建筑鋼材試驗

建筑鋼材試驗第1頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一主要內(nèi)容概述建筑鋼材的主要技術(shù)性能建筑鋼材的主要品種及應(yīng)用鋼筋的檢驗第2頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一一、概述第3頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一南京地鐵公司大樓巴黎埃菲爾鐵塔第4頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一（一）鋼及其特性鋼理論上，凡是把含碳量小于2%，含雜質(zhì)比較少的鐵碳合金稱為鋼。含碳量超過2%，稱為生鐵；含碳量小于0.08%，稱為工業(yè)純鐵。鋼的特點具有強度高，塑性好，具有良好的韌性；工藝性能良好，易于加工；但是，鋼材易銹蝕、維護費用高；耐腐蝕性差，耐火性差；生產(chǎn)能耗大。第5頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一（二）鋼的冶煉方法簡介按照煉鋼爐的種類，煉鋼方法可分為：1.空氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法一般煉制普通碳素鋼。2.氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法煉制優(yōu)質(zhì)碳素鋼和合金鋼。3.平爐煉鋼法用來煉制優(yōu)質(zhì)碳素鋼、合金鋼或有特殊要求的專用鋼。4.電爐煉鋼法白口鐵液態(tài)生鐵吹入空氣或氧氣鋼澆注成鋼錠脫氧熔融第6頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一（三）鋼的分類1.按冶煉方法分2.按品質(zhì)分按S和P元素含量，分為普通鋼、優(yōu)質(zhì)鋼、高級優(yōu)質(zhì)鋼和特級優(yōu)質(zhì)鋼。鋼轉(zhuǎn)爐鋼沸騰鋼F電爐鋼平爐鋼按冶煉方法分按脫氧程度分半鎮(zhèn)靜鋼b鎮(zhèn)靜鋼Z特殊鎮(zhèn)靜鋼TZ按爐襯材料分為酸性鋼和堿性鋼第7頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一（三）鋼的分類3.按化學(xué)成分分4.按用途分分為建筑鋼、結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、特殊性能鋼（如不銹鋼、耐酸鋼、耐堿鋼、磁鋼等）。鋼中碳鋼低合金鋼高碳鋼低碳鋼碳素鋼合金鋼中合金鋼高合金鋼C＜0.25%C=0.25%～0.60％C＞0.60％合金總含量＜5%5%～10％＞10％第8頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一（三）鋼的分類5.按外形分型材板材管材金屬制品四大類十六大品種。第9頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一（三）鋼的分類第10頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一（三）鋼的分類5.按成形方法分鍛鋼鑄鋼熱軋鋼冷拉鋼第11頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一二、建筑鋼材的主要技術(shù)性能上海寶鋼第12頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一鋼材的力學(xué)性能力學(xué)性質(zhì)：強度、彈性、塑性、韌性、硬度、耐疲勞性工藝性質(zhì)（可加工性）：冷彎性能、可焊性第13頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一標(biāo)準(zhǔn)試件按照一定的要求，對表面進行車削加工后的試件。l0

A0d0l非標(biāo)準(zhǔn)試件不經(jīng)過加工，直接在線材上切取的試件。頭部頭部工作段（一）強度1.低碳鋼的拉伸性能第14頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一第15頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一第16頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一σε0鋼材拉伸過程的σ-ε圖OB—彈性階段BC—屈服階段CD—強化階段DE—頸縮階段A0BCB0DCEDFEC上上屈服點C下下屈服點以下屈服點的應(yīng)力作為鋼材的屈服強度。（1）拉伸試驗過程第17頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一在此范圍內(nèi)應(yīng)力與應(yīng)變成正比例關(guān)系，其斜率稱為彈性模量，如果卸去外力，試件則恢復(fù)原來的形狀，這個階段稱為彈性階段。σε0AB0彈性階段σp—比例極限，MPa。σpσBσB—彈性極限，MPa。注：由于A、B兩點相距較近，一般認(rèn)為σp=σB。第18頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一σε0AB0C下C上CBC下C上C屈服階段放大后當(dāng)應(yīng)力超過彈性極限后，應(yīng)力和應(yīng)變不再成正比關(guān)系，應(yīng)力在C上至C下小范圍內(nèi)波動，而應(yīng)變迅速增長(流幅)。在應(yīng)力——應(yīng)變關(guān)系圖上出現(xiàn)了一個接近水平的線段。如果卸去外力已出現(xiàn)塑性變形，這個階段稱為屈服階段。第19頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一σε0AB0C下C上CDDDDD強化階段σbσb——抗拉強度或強度極限。DC當(dāng)應(yīng)力超過屈服強度后，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一步發(fā)展，鋼材抵抗外力的能力重新提高。在應(yīng)力——應(yīng)變關(guān)系圖上形成CD段的上升曲線，這一過程稱為強化階段。對應(yīng)于最高點C的應(yīng)力稱為抗拉強度，它是鋼材所能承受的最大應(yīng)力。第20頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一σε0EAB0C下C上CDDE——頸縮階段當(dāng)應(yīng)力達到抗拉強度后，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。第21頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一（2）拉伸過程的參數(shù)強度指標(biāo)屈服強度：是鋼材開始喪失對變形的抵抗能力，并開始產(chǎn)生大量塑性變形時所對應(yīng)的應(yīng)力?？估瓘姸龋菏卿摬乃艹惺艿淖畲罄瓚?yīng)力。屈強比：是屈服強度與抗拉強度的比值。屈強比愈小，鋼材受力超過屈服點工作時的可靠性越大，安全性越高，但是，屈強比太小，鋼材強度的利用率偏低，浪費材料。第22頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一（2）拉伸過程的參數(shù)塑性：是鋼材在受力破壞前可以經(jīng)受永久性變形的能力伸長率：是鋼材在受拉發(fā)生斷裂時所能承受永久性變形的能力斷面收縮率：是指試件拉斷后縮頸處最大縮減量占原橫斷面積的百分率第23頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一塑性指標(biāo)（1）伸長率

式中δn—伸長率（%）；L0—試樣的原標(biāo)距長度，單位為mm；L1—試樣拉斷時的標(biāo)距長度，單位為mm；n—試樣長度與試件直徑之比說明:通常以δ5和δ10分別表示=5d0和=10d0時的伸長率。同一種鋼材，其δ5大于δ10。某些線材的標(biāo)距用=100mm,伸長率用δ100表示。當(dāng)斷裂點在原始標(biāo)距以內(nèi)且離最近端的距離不小于原始標(biāo)距的三分之一時按上式計算;否則按移位法計算。（2）拉伸過程的參數(shù)第24頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一（2）斷面收縮率

式中Ψ—斷面收縮率（%）；A0—試件原橫截面積A1—試件拉斷處的橫截面積Ψ與δ越大，說明鋼材的塑性越好。一般以δ≥5%，Ψ≥10%為宜。（2）拉伸過程的參數(shù)第25頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一2.硬鋼（高碳鋼）的拉伸性能硬鋼強度高，塑性差，拉伸過程無明顯屈服階段，無法直接測定屈服強度。用條件屈服強度σ0.2來代替屈服強度。條件屈服點σ0.2

：使硬鋼產(chǎn)生0.2%塑性變形時的應(yīng)力。見左圖。σε0A0.2%aboa——總變形。ba——彈性變形99.8%。ob——塑性變形0.2%。第26頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一（二）沖擊韌性定義及指標(biāo)指鋼材抵抗沖擊荷載而不被破壞的能力。其大小用沖擊韌性值αk表示。αk

越大，則沖擊韌性越好。αk是以試件沖擊破壞時缺口處單位面積上所消耗的功（J/cm2）。測定方法：按照我國國家標(biāo)準(zhǔn)試驗方法的擺沖法、橫梁式來測定。測定指標(biāo)：試件沖斷時缺口處單位面積上所消耗的能量為沖擊韌性指標(biāo)。

4、計算方法：第27頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一（三）硬度定義及測定方法指其表面局部體積內(nèi)抵抗外物壓入產(chǎn)生塑性變形的能力。常用的測定硬度的方法有：布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HR)和維氏硬度(HV)三種。測定原理布氏法的測定原理是利用直徑為Ｄ（ｍｍ）的淬火鋼球，以P（Ｎ）的荷載將其壓入試件表面，經(jīng)規(guī)定的持續(xù)時間后卸除荷載，即得到直徑為ｄ（ｍｍ）的壓痕，以壓痕表面積Ｆ（ｍｍ）除荷載Ｐ，所得的應(yīng)力值即為試件的布氏硬度值ＨＢ，以數(shù)字表示，不帶單位。洛氏法測定的原理與布氏法相似，但系根據(jù)壓頭壓入試件的深度來表示硬度值，洛氏法壓痕很小，常用于判定工件的熱處理效果。第28頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一

HB=P/A式中HB—布氏硬度；P—所受荷載A—壓痕表面積（三）硬度第29頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一（四）工藝性能1.冷彎性能指鋼材在常溫下承受彎曲變形的能力。冷彎試驗的指標(biāo)：彎心直徑d與試件厚度（直徑）a的比值d/a；彎曲角度（90°或180°）；試樣彎曲外表面無肉眼可見裂紋則冷彎合格。通過冷彎試驗，更有助于暴露鋼材的某些內(nèi)在缺陷，它能揭示鋼材是否存在內(nèi)部組織不均勻、內(nèi)應(yīng)力和夾雜物等缺陷。第30頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一彎曲角度愈大，彎心直徑與試件厚度的比值愈小，則表明冷彎性能愈好。冷彎性能第31頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一（四）工藝性能2.可焊性可焊性是指在一定焊接工藝條件下，在焊縫及其附近過熱區(qū)是否產(chǎn)生裂縫及脆硬影響，焊接后接頭強度是否與母體相近的性能。可焊性受化學(xué)成分及含量的影響。含碳量高、含硫量高、合金元素含量高等，均會降低可焊性。含碳量小于0.25%的非合金鋼具有良好的可焊性。焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)選擇含碳量較低的氧氣轉(zhuǎn)爐或平爐的鎮(zhèn)靜鋼。當(dāng)采用高碳鋼及合金鋼時，為了改善焊接后的硬脆性，焊接時一般要采用焊前預(yù)熱及焊后熱處理等措施。第32頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一（五）鋼材的化學(xué)成分及對性能的影響鋼材的化學(xué)成分主要是指碳、硅、錳、硫、磷等，在不同情況下往往還需考慮氧、氮及各種合金元素。

碳土木工程用鋼材含碳量不大于0.8％。在此范圍內(nèi)，隨著鋼中碳含量的提高，強度和硬度相應(yīng)提高，而塑性和韌性則相應(yīng)降低，碳還可顯著降低鋼材的可焊性，增加鋼的冷脆性和時效敏感性，降低抗大氣銹蝕性。

第33頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一（五）鋼材的化學(xué)成分及對性能的影響硅當(dāng)硅在鋼中的含量較低（小于1%）時，可提高鋼材的強度，而對塑性和韌性影響不明顯。錳錳是我國低合金鋼的主加合金元素，錳含量一般在1%～２％范圍內(nèi)，它的作用主要是使強度提高，錳還能消減硫和氧引起的熱脆性，使鋼材的熱加工性質(zhì)改善。第34頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一（五）鋼材的化學(xué)成分及對性能的影響硫硫是很有害元素。呈非金屬硫化物夾雜物存在于鋼中，具有強烈的偏析作用，降低各種機械性能。硫化物造成的低熔點使鋼在焊接時易于產(chǎn)生熱裂紋，顯著降低可焊性。磷磷為有害元素，含量提高，鋼材的強度提高，塑性和韌性顯著下降，特別是溫度愈低，對韌性和塑性的影響愈大，磷在鋼中的偏析作用強烈，使鋼材冷脆性增大，并顯著降低鋼材的可焊性。磷可提高鋼的耐磨性和耐腐蝕性，在低合金鋼中可配合其他元素作為合金元素使用。第35頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一（六）鋼材的冷加工強化和時效1.冷加工強化冷加工強化是鋼材在常溫下，以超過其屈服點但不超過抗拉強度的應(yīng)力對其進行的加工。建筑鋼材常用的冷加工有冷拉、冷拔、冷軋、刻痕等。對鋼材進行冷加工的目的，主要是利用時效提高強度，利用塑性節(jié)約鋼材，同時也達到調(diào)直和除銹的目的。

第36頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一鋼筋冷加工第37頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一2.時效鋼材隨時間的延長，其強度、硬度提高，而塑性、沖擊韌性降低的現(xiàn)象稱為時效。時效分為自然時效和人工時效兩種。自然時效是將其冷加工后，在常溫下放置15～20d；人工時效是將冷加工后的鋼材加熱至100～200℃保持2h以上。（多采用蒸汽或電熱等人工加熱的方法來處理）經(jīng)過時效處理后的鋼材，其屈服強度、抗拉強度及硬度都將提高，而塑性和韌性降低。

（六）鋼材的冷加工強化和時效第38頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一（七）鋼材的熱處理熱處理：在固態(tài)范圍內(nèi)進行加熱、保溫和冷卻，從而改變鋼材的金相組織和顯微結(jié)構(gòu)組織，獲得所需要性能的工藝。（1）退火：加熱→保溫→緩慢冷卻（隨爐冷卻）目的是細化晶粒，改善組織，降低硬度，提高塑性，消除組織缺陷和內(nèi)應(yīng)力，防止變形和開裂。（2）正火：加熱→保溫→緩慢冷卻（在空氣中冷卻）正火是退火的一種特例。目的是細化晶粒，消除組織缺陷等。正火后鋼材的硬度和強度較高，塑性減小。

第39頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一（七）鋼材的熱處理（3）淬火：加熱（900℃以上）→保溫→快速冷卻（在水或油中冷卻）。目的是得到高強度、高硬度的組織，為在隨后的回火時獲得高的綜合力學(xué)性能的鋼材。淬火后鋼材的硬度和強度較高，塑性和韌性顯著降低。（4）回火：加熱→保溫→緩慢冷卻（在空氣中冷卻）目的是消除淬火產(chǎn)生的很大內(nèi)應(yīng)力，降低脆性，改善力學(xué)性能。第40頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一（七）鋼材的熱處理第41頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一（３）退火。退火是指將鋼材加熱至723℃以上某一溫度，保持相當(dāng)時間后，在退火爐中緩慢冷卻。退火能消除鋼材中的內(nèi)應(yīng)力，細化晶粒，均勻組織，使鋼材硬度降低，塑性和韌性提高。（４）正火。是將鋼材加熱到723℃以上某一溫度，并保持相當(dāng)長時間，然后在空氣中緩慢冷卻，則可得到均勻細小的顯微組織。鋼材正火后強度和硬度提高，塑性較退火為小。第42頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一三、建筑鋼材的主要品種及應(yīng)用第43頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一（一）建筑鋼材的主要品種1.型鋼簡單截面型鋼：圓鋼、方鋼、六角鋼、八角鋼等；復(fù)雜截面型鋼：工字鋼、角鋼、槽鋼、鋼軌等。第44頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一工字鋼第45頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一預(yù)制主梁拼裝焊接第46頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一（一）建筑鋼材的主要品種2.線材如鋼筋、鋼絲等。第47頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力用鋼筋和鋼絲第48頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一（一）建筑鋼材的主要品種3.管材無縫鋼管、焊接鋼管等。第49頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一（一）建筑鋼材的主要品種4.板材光面鋼板、花紋鋼板、彩色涂層鋼板等。壓型彩鋼板第50頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一（二）碳素結(jié)構(gòu)鋼（非合金鋼）碳素結(jié)構(gòu)鋼是碳素鋼中的一類，可加工成各種型鋼、鋼筋和鋼絲。適用于一般結(jié)構(gòu)和工程。構(gòu)件可進行焊接、鉚接和栓接。1.牌號表示法由代表屈服點的字母、屈服點數(shù)值、質(zhì)量等級符號、脫氧方法符號等四個部分按順序組成；如：Q235－AF表示為屈服點不小于235MPa的A級沸騰鋼。2.牌號共有Q195、Q215、Q235、Q275四個牌號。注：在牌號組成表示方法中，“Z”與“TZ”符號予以省略。第51頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一（二）碳素結(jié)構(gòu)鋼（非合金鋼）3.應(yīng)用Q195、Q215，含碳量低，強度低，塑性、韌性、加工性能和可焊性好，故多用于受荷載較小及焊接的構(gòu)件。Q235，含碳適中，綜合性能好，具有較高的強度和良好的塑性、韌性，易于焊接，且經(jīng)焊接及氣割后力學(xué)性能仍穩(wěn)定，有利于冷熱加工，故廣泛地用于橋梁構(gòu)件及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋等，是目前應(yīng)用最廣泛的鋼種。Q275，強度、硬度較高，但塑性、韌性和可焊性能較差，不易焊接和冷加工?？捎糜阡摻罨炷两Y(jié)構(gòu)中配筋及鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件和螺栓。第52頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一（三）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼對有害雜質(zhì)含量控制嚴(yán)格、質(zhì)量穩(wěn)定，性能優(yōu)于碳素結(jié)構(gòu)鋼。(S≤0.035％，P≤0.035％)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼按含錳量的不同，分為普通含錳量(O.35％-0.80％)和較高含錳量(0.80％-1.20％)兩大組。優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的性能主要取決于含碳量。含碳量高、強度高，但塑性和韌性降低。第53頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一（三）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼及合金結(jié)構(gòu)鋼（1）牌號優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號以平均含碳量的萬分?jǐn)?shù)來表示。含錳量較高的，在表示鋼號的數(shù)字后面附“Mn”字；如果是沸騰鋼，則在數(shù)字后加注“F”。例如：45號鋼——表示平均含碳量為0.45％的鎮(zhèn)靜鋼；45Mn—表示平均含碳量為0.45％、含錳量較高的鎮(zhèn)靜鋼;15F—表示含碳量為0.15％的沸騰鋼。

第54頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一（三）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼及合金結(jié)構(gòu)鋼（2）應(yīng)用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼成本高，主要用于重要結(jié)構(gòu)的鋼鑄件及高強螺栓等，常用30-45號鋼。

在預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土中用45號鋼作錨具，生產(chǎn)預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土用的碳素鋼絲、刻痕鋼絲和鋼絞線采用65-80號鋼。優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼一般經(jīng)熱處理后再供使用,也稱為“熱處理鋼”。

第55頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一（四）低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼在碳素結(jié)構(gòu)鋼的基礎(chǔ)上加入總量小于5％的合金元素而形成的鋼種。常用的合金元素有硅、錳、鈦、釩、鉻、鎳和銅等。加入合金元素的目的是提高鋼材強度和改善性能。大多數(shù)合金元素不僅可以提高鋼的強度和硬度，還能改善塑性和韌性。1.牌號表示方法由代表屈服點的拼音字母（Q）、屈服點數(shù)值、質(zhì)量等級符號（A、B、C、D、E）三部分按順序組成。如Q345A表示屈服點不小于345MPa的A級鋼。

2.牌號共有Q345、Q390、Q420、Q460、Q500、Q550、Q620、Q690八個牌號。第56頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一（四）低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼3.應(yīng)用低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼綜合性能較為理想，尤其在大跨度、承受動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%。低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼主要應(yīng)用于軋制各種型鋼、鋼板、鋼管和鋼筋，廣泛應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，特別是大型結(jié)構(gòu)、重型結(jié)構(gòu)、大跨結(jié)構(gòu)、高層建筑、橋梁工程、承受動荷載結(jié)構(gòu)等。第57頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一（四）鋼筋

第58頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一強度高，塑性低強度高，粘結(jié)性好強度高預(yù)應(yīng)力鋼筋鋼筋熱軋鋼筋鋼絲鋼絞線熱處理鋼筋HPB235HRB335HRB400RRB400光圓鋼筋變形鋼筋變形鋼筋變形鋼筋非預(yù)應(yīng)力鋼筋強度塑性弱強高低第59頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一1、熱軋鋼筋1）生產(chǎn)采用鋼錠經(jīng)加熱軋制自然冷卻而成。2）分類鋼筋混凝土用熱軋鋼筋分為光圓鋼筋和帶肋鋼筋兩種。

3）牌號熱軋光圓鋼筋：

HPB235、HPB300熱軋帶肋鋼筋：HRB335和、HRB400、HRB500第60頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一

月牙肋鋼筋第61頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一2、冷軋帶肋鋼筋1）生產(chǎn)冷軋帶肋鋼筋由熱軋圓盤條經(jīng)冷軋或冷拔減徑后，在表面冷軋成兩面或三面有肋的鋼筋。鋼筋冷軋后允許進行低溫回火處理。2）牌號按抗拉強度分為CRB550、CRB650、CRB800、CRB970共四個牌號，后面的數(shù)字表示鋼筋抗拉強度最小值。3）特點強度高、塑性好，綜合力學(xué)性能優(yōu)良；具有較強的握裹力；節(jié)約鋼材，成本低。第62頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一2、冷軋帶肋鋼筋4）應(yīng)用CRB550級鋼筋作為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力主筋、架力筋和構(gòu)造鋼筋，與熱軋圓盤條相比，強度提高17%左右，可節(jié)約鋼材30%左右；其它牌號為預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼筋。與低碳冷拔絲比，伸長率高，鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力較大，適用于中、小預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，也適用于焊接鋼筋網(wǎng)。第63頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一3、熱處理鋼筋1）概述熱處理鋼筋是經(jīng)過淬火和回火調(diào)質(zhì)處理的螺紋鋼筋。分有縱肋和無縱肋兩種，其外形分別見右圖。2）特點及應(yīng)用熱處理鋼筋具有很高的強度，可代替高強鋼絲使用；還具有較好的塑性和韌性，且錨固性好，預(yù)應(yīng)力值穩(wěn)定，特別適合于預(yù)應(yīng)力構(gòu)件。但其對腐蝕及缺陷敏感性強，應(yīng)防止產(chǎn)生銹蝕及刻痕等現(xiàn)象。熱處理鋼筋不適用于焊接和點焊的鋼筋。有縱肋無縱肋第64頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一（五）鋼絲及鋼絞線第65頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一1、鋼絲1）生產(chǎn)以優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼盤條為原料，經(jīng)淬火、酸洗、冷拉制成的用作預(yù)應(yīng)力混凝土骨架的鋼絲。2）分類按加工狀態(tài)分為冷拉鋼絲（WCD）和消除應(yīng)力鋼絲兩類；消除應(yīng)力鋼絲按松馳性能又分為低松弛級鋼絲（WLR）和普通松弛級鋼絲（WNR）.按外形分為光圓鋼絲（代號為P）、刻痕鋼絲（代號為I）、螺旋肋鋼絲（代號為H）三種。3）力學(xué)性能應(yīng)符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。鋼絲主要用作橋梁、吊車梁、電桿、樓板、大口徑管道等預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中的預(yù)應(yīng)力筋。第66頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一4）各類鋼絲定義①冷拉鋼絲是用盤條通過拔絲?；蜍堓伣?jīng)冷加工而成，以盤條供貨的鋼絲。②消除應(yīng)力鋼絲是按一次連續(xù)處理方法生產(chǎn)的鋼絲A、鋼絲在塑性變形下（軸應(yīng)變）進行的短時熱處理，得低松弛鋼絲（Ⅱ級松馳）B、鋼絲通過矯直工序后在適當(dāng)溫度下進行的短時熱處理，得普通松弛鋼絲（Ⅰ級松弛）③螺旋肋鋼絲表面沿著長度方向上具有規(guī)則間隔的肋條。④刻痕鋼絲：表面沿著長度方向上具有規(guī)則間隔的壓痕。1、鋼絲第67頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一5）標(biāo)記①包含內(nèi)容：預(yù)應(yīng)力鋼絲；公稱直徑；抗拉強度等級；加工狀態(tài)代號；外形代號；標(biāo)準(zhǔn)號。②示例1：直徑為4.00mm，抗拉強度為1670Mpa冷拉光圓鋼絲，標(biāo)記為4.00-1670-WCD-P-GB/T5223-2002示例2：直徑為7.00mm，抗拉強度為1570Mpa低松馳螺旋肋鋼絲，標(biāo)記為7.00-1570-WLR-H-GB/T5223-20021、鋼絲第68頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一2、鋼絞線1）生產(chǎn)由多根圓形斷面鋼絲捻制而成。鋼絞線按左捻制成并經(jīng)回火處理消除內(nèi)應(yīng)力。2）分類①標(biāo)準(zhǔn)型鋼絞線：由冷拉光圓鋼絲捻制成的鋼絞線②刻痕鋼絞線：由刻痕鋼絲捻制面的鋼絞線③模拔型鋼絞線：捻制后再經(jīng)冷拔成的鋼絞線。3）特點塑性好，強度高，與混凝土粘結(jié)好，無接頭，易于錨固，在結(jié)構(gòu)中布置方便，專供預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)使用，主要用于大跨度、大負(fù)荷的混凝土結(jié)構(gòu)。第69頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一2、鋼絞線4）規(guī)格及代號①根據(jù)鋼絲的股數(shù)份為三種結(jié)構(gòu)類型：1×2、1×3和1×7②按其結(jié)構(gòu)分為5類，其代號為：（1×2）用兩根鋼絲捻制的鋼絞線；（1×3）用三根鋼絲捻制的鋼絞線；（1×3I）用三根刻痕鋼絲捻制的鋼絞線；（1×7）用七根鋼絲捻制的標(biāo)準(zhǔn)型鋼絞線；（1×7）C用七根鋼絲捻制又模拔的鋼絞線；第70頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一5）產(chǎn)品標(biāo)記應(yīng)包含以下內(nèi)容：預(yù)應(yīng)力鋼絞線，結(jié)構(gòu)代號，公稱直徑，強度級別，標(biāo)準(zhǔn)號。鋼絞線表面不得有油、潤滑脂等物質(zhì)，允許有輕微的浮銹，但不得有目視可見的銹蝕麻坑。2、鋼絞線第71頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一6）特點及應(yīng)用鋼絞線與其他配筋材料相比，具有強度高、柔性好、質(zhì)量穩(wěn)定、成盤供應(yīng)不需接頭等優(yōu)點。適用于作大型建筑、公路或鐵路橋梁、吊車梁等大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力鋼筋，廣泛地應(yīng)用于大跨度、重荷載的結(jié)構(gòu)工程中。2、鋼絞線第72頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一四、鋼筋檢驗第73頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一組批規(guī)則熱軋光圓和熱軋帶肋鋼筋交貨狀態(tài)檢驗的組批規(guī)則鋼筋應(yīng)按批進行檢查和驗收，每批由同一牌號、同一爐罐號、同一規(guī)格的鋼筋組成。每批質(zhì)量不大于60t，超過60t的部分，每增加40t，增加一個拉伸試驗試樣和一個彎曲試驗試樣。允許由同一牌號、同一冶煉方法、同一澆注方法的不同爐罐號組成混合批，但各爐罐號含碳量之差不大于0.02%，含錳量之差不大于0.15%?；旌吓馁|(zhì)量不大于60t。第74頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一注意（1）規(guī)定取兩個試件的(低碳鋼熱軋圓盤條冷彎試件除外),均應(yīng)從任意兩根(兩盤)中分別切取,每根鋼筋上切取一個拉伸試件、一個冷彎試件；（2）低碳鋼熱軋圓盤條，冷彎試件應(yīng)取自同盤的兩端；（3）試件切取時，應(yīng)在鋼筋或盤條的任意一端截去500mm后切??；（4）一般試件截取長度為：拉伸試件：L≧10d+200mm；彎曲試件：L≧5d+150mm；（d為鋼材直徑）第75頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一1、金屬材料室溫拉伸試驗方法

（GB/T228.1-2010）第76頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一1、拉伸試驗拉伸試驗是測定鋼材在拉伸過程中應(yīng)力和應(yīng)變之間的關(guān)系曲線以及屈服點、抗拉強度和伸長率三個重要指標(biāo)，以評定鋼材的質(zhì)量。（一）儀器設(shè)備1、萬能試驗機（精確度±1%）2、引伸計（包括記錄器或指示器）3、試樣尺寸測量儀器（精確度0.1mm）（二）試樣（前已講過）（三）試驗條件1、試驗速度2、試驗溫度：應(yīng)在室溫（10～35℃）下進行3、夾持方法：楔型、帶螺紋、套環(huán)、銷釘夾頭等，楔型夾頭夾持長度至少四分之三。（能自由定位和軸向施力）第77頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一萬能試驗機試驗機測力示值誤差應(yīng)不大于±1%；在規(guī)定負(fù)荷下停止施荷時，試驗機操作應(yīng)能精確到測力度盤上的一個最小分格負(fù)荷示值至少能保持30s；試驗機應(yīng)具有調(diào)速指示裝置，能在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的速度范圍內(nèi)靈活調(diào)節(jié)，且加卸荷平穩(wěn)；試驗機還應(yīng)備有記錄裝置，能滿足標(biāo)準(zhǔn)用繪圖法測定強度特性的要求。第78頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一引伸計各種類型的引伸計均可用于測定試樣的伸長。但引伸計的準(zhǔn)確度級別應(yīng)符合gb/t12160的要求。一般使用引伸計應(yīng)不劣于1級，測定具有較大延伸率的材料性能時，引伸計也不應(yīng)劣于2級。第79頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一拉伸速度屈服前：應(yīng)力增加速率按表規(guī)定，并保持試驗機控制器固定于該速率位置，直到該性能測出為止。

屈服前的加荷速率屈服后：屈服后或秩序測定抗拉強度時，試驗機夾頭在荷載下的移動速度不大于0.5LC/min材料彈性模量E/（N/mm2）應(yīng)力速率/（N/mm2·

s

）最小最大＜150000220≥150000660第80頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一①在試件上畫標(biāo)距，原始標(biāo)距為5d、10d、100mm、200mm，并沿長度方向作分格標(biāo)志。②估算試驗所需最大力，調(diào)試試驗機，選擇合適的量程。試件破壞荷載必須大于試驗機全量程的20%且小于試驗機全量程的80%，試驗機的測量精度應(yīng)為±1%。（最小刻度）③將試件固定在試驗機夾頭上，開動機器進行拉伸（有速度要求）。④測量屈服強度和抗拉強度。鋼筋拉伸試驗在試驗機上進行時，當(dāng)測力盤的指針停止轉(zhuǎn)動后恒定負(fù)載或第一次回轉(zhuǎn)的最小負(fù)荷即為所求屈服點的荷載（此為下屈服點）；繼續(xù)加荷直至拉斷，由測力度盤或拉伸曲線上讀出最大負(fù)荷，即為所求抗拉強度的荷載。⑤測量伸長率。即試件拉斷后標(biāo)距長度的增量與原始標(biāo)距長度之比的百分率。（四）試驗步驟第81頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一第82頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一第83頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一（五）拉伸結(jié)果計算和評定1）低碳鋼的應(yīng)力——應(yīng)變關(guān)系曲線的階段及每個階段特征①彈性階段：應(yīng)力與應(yīng)變按比例增加，呈線性關(guān)系。②屈服階段：應(yīng)力與應(yīng)變不再成正比關(guān)系，應(yīng)變的增長大于應(yīng)力的增長，已出現(xiàn)塑性變形。③強化階段：應(yīng)力與應(yīng)變值又開始上升，鋼筋開始強化，至最大拉應(yīng)力。④縮頸階段：應(yīng)變急劇增加，產(chǎn)生縮頸現(xiàn)象，直到斷裂。第84頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一2）屈服強度的測量鋼筋拉伸試驗在試驗機上進行時，當(dāng)測力盤的指針停止轉(zhuǎn)動后恒定負(fù)載或第一次回轉(zhuǎn)的最小負(fù)荷即為所求屈服點的荷載FS。第85頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一3）測量鋼筋屈服極限的方法步驟⑴圖解法：試驗時記錄力——延伸曲線或力——位移曲線。從曲線圖讀取力首次下降前的最大力和不計初始瞬時效應(yīng)時屈服階段中的最小力或屈服平臺的恒定力。將其分別除以試樣原始橫截面積A0得到上屈服強度和下屈服強度。仲裁試驗采用圖解方法。⑵指針法：試驗時，讀取測力度盤指針首次回轉(zhuǎn)前指示的最大力和不計初始瞬時效應(yīng)時的屈服強度指示的最小力或首次停止轉(zhuǎn)動的恒定力。將其分別除以試樣原始橫截面積A0得到上屈服強度和下屈服強度。⑶自動裝置：可采用微機或自動測定系統(tǒng)測定上屈服強度和下屈服強度，可以不繪制拉伸曲線圖。第86頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一4）測定中碳鋼和高碳鋼的屈服強度中碳鋼和高碳鋼沒有明顯的屈服點，采用分級加荷，求出彈性直線段相應(yīng)于小等級負(fù)荷的平均伸長增量，由此計算出偏離直線段后各級負(fù)荷的彈性伸長。從總伸長中減去彈性伸長即為殘余伸長。通常以殘余伸長的0.2%應(yīng)力作為屈服強度第87頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一5）抗拉強度的測定抗拉強度是向試件連續(xù)加荷直到拉斷,由測力度盤或拉伸曲線上讀出最大負(fù)荷Fb,抗拉強度為第88頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一6）試件原始橫截面積測定(有效四位數(shù))①對于圓形橫截面試樣，應(yīng)在標(biāo)距的兩端及中間三處兩個相互垂直的方向測量直徑，取其算術(shù)平均值，取用三處測得的最小橫截面積。②對于矩形橫截面試樣，應(yīng)在標(biāo)距的兩端及中間三處測量寬度和厚度，取用三處測得的最小橫截面積。③對于恒定橫截面試樣，可以根據(jù)測量的試樣長度、質(zhì)量和材料密度確定其原始橫截面積。④根據(jù)測量的原始試樣尺寸計算原始橫截面積，測量每個尺寸應(yīng)準(zhǔn)確到±0.5%。第89頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一7）測量鋼筋伸長率的方法①將試樣斷裂的部分仔細地對接在一起，使其軸線處于同一直線上，并采取特別措施確保試樣斷裂部分適當(dāng)接觸后測量試樣斷后標(biāo)距。②應(yīng)使用分辨率優(yōu)于0.1mm的量具或測量裝置測定斷后標(biāo)距（L′），準(zhǔn)確到±0.25mm。③當(dāng)試樣斷裂位置不符合規(guī)定條件時采用移位法。（避免報廢試樣）注：若斷后伸長率大于或等于規(guī)定值，不管斷裂位置在何處，測量均為有效。第90頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一①本國家標(biāo)準(zhǔn)編號；②試樣標(biāo)識；③材料名稱、牌號；④試樣類型；⑤試樣的取樣方向和位置⑥所測性能結(jié)果。

8）鋼筋拉伸試驗報告內(nèi)容第91頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一鋼筋拉伸試驗記錄表式樣第92頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一9）鋼筋拉伸試驗中，各項檢測數(shù)據(jù)精度要求①原始橫截面積至少保留四位有效數(shù)字②斷后伸長率精確到0.5%③斷后標(biāo)距精確至±0.25mm④屈服強度和抗拉強度≤200N/mm2時，按1N/mm2修約間隔進行修約；屈服強度和抗拉強度在200N/mm2~1000N/mm2時，按5N/mm2修約間隔進行修約；屈服強度和抗拉強度﹥1000N/mm2時，按10N/mm2修約間隔進行修約。第93頁，共104頁，2023年，2月20日，星期一拉伸試驗結(jié)果的精密度受材料、試樣、試驗設(shè)備、試驗程序和力學(xué)性能的計算方法等因素影響。具體地說，可以提出下列不確定度的原因：①材料的不均勻度，它存在于同一爐材料的一個工藝批之內(nèi)；②試樣的幾何形狀、制備方法和公差；③夾持方法和施力的軸向性；④拉伸試驗機和輔助測量系統(tǒng)（剛度、驅(qū)動、控制、操作方法）；⑤試樣尺寸的測量、標(biāo)距的標(biāo)記、引伸計標(biāo)距、力和伸長的測量；⑥試驗的各階段