼合金鋼中合金鋼中合金鋼合合金含量金含量5 510%10%高合金鋼高合金鋼合金含量合金含量10%10%2、強屈比：、強屈比： b / s 強屈比愈大，鋼材工作的可靠性愈大，平安性也強屈比愈大，鋼材工作的可靠性愈大，平安性也愈高。一般應(yīng)大于愈高。一般應(yīng)大于1.21、拉力試驗：將鋼材的受力過、拉力

4、試驗：將鋼材的受力過程分以下為四個階段：程分以下為四個階段：彈性階段彈性階段(OA)： p(彈性極限彈性極限)屈從階段屈從階段(AB)： s(屈從強度屈從強度) 強化階段強化階段(BC)： b(抗拉強度抗拉強度) 頸縮破壞階段頸縮破壞階段(CD)應(yīng)力應(yīng)變OABCD低碳鋼受拉的應(yīng)力低碳鋼受拉的應(yīng)力- -應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線 s b p注：標距注：標距l(xiāng)o通常有通常有5do、10do； 對同一種鋼材，通常對同一種鋼材，通常510 伸長率：伸長率：%100001lll%100A010AA 斷面收縮率： 延伸率愈大，斷面收縮延伸率愈大，斷面收縮率愈大，說明鋼材的塑性率愈大，說明鋼材的塑性愈好！愈好！ 對其

5、進展拉伸試驗，對其進展拉伸試驗，測得的應(yīng)力應(yīng)變曲線測得的應(yīng)力應(yīng)變曲線無明顯的屈從點。無明顯的屈從點。 規(guī)定：以發(fā)生剩余規(guī)定：以發(fā)生剩余變形到達原始標距變形到達原始標距L0的的0.2%時所對應(yīng)的應(yīng)時所對應(yīng)的應(yīng)力值作為屈從極限。力值作為屈從極限。 用用 0.2表示表示硬鋼受拉時的應(yīng)力硬鋼受拉時的應(yīng)力-應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線應(yīng)變O0.2% 0.2 指鋼材在常溫下接受彎曲變形的才干。 要求：在規(guī)定要求：在規(guī)定彎曲水平下，彎彎曲水平下，彎曲處無裂紋、斷曲處無裂紋、斷裂、起層等現(xiàn)象，裂、起層等現(xiàn)象，為冷彎合格。為冷彎合格。壓頭壓頭試件試件 指鋼材抵抗沖擊荷載作用的才干。FAaKk試件裝置試件裝置V型缺口試件型缺

6、口試件測定：測定：面積面積沖擊功沖擊功 值愈大，鋼材的沖擊韌性愈好！kaFAaKk 資料的缺陷 使用溫度：資料的沖擊韌性隨使用溫度下降而下降。開場時下降的緩慢，當?shù)竭_一定溫度時，突然下降而呈脆性，此現(xiàn)象稱為“冷脆性，此時的溫度是“脆性轉(zhuǎn)變溫度。 使用時間：隨時間的延長鋼材表現(xiàn)為強度進步，塑性和沖擊韌性下降，稱為“時效 。因時效導(dǎo)致性能改變的水平稱為“時效敏感性。 指鋼材外表的部分體積內(nèi)，抵抗外物壓入產(chǎn)生塑性變形的才干。測定方法：測定方法： 有布氏法、洛氏有布氏法、洛氏法、維氏法。法、維氏法。 硬度大小是資料強硬度大小是資料強度、塑性及韌性等性度、塑性及韌性等性能的綜合反映。能的綜合反映。 疲勞

7、破壞：指鋼構(gòu)造或構(gòu)件在交變應(yīng)力作用下的，當應(yīng)力遠小于鋼材抗拉強度時，發(fā)生斷裂的現(xiàn)象。 疲勞破壞的危險應(yīng)力用疲勞強度極限)r表示。疲勞曲線示意圖疲勞曲線示意圖鋼材在反復(fù)荷載作用下，抵抗疲勞破壞的性能。鋼材在反復(fù)荷載作用下，抵抗疲勞破壞的性能。 人工時效：將經(jīng)過冷加工的鋼筋加熱到100C 200 C 并堅持一定時間。 自然時效：將經(jīng)過冷加工的鋼筋于常溫下寄存15 20天。 淬火：將鋼材加熱至淬火：將鋼材加熱至723723以上某一溫度，以上某一溫度，并堅持一定時間后，迅速置于水中或機油中冷卻，并堅持一定時間后，迅速置于水中或機油中冷卻，這個過程稱鋼材的淬火處置。這個過程稱鋼材的淬火處置。 回火：將淬

8、火后的鋼材重新加熱到回火：將淬火后的鋼材重新加熱到723以以下某一溫度范圍，保溫一定時間后再緩慢地或下某一溫度范圍，保溫一定時間后再緩慢地或較快地冷卻至室溫，這一過程稱為回火處置。較快地冷卻至室溫，這一過程稱為回火處置。 是指將鋼材按一定規(guī)那么加熱、保溫和冷卻，是指將鋼材按一定規(guī)那么加熱、保溫和冷卻，以改變其晶體組織，從而獲得所需要性能的一種以改變其晶體組織，從而獲得所需要性能的一種工藝過程。工藝過程。 退火：是指將鋼材加熱至723以上，堅持一定時間后，在退火爐中緩慢冷卻。以消除鋼材中的內(nèi)應(yīng)力，細化晶粒，均勻組織，使鋼材硬度降低，塑性和韌性進步。 正火：是將鋼材加熱到723以上某一溫度，并堅持

9、相當長時間，然后在空氣中緩慢冷卻，而得到均勻細小的顯微組織。正火后鋼材強度和硬度進步，塑性較退火為小。 混凝土構(gòu)造：鋼筋應(yīng)確?；炷辆S護混凝土構(gòu)造：鋼筋應(yīng)確?；炷辆S護層的厚度，符合耐火極限要求。層的厚度，符合耐火極限要求。 建筑鋼材的主要鋼種建筑鋼材的主要鋼種 根據(jù)國標(GB700-2019)的規(guī)定：分Q195、Q215、Q235及Q275四個牌號。脫氧水平代號，脫氧水平代號，F(xiàn)代表沸騰鋼；代表沸騰鋼；b代代表半鎮(zhèn)靜鋼表半鎮(zhèn)靜鋼 ；Z代表鎮(zhèn)靜鋼；代表鎮(zhèn)靜鋼；TZ代代表特殊鎮(zhèn)靜鋼，表特殊鎮(zhèn)靜鋼，Z、TZ符號可予符號可予以省略。以省略。鋼材屈從點數(shù)值鋼材屈從點數(shù)值質(zhì)量等級代號分質(zhì)量等級代號分A、

10、B、C、D四級四級鋼材屈從點代號，以鋼材屈從點代號，以“屈字漢語屈字漢語拼音首位字母拼音首位字母“Q表示表示如：如： Q235-C表示：表示： Q195、Q215強度不高，但伸長率和韌性大，冷彎性好，易冷加工，常用作鋼、鉚釘、螺栓及鐵絲等。 Q235除A級外，其他級沖擊韌性均較好，強度較高，加工性好，是鋼構(gòu)造、鋼筋混凝土用鋼?？芍谱鞯吞紵彳垐A盤條等。C、D可作重要焊接構(gòu)造。 Q275強度更高，硬而脆，適用于制作耐磨構(gòu)件、機械零件和工具，也可用于鋼構(gòu)造構(gòu)件。 應(yīng)符合國家規(guī)范(GB/T1591-2019)的規(guī)定：分Q345、Q390、Q420、 Q460、 Q500、 Q550、 Q620、及Q6

11、90八個牌號。質(zhì)量等級符號，分質(zhì)量等級符號，分A、B、C、D、E五級五級屈從點數(shù)值屈從點數(shù)值代表屈從點的漢語拼代表屈從點的漢語拼音字母音字母Q 適用大跨度、接受動荷載適用大跨度、接受動荷載和沖擊荷載的構(gòu)造物。和沖擊荷載的構(gòu)造物。如：如：Q345-C熱軋型鋼熱軋型鋼冷彎薄壁型鋼冷彎薄壁型鋼鋼板和壓型鋼板鋼板和壓型鋼板鋼板有鋼板有厚板：厚板：4mm，薄板：薄板：4mm也分冷軋和熱軋也分冷軋和熱軋兩類兩類l 熱軋鋼筋熱軋鋼筋l 冷軋帶肋鋼筋冷軋帶肋鋼筋l 預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處置鋼筋預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處置鋼筋l 預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲鋼絞線預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲鋼絞線帶肋鋼筋帶肋鋼筋 光圓鋼筋：由低碳鋼熱軋，牌號

12、有HPB235、HPB300； 帶肋鋼筋：低合金鋼熱軋，有HRB(F)335、HRB(F)400、HRB500(F)三種。(GB1499.1-2019、GB1499.2-2019)低碳鋼熱軋圓盤條低碳鋼熱軋圓盤條(GB/T701-2019)(GB/T701-2019)鋼筋級別強度等級代號外形鋼種公稱直徑(mm)屈服強度(MPa)抗拉強度(MPa)伸長率5，%冷彎試驗主要用途角度彎心直徑HPB235HPB300光圓光圓 低碳鋼低碳鋼820235300370420251800d非預(yù)應(yīng)力非預(yù)應(yīng)力 HRB335月月牙牙紋紋低碳低低碳低合金鋼合金鋼6253354551718003d4d5d非預(yù)應(yīng)力非預(yù)應(yīng)

13、力預(yù)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力2850 HRB400625400540169004d5d6d2850 HRB500中碳低中碳低合金鋼合金鋼625500630159006d7d8d預(yù)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力2850 使用低碳鋼熱軋圓盤條經(jīng)冷軋或冷拔后，在其外表使用低碳鋼熱軋圓盤條經(jīng)冷軋或冷拔后，在其外表冷軋成三面有肋的鋼筋。冷軋成三面有肋的鋼筋。 (GB13788-2019) 規(guī)定：按抗拉強度劃規(guī)定：按抗拉強度劃分為分為CRB550、CRB650、CRB800、CRB970四級，其直四級，其直徑范圍為徑范圍為4-12mm。 特點：強度高、塑性好，與混凝土粘結(jié)結(jié)實、節(jié)約鋼特點：強度高、塑性好，與混凝土粘結(jié)結(jié)實、節(jié)約鋼材、質(zhì)量穩(wěn)定。材、質(zhì)量穩(wěn)定。 應(yīng)用：應(yīng)用： CRB550宜用做普通混凝土構(gòu)件的受力主筋、架宜用做普通混凝土構(gòu)件的受力主筋、架立筋、箍筋等；其它宜用做中、小型預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)造立筋、箍筋等；其它宜用做中、小型預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)造構(gòu)件中受力主筋。構(gòu)件中受力主筋。 用優(yōu)質(zhì)碳素構(gòu)造鋼經(jīng)冷加工、再回火、冷軋或用優(yōu)質(zhì)碳素構(gòu)造鋼經(jīng)冷加工、再回火、冷軋或絞捻等加工而成的專用產(chǎn)品，也稱為優(yōu)質(zhì)碳素鋼絲絞捻等加工而成的專用產(chǎn)品，也稱為優(yōu)質(zhì)碳素鋼絲及鋼絞線。及鋼絞線。 分類：分為冷拉鋼絲和消除應(yīng)力鋼