土木工程材料教學(xué)課件PPT建筑鋼材ppt

1、1 建筑鋼材建筑鋼材: :指用于鋼結(jié)構(gòu)中的各種型鋼指用于鋼結(jié)構(gòu)中的各種型鋼( (角鋼、槽鋼、角鋼、槽鋼、 工字鋼、圓鋼等工字鋼、圓鋼等) )、鋼板、鋼管和用于鋼筋混凝土、鋼板、鋼管和用于鋼筋混凝土 結(jié)構(gòu)中的各種鋼筋、鋼絲等，是重要的土木工程材結(jié)構(gòu)中的各種鋼筋、鋼絲等，是重要的土木工程材 料料 優(yōu)良技術(shù)性能優(yōu)良技術(shù)性能: :較高強(qiáng)度和比強(qiáng)度；良好的塑性和較高強(qiáng)度和比強(qiáng)度；良好的塑性和 韌性，能承受沖擊和振動(dòng)載荷；可以焊接和鉚接；韌性，能承受沖擊和振動(dòng)載荷；可以焊接和鉚接； 易于加工和裝配。易于加工和裝配。 缺點(diǎn)缺點(diǎn): :易銹蝕、耐腐蝕差，維護(hù)費(fèi)用高易銹蝕、耐腐蝕差，維護(hù)費(fèi)用高 建筑鋼材建筑鋼材

2、2 建筑鋼材建筑鋼材 主要內(nèi)容：主要內(nèi)容： n建筑鋼材的分類、技術(shù)性能建筑鋼材的分類、技術(shù)性能 n建筑鋼材的標(biāo)準(zhǔn)與選用建筑鋼材的標(biāo)準(zhǔn)與選用 n鋼的腐蝕與防止鋼的腐蝕與防止 基本要求：基本要求： n掌握建筑鋼材的分類、技術(shù)性能掌握建筑鋼材的分類、技術(shù)性能； n了解建筑鋼材的標(biāo)準(zhǔn)與選用； n了解鋼的腐蝕與防止 3 第一節(jié)第一節(jié) 鋼材的冶煉與分類鋼材的冶煉與分類 一、鋼的冶煉一、鋼的冶煉 ： ( (一一) )、 鋼和鐵的區(qū)分鋼和鐵的區(qū)分 鐵和鋼都是由鐵和鋼都是由鐵和碳鐵和碳組成的組成的fe-cfe-c合金，兩者的區(qū)別在于合金合金，兩者的區(qū)別在于合金 中中c c元素含量的不同。元素含量的不同。 含碳量

3、在含碳量在2.062.06以上，還含有錳、磷、氧、氮等雜質(zhì)的以上，還含有錳、磷、氧、氮等雜質(zhì)的fe-cfe-c合合 金稱為金稱為鐵鐵。 鋼鋼是含碳量是含碳量2.062.06，雜質(zhì)含量較少的，雜質(zhì)含量較少的fe-cfe-c合金。合金。 鋼是生鐵經(jīng)過(guò)冶煉而得到的鋼是生鐵經(jīng)過(guò)冶煉而得到的 其原理其原理就是通過(guò)將熔融的生鐵進(jìn)行進(jìn)行氧化，使碳的含量降低到就是通過(guò)將熔融的生鐵進(jìn)行進(jìn)行氧化，使碳的含量降低到 預(yù)定的范圍內(nèi)，使其他雜質(zhì)含量降低到允許范圍內(nèi)預(yù)定的范圍內(nèi)，使其他雜質(zhì)含量降低到允許范圍內(nèi) 4 建筑鋼材的主要品種建筑鋼材的主要品種 1.型鋼型鋼 n簡(jiǎn)單截面型鋼：圓鋼、方簡(jiǎn)單截面型鋼：圓鋼、方 鋼、六角

4、鋼、八角鋼等；鋼、六角鋼、八角鋼等； n復(fù)雜截面型鋼：工字鋼、復(fù)雜截面型鋼：工字鋼、 角鋼、槽鋼、鋼軌等。角鋼、槽鋼、鋼軌等。 5 建筑鋼材的主要品種建筑鋼材的主要品種 2.線材線材 如鋼筋、鋼絲等。如鋼筋、鋼絲等。 6 建筑鋼材的主要品種建筑鋼材的主要品種 3.管材管材 無(wú)縫鋼管、焊接鋼管無(wú)縫鋼管、焊接鋼管 等。等。 7 建筑鋼材的主要品種建筑鋼材的主要品種 4.板材板材 光面鋼板、花紋鋼、光面鋼板、花紋鋼、 彩色涂層鋼板等。彩色涂層鋼板等。 壓型彩鋼板壓型彩鋼板 8 ( (二二) )、鋼的冶煉：、鋼的冶煉： 9 鋼的冶煉過(guò)程鋼的冶煉過(guò)程 n按照煉鋼爐的種類，煉鋼方法可分為：按照煉鋼爐的種類

5、，煉鋼方法可分為： 1. 空氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法空氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法: 一般煉制普通碳素鋼。一般煉制普通碳素鋼。 2 .氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法: 煉制優(yōu)質(zhì)碳素鋼和合金鋼。煉制優(yōu)質(zhì)碳素鋼和合金鋼。 3 .平爐煉鋼法平爐煉鋼法: 用來(lái)煉制優(yōu)質(zhì)碳素鋼、合金鋼或用來(lái)煉制優(yōu)質(zhì)碳素鋼、合金鋼或 有特殊要求的專用鋼。有特殊要求的專用鋼。 4.電爐煉鋼法電爐煉鋼法:主要用廢鋼返回熔煉得到各種特殊鋼主要用廢鋼返回熔煉得到各種特殊鋼 10 低合金鋼：合金元素總含量低合金鋼：合金元素總含量 10 低碳鋼：含碳量低碳鋼：含碳量 0.60 二、鋼的分類：二、鋼的分類： 土木工程中主要使用碳素鋼中的土木工程中主要使用碳素鋼中的低

6、碳鋼低碳鋼及及低合金鋼低合金鋼 1.1.碳素鋼：碳的含量碳素鋼：碳的含量 2.2.合金鋼合金鋼: :合金元素含量合金元素含量( (錳、硅、釩、鈦等錳、硅、釩、鈦等) ) 11 1.1.普通鋼：普通鋼： 含硫量含硫量0.0450.050 含磷量含磷量0.045 2.2.優(yōu)質(zhì)鋼：優(yōu)質(zhì)鋼： 含硫量含硫量0.035 含磷量含磷量0.035 3.3.高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼：高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼： 含硫量含硫量0.025 含磷量含磷量0.025 4.4.特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼：特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼： 含硫量含硫量0.015 含磷量含磷量0.025 12 用錳鐵脫氧，用錳鐵脫氧， 脫氧不完全，鋼液澆鑄后有大量脫氧不完全，鋼液澆鑄后有大量coco氣泡產(chǎn)

7、生，引氣泡產(chǎn)生，引 起鋼液沸騰。鋼質(zhì)不致密，內(nèi)部雜質(zhì)較多，強(qiáng)度起鋼液沸騰。鋼質(zhì)不致密，內(nèi)部雜質(zhì)較多，強(qiáng)度 較低，抗沖擊韌性和可焊性較差，適用于一般受較低，抗沖擊韌性和可焊性較差，適用于一般受 力結(jié)構(gòu)力結(jié)構(gòu) 13 鋼材的晶體組成鋼材的晶體組成 n(1) (1) 鐵素體鐵素體 n鐵素體的強(qiáng)度、硬度低，塑性和韌性好鐵素體的強(qiáng)度、硬度低，塑性和韌性好 n(2) (2) 滲碳體滲碳體: :鐵和碳混合物鐵和碳混合物(fe(fe3 3c)c) n含量達(dá)含量達(dá)6.67%,晶體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，晶體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，性質(zhì)變脆，塑性差，抗拉強(qiáng)性質(zhì)變脆，塑性差，抗拉強(qiáng) 度低度低 n(3) (3) 珠光體珠光體: :鐵素體和滲碳體組

8、成的機(jī)械化合物，鐵素體和滲碳體組成的機(jī)械化合物，c=0.8%c=0.8% n塑性好，強(qiáng)度和硬度高塑性好，強(qiáng)度和硬度高 n土木工程中所用鋼材含土木工程中所用鋼材含c c在在0.80.8以下，其晶體由鐵素體和珠以下，其晶體由鐵素體和珠 光體組成，優(yōu)點(diǎn)光體組成，優(yōu)點(diǎn): :較高強(qiáng)度、塑性和韌性也很好較高強(qiáng)度、塑性和韌性也很好 14 第二節(jié)第二節(jié) 建筑鋼材的主要技術(shù)性質(zhì)建筑鋼材的主要技術(shù)性質(zhì) 建筑鋼材的技術(shù)性質(zhì)主要包括機(jī)械性能和工藝性能。建筑鋼材的技術(shù)性質(zhì)主要包括機(jī)械性能和工藝性能。 15 抗拉性能是建筑鋼材最重要的性能，工程中一抗拉性能是建筑鋼材最重要的性能，工程中一 般通過(guò)拉力試驗(yàn)來(lái)評(píng)定鋼材抗拉性能

9、的大小，常用般通過(guò)拉力試驗(yàn)來(lái)評(píng)定鋼材抗拉性能的大小，常用 的評(píng)定指標(biāo)為拉力試驗(yàn)中測(cè)得的屈服點(diǎn)、抗拉強(qiáng)度的評(píng)定指標(biāo)為拉力試驗(yàn)中測(cè)得的屈服點(diǎn)、抗拉強(qiáng)度 和伸長(zhǎng)率。和伸長(zhǎng)率。 16 標(biāo)準(zhǔn)試件標(biāo)準(zhǔn)試件 按照一定的要求，對(duì)表面進(jìn)行車削加工后的試件。按照一定的要求，對(duì)表面進(jìn)行車削加工后的試件。 l0 a0 d0 l 非標(biāo)準(zhǔn)試件非標(biāo)準(zhǔn)試件 不經(jīng)過(guò)加工，直接在線材上切取的試件。不經(jīng)過(guò)加工，直接在線材上切取的試件。 頭部頭部 頭部頭部 工作段工作段 一、拉伸性能一、拉伸性能 1.1.低碳鋼的拉伸性能低碳鋼的拉伸性能 17 鋼材拉伸過(guò)程的-圖 oa彈性階段彈性階段 ab屈服階段屈服階段 bc強(qiáng)化階段強(qiáng)化階段 cd

10、頸縮階段頸縮階段 b下 下屈服點(diǎn)的應(yīng)力作為 屈服點(diǎn)的應(yīng)力作為 鋼材的屈服強(qiáng)度。鋼材的屈服強(qiáng)度。 (1)(1)拉伸試驗(yàn)過(guò)程拉伸試驗(yàn)過(guò)程 0 a c b f d b上 上 上屈服點(diǎn)上屈服點(diǎn) b下 下 下屈服點(diǎn)下屈服點(diǎn) p s b 18 u 在在oa段，如卸去荷載，試件將恢復(fù)原狀，表現(xiàn)為彈性變形。段，如卸去荷載，試件將恢復(fù)原狀，表現(xiàn)為彈性變形。 與與a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力為彈性極限，用點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力為彈性極限，用 表示。應(yīng)力與應(yīng)變成正比，表示。應(yīng)力與應(yīng)變成正比， 其比值為常數(shù)，稱為彈性模量其比值為常數(shù)，稱為彈性模量e u e反映鋼抵抗彈性變形的能力即剛度的大?。坏吞间摲从充摰挚箯椥宰冃蔚哪芰磩偠鹊拇笮。坏吞?/p>

11、鋼(2.0-2.0) 105mpa , =180-200mpa 1. 彈性階段彈性階段(oa段段) 低碳鋼受拉應(yīng)力低碳鋼受拉應(yīng)力-應(yīng)變圖應(yīng)變圖 19 當(dāng)荷載增大，試件應(yīng)力超過(guò)當(dāng)荷載增大，試件應(yīng)力超過(guò) 時(shí)，應(yīng)變?cè)黾拥乃俣却笥趹?yīng)力增長(zhǎng)速度，應(yīng)力時(shí)，應(yīng)變?cè)黾拥乃俣却笥趹?yīng)力增長(zhǎng)速度，應(yīng)力 與應(yīng)變不再成比例，開(kāi)始產(chǎn)生塑性變形。鋼材內(nèi)部?jī)?nèi)部暫時(shí)失去抵抗變形與應(yīng)變不再成比例，開(kāi)始產(chǎn)生塑性變形。鋼材內(nèi)部?jī)?nèi)部暫時(shí)失去抵抗變形 的能力，這種現(xiàn)象稱為屈服的能力，這種現(xiàn)象稱為屈服 b上 上點(diǎn)是這一階段應(yīng)力最高點(diǎn)，稱為屈服上限 點(diǎn)是這一階段應(yīng)力最高點(diǎn)，稱為屈服上限(應(yīng)力首先出現(xiàn)下降的最大應(yīng)力應(yīng)力首先出現(xiàn)下降的最大應(yīng)力

12、值值)，b下 下點(diǎn)稱為屈服下限 點(diǎn)稱為屈服下限(不計(jì)初始瞬時(shí)效應(yīng)時(shí)的最小應(yīng)力值不計(jì)初始瞬時(shí)效應(yīng)時(shí)的最小應(yīng)力值)。 一般以一般以b下 下點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力作為屈服點(diǎn)，用 點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力作為屈服點(diǎn)，用 s表示。表示。 超過(guò)屈服點(diǎn)后產(chǎn)生較大塑性變形，但已不再能夠滿足使用要求，故超過(guò)屈服點(diǎn)后產(chǎn)生較大塑性變形，但已不再能夠滿足使用要求，故 s作為剛才作為剛才 設(shè)計(jì)強(qiáng)度取值依據(jù)設(shè)計(jì)強(qiáng)度取值依據(jù) 2. 屈服階段：屈服階段： 低碳鋼受拉應(yīng)力低碳鋼受拉應(yīng)力-應(yīng)變圖應(yīng)變圖 20 當(dāng)荷載超過(guò)屈服點(diǎn)以后，由于試件內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，當(dāng)荷載超過(guò)屈服點(diǎn)以后，由于試件內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化， 抵抗變形的能力又重新提高，故稱為強(qiáng)化階

13、段。對(duì)應(yīng)于最高抵抗變形的能力又重新提高，故稱為強(qiáng)化階段。對(duì)應(yīng)于最高 點(diǎn)點(diǎn)c的應(yīng)力，用的應(yīng)力，用 b表示。表示。 b 抗拉強(qiáng)度或強(qiáng)度極限抗拉強(qiáng)度或強(qiáng)度極限 3.強(qiáng)化階段強(qiáng)化階段(bc段段) 低碳鋼受拉應(yīng)力低碳鋼受拉應(yīng)力-應(yīng)變圖應(yīng)變圖 21 d a 0 b下 下 b上 上 b c cd頸縮階頸縮階 段段 4。頸縮階段。頸縮階段(cd段段) 當(dāng)鋼材強(qiáng)化達(dá)到最高點(diǎn)后，在試件薄弱處的截面將顯著縮小，產(chǎn)生當(dāng)鋼材強(qiáng)化達(dá)到最高點(diǎn)后，在試件薄弱處的截面將顯著縮小，產(chǎn)生“頸縮現(xiàn)象頸縮現(xiàn)象”， 由于試件斷面急劇縮小，塑性變形迅速增加，拉力也就隨著下降，最后發(fā)生斷裂由于試件斷面急劇縮小，塑性變形迅速增加，拉力也就隨著

14、下降，最后發(fā)生斷裂 22 拉伸性能指標(biāo)：拉伸性能指標(biāo)： 屈服點(diǎn)、抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、斷面收縮率。屈服點(diǎn)、抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、斷面收縮率。 0 s a fs fs 屈服階段最小的力屈服階段最小的力(首次回針?biāo)鶎?duì)應(yīng)的力首次回針?biāo)鶎?duì)應(yīng)的力),n；ao 鋼材鋼材 的原始截面積，的原始截面積，mm2。 (1)(1)屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度( (屈服點(diǎn)屈服點(diǎn)) ) 上屈服點(diǎn)上屈服點(diǎn)(b(b上 上) )： ：試樣首次屈服前的最大應(yīng)力；試樣首次屈服前的最大應(yīng)力； 下屈服點(diǎn)下屈服點(diǎn)(b(b下 下) )： ：不計(jì)初始瞬時(shí)效應(yīng)的最小應(yīng)力，即屈服點(diǎn)不計(jì)初始瞬時(shí)效應(yīng)的最小應(yīng)力，即屈服點(diǎn) 23 (2)(2)抗拉強(qiáng)度：抗拉強(qiáng)度：鋼材所

15、能承受的最大拉應(yīng)力。鋼材所能承受的最大拉應(yīng)力。 fb最大拉力，最大拉力，n。試驗(yàn)時(shí)，一般以試驗(yàn)時(shí)，一般以 鋼材出現(xiàn)頸縮為準(zhǔn)。鋼材出現(xiàn)頸縮為準(zhǔn)。 強(qiáng)屈比一般不低于強(qiáng)屈比一般不低于1.21.2，抗震結(jié)構(gòu)一般不低于，抗震結(jié)構(gòu)一般不低于1.251.25。 0 b a fb 可靠性參數(shù)可靠性參數(shù) b s 強(qiáng)屈比 值得注意：值得注意：強(qiáng)屈比的概念強(qiáng)屈比的概念 值越大值越大, ,可靠性越高可靠性越高, ,安全性越高安全性越高, , 但利用率降低，浪費(fèi)增大。但利用率降低，浪費(fèi)增大。 24 (3)(3)伸長(zhǎng)率：伸長(zhǎng)率：塑性指標(biāo)。塑性指標(biāo)。 意義：意義： 值值越大，塑性增強(qiáng)，可避免結(jié)構(gòu)過(guò)早破壞；越大，塑性增強(qiáng)，可

16、避免結(jié)構(gòu)過(guò)早破壞； 加工性增強(qiáng)，安全性增強(qiáng)。加工性增強(qiáng)，安全性增強(qiáng)。 值有兩種：值有兩種： 5表示表示l0=5d0 d0鋼材直徑鋼材直徑 10表示表示l0=10d0 %100 l ll 0 01 lo試件原始標(biāo)距長(zhǎng)度，試件原始標(biāo)距長(zhǎng)度，mm ； l1試件拉斷后測(cè)定出伸長(zhǎng)后標(biāo)距部分的長(zhǎng)度，試件拉斷后測(cè)定出伸長(zhǎng)后標(biāo)距部分的長(zhǎng)度，mm。 25 (4)(4)斷面收縮率：塑性指標(biāo)。斷面收縮率：塑性指標(biāo)。 a1試樣拉斷后頸縮處的截面積，試樣拉斷后頸縮處的截面積，mm2； a0表示鋼表示鋼 材的原始截面積，材的原始截面積，mm2。 常用低碳鋼的塑性指標(biāo)常用低碳鋼的塑性指標(biāo) =15-30%；斷面收縮；斷面收縮

17、60% 伸長(zhǎng)率和斷面收縮率均表示鋼材斷裂前經(jīng)受塑性變形的能力。伸長(zhǎng)率和斷面收縮率均表示鋼材斷裂前經(jīng)受塑性變形的能力。 %100 0 10 a aa 26 思考題思考題 n從新進(jìn)貨的一批鋼筋中抽樣，并截取鋼筋做拉伸試驗(yàn)，測(cè)得從新進(jìn)貨的一批鋼筋中抽樣，并截取鋼筋做拉伸試驗(yàn)，測(cè)得 如下結(jié)果：屈服強(qiáng)度分別為如下結(jié)果：屈服強(qiáng)度分別為42.4kn，41.5kn；抗拉極限荷；抗拉極限荷 載分別為載分別為62.0kn，61.6kn；公稱直徑為；公稱直徑為12mm，斷后長(zhǎng)度，斷后長(zhǎng)度 分別為分別為66.0mm和和67mm。計(jì)算該鋼筋的屈強(qiáng)比和。計(jì)算該鋼筋的屈強(qiáng)比和5 3 26 42.441.5101 371 2

18、1 4 3.14 1210 s s f mpa a 3 26 62.061.6101 547 21 4 3.14 1210 b b f mpa a 371 0.68 547 s b mpa mpa 10 5 0 1 67.06066.060 100%100%10.9% 26060 ll l 27 2. 硬鋼硬鋼(高碳鋼高碳鋼)的拉伸性能的拉伸性能 n硬鋼抗拉強(qiáng)度高，塑性差，硬鋼抗拉強(qiáng)度高，塑性差， 拉伸過(guò)程無(wú)明顯屈服階段，拉伸過(guò)程無(wú)明顯屈服階段， 無(wú)法直接測(cè)定屈服強(qiáng)度。規(guī)無(wú)法直接測(cè)定屈服強(qiáng)度。規(guī) 范以殘余變形達(dá)到試件原始范以殘余變形達(dá)到試件原始 長(zhǎng)度長(zhǎng)度l0的的0.2%時(shí)所應(yīng)力的應(yīng)時(shí)所應(yīng)力的應(yīng)

19、 力值，作為屈服強(qiáng)度，也稱力值，作為屈服強(qiáng)度，也稱 為條件屈服強(qiáng)度。為條件屈服強(qiáng)度。0.2表示。表示。 n條件屈服點(diǎn)條件屈服點(diǎn)0.2 ：使硬鋼產(chǎn)生：使硬鋼產(chǎn)生 0.2%塑性變形時(shí)的應(yīng)力。見(jiàn)塑性變形時(shí)的應(yīng)力。見(jiàn) 左圖。左圖。 0 a 0.2% ab oa總變形?？傋冃?。 ba彈性變形彈性變形99.8%。 ob塑性變形塑性變形0.2%。 28 彎曲角度彎曲角度 彎心直徑對(duì)試件厚度彎心直徑對(duì)試件厚度( (或直徑或直徑) )的比值的比值 冷彎性能冷彎性能: :鋼材在常溫下承受彎曲變形的能力，是鋼材在常溫下承受彎曲變形的能力，是 建筑鋼材的重要工藝性能。建筑鋼材的重要工藝性能。 二、建筑鋼材的冷彎性能二

20、、建筑鋼材的冷彎性能 冷彎性能指標(biāo)冷彎性能指標(biāo) 參數(shù)與性能的關(guān)系參數(shù)與性能的關(guān)系 試驗(yàn)時(shí)采用的彎曲角度愈大，彎心直徑試驗(yàn)時(shí)采用的彎曲角度愈大，彎心直徑 對(duì)試件厚度對(duì)試件厚度( (或直徑或直徑) )的比值愈小，表示對(duì)冷的比值愈小，表示對(duì)冷 彎性能的要求愈高。彎性能的要求愈高。 29 冷彎性能試驗(yàn)示意圖冷彎性能試驗(yàn)示意圖 裝好的試件裝好的試件 彎曲彎曲180180 彎曲彎曲9090 二、建筑鋼材的冷彎性能二、建筑鋼材的冷彎性能 30 判定標(biāo)準(zhǔn)：判定標(biāo)準(zhǔn)： 試件的彎曲處不發(fā)生裂縫、裂斷或起層，即試件的彎曲處不發(fā)生裂縫、裂斷或起層，即 認(rèn)為冷彎性能合格。認(rèn)為冷彎性能合格。 冷彎試驗(yàn)意義：冷彎試驗(yàn)意義：

21、 1 1、能反映試件彎曲處的塑性變形，能揭示鋼材是否存、能反映試件彎曲處的塑性變形，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。在內(nèi)部組織不均勻、內(nèi)應(yīng)力和夾雜物等缺陷。 2 2、也能對(duì)鋼材的焊接質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)，能揭示焊件、也能對(duì)鋼材的焊接質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)，能揭示焊件 受彎表面是否存在未熔合，裂縫及夾雜物等缺陷。受彎表面是否存在未熔合，裂縫及夾雜物等缺陷。 二、建筑鋼材的冷彎性能二、建筑鋼材的冷彎性能 31 (3)沖擊韌性沖擊韌性 n定義及指標(biāo)定義及指標(biāo) n指鋼材抵抗沖擊荷載而不被破壞的能力。其大小用指鋼材抵抗沖擊荷載而不被破壞的能力。其大小用 沖擊韌性值沖擊韌性值k k表示

22、。表示。k k 越大，則沖擊韌性越好。越大，則沖擊韌性越好。 nk k是以試件沖擊破壞時(shí)缺口處單位面積上所消耗的是以試件沖擊破壞時(shí)缺口處單位面積上所消耗的 功功(j/cm(j/cm2 2) )。 n影響因素影響因素 n化學(xué)成分化學(xué)成分( (硫、磷含量高硫、磷含量高) )，組織狀態(tài)，冶煉、軋制，組織狀態(tài)，冶煉、軋制 質(zhì)量，焊接，環(huán)境溫度質(zhì)量，焊接，環(huán)境溫度( (溫度降低溫度降低) )等，均會(huì)降低沖等，均會(huì)降低沖 擊韌性。擊韌性。 n對(duì)于承受沖擊荷載和振動(dòng)荷載部位的鋼材，必須考對(duì)于承受沖擊荷載和振動(dòng)荷載部位的鋼材，必須考 慮沖擊韌性。慮沖擊韌性。 32 (4) 硬度 (4) 4) 硬度硬度 n鋼材

23、的硬度指其表面局部體積內(nèi)抵抗外物壓入產(chǎn)生塑鋼材的硬度指其表面局部體積內(nèi)抵抗外物壓入產(chǎn)生塑 性變形的能力性變形的能力: :布氏法和洛氏法表示布氏法和洛氏法表示 (5) (5) 疲勞強(qiáng)度疲勞強(qiáng)度 n鋼材在交變荷載作用下應(yīng)力遠(yuǎn)小于抗拉強(qiáng)度時(shí)發(fā)生斷鋼材在交變荷載作用下應(yīng)力遠(yuǎn)小于抗拉強(qiáng)度時(shí)發(fā)生斷 裂，疲勞極限表示裂，疲勞極限表示: :在規(guī)定的周期基數(shù)內(nèi)不發(fā)生斷裂在規(guī)定的周期基數(shù)內(nèi)不發(fā)生斷裂 所能承受的最大應(yīng)力所能承受的最大應(yīng)力 n鋼材疲勞破壞由拉應(yīng)力引起，抗拉強(qiáng)度越高，疲勞強(qiáng)鋼材疲勞破壞由拉應(yīng)力引起，抗拉強(qiáng)度越高，疲勞強(qiáng) 度也越高度也越高 33 三、鋼材的冷加工強(qiáng)化和時(shí)效三、鋼材的冷加工強(qiáng)化和時(shí)效 1.

24、1.冷加工強(qiáng)化冷加工強(qiáng)化 n冷加工強(qiáng)化是鋼材在常溫下，以超過(guò)其屈服點(diǎn)但不超過(guò)冷加工強(qiáng)化是鋼材在常溫下，以超過(guò)其屈服點(diǎn)但不超過(guò) 抗拉強(qiáng)度的應(yīng)力對(duì)其進(jìn)行的加工?？估瓘?qiáng)度的應(yīng)力對(duì)其進(jìn)行的加工。 冷加工強(qiáng)化的原理：冷加工強(qiáng)化的原理： 鋼材在塑性變形中，發(fā)生晶格變形、鋼材在塑性變形中，發(fā)生晶格變形、 破碎和歪扭，從而對(duì)晶格的進(jìn)一步滑移將起到阻礙作用，故破碎和歪扭，從而對(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。內(nèi)應(yīng)力，故鋼材的彈性模量降低。 n建筑鋼材常用的冷加工有冷拉、冷拔

25、、冷軋、刻痕等建筑鋼材常用的冷加工有冷拉、冷拔、冷軋、刻痕等 。 n對(duì)鋼材進(jìn)行冷加工的目的，主要是利用時(shí)效提高強(qiáng)度，對(duì)鋼材進(jìn)行冷加工的目的，主要是利用時(shí)效提高強(qiáng)度， 利用塑性節(jié)約鋼材，同時(shí)也達(dá)到調(diào)直和除銹的目的。利用塑性節(jié)約鋼材，同時(shí)也達(dá)到調(diào)直和除銹的目的。 冷加工的特點(diǎn)冷加工的特點(diǎn): :提高屈服強(qiáng)度，但塑性、韌性和彈模降低。提高屈服強(qiáng)度，但塑性、韌性和彈模降低。 34 (1)(1)冷拉：是將鋼筋拉至應(yīng)力冷拉：是將鋼筋拉至應(yīng)力-應(yīng)變曲線的強(qiáng)化階段內(nèi)任一點(diǎn)應(yīng)變曲線的強(qiáng)化階段內(nèi)任一點(diǎn)k處，處， 然后緩慢卸去荷載，當(dāng)再度加載時(shí)，其屈服點(diǎn)將有所提高，塑性然后緩慢卸去荷載，當(dāng)再度加載時(shí)，其屈服點(diǎn)將有所提

26、高，塑性 變形能力將有所降低。鋼筋經(jīng)冷拉后，一般屈服點(diǎn)可提高變形能力將有所降低。鋼筋經(jīng)冷拉后，一般屈服點(diǎn)可提高20% 25%。 常見(jiàn)的冷加工方式：常見(jiàn)的冷加工方式： n思考題思考題: 試在同一坐標(biāo)圖上，分別畫(huà)出軟鋼在未經(jīng)冷拉、冷拉試在同一坐標(biāo)圖上，分別畫(huà)出軟鋼在未經(jīng)冷拉、冷拉 時(shí)效后時(shí)效后-曲線，并解釋它們的不同點(diǎn)。曲線，并解釋它們的不同點(diǎn)。 35 (2)(2)冷拔冷拔- -是將光圓鋼筋通過(guò)硬質(zhì)合金拔絲?？讖?qiáng)行拉拔是將光圓鋼筋通過(guò)硬質(zhì)合金拔絲?？讖?qiáng)行拉拔 拉拔?？桌文？?冷拔比純拉伸作用強(qiáng)烈，鋼筋受拉、擠壓作用。冷拔比純拉伸作用強(qiáng)烈，鋼筋受拉、擠壓作用。 如：經(jīng)過(guò)一次或多次的冷拔后得到的冷拔

27、低碳鋼絲，如：經(jīng)過(guò)一次或多次的冷拔后得到的冷拔低碳鋼絲， 屈服點(diǎn)可提高屈服點(diǎn)可提高40%60%，但失去軟鋼的塑性和韌性，但失去軟鋼的塑性和韌性， 而具有硬鋼的特點(diǎn)。而具有硬鋼的特點(diǎn)。 常見(jiàn)的冷加工方式：常見(jiàn)的冷加工方式： 36 (3)(3)冷軋冷軋將圓鋼在冷軋機(jī)上軋成斷面形狀規(guī)則的鋼筋。將圓鋼在冷軋機(jī)上軋成斷面形狀規(guī)則的鋼筋。 目的：目的：提高強(qiáng)度、與混凝土的粘結(jié)力。提高強(qiáng)度、與混凝土的粘結(jié)力。 鋼筋在冷軋時(shí)，縱向與橫向同時(shí)產(chǎn)生變形，鋼筋在冷軋時(shí)，縱向與橫向同時(shí)產(chǎn)生變形， 因而能較好地保持其因而能較好地保持其塑性塑性和和內(nèi)部結(jié)構(gòu)均勻性內(nèi)部結(jié)構(gòu)均勻性。 常見(jiàn)的冷加工方式：常見(jiàn)的冷加工方式： 37

28、 (4)(4)冷軋扭冷軋扭: :對(duì)熱軋圓盤(pán)條對(duì)熱軋圓盤(pán)條, ,經(jīng)冷軋扁和冷扭轉(zhuǎn)經(jīng)冷軋扁和冷扭轉(zhuǎn), ,制成制成 冷軋扭鋼筋。冷軋扭鋼筋。 冷軋厚度：冷軋厚度：越薄，塑性變形越大，抗拉強(qiáng)度提高得越多，越薄，塑性變形越大，抗拉強(qiáng)度提高得越多， 伸長(zhǎng)率降低得也越多。伸長(zhǎng)率降低得也越多。 螺距：螺距：螺距大小將直接影響鋼筋與砼的握裹力。螺距大小將直接影響鋼筋與砼的握裹力。 螺距小，握裹力大，冷軋扭難度加大。螺距小，握裹力大，冷軋扭難度加大。 要求：要求： 特點(diǎn)：特點(diǎn)：冷軋扭鋼筋無(wú)明顯的屈服臺(tái)階。冷軋扭鋼筋無(wú)明顯的屈服臺(tái)階。 常見(jiàn)的冷加工方式：常見(jiàn)的冷加工方式： 38 將經(jīng)過(guò)冷拉的鋼筋于常溫下存放將經(jīng)過(guò)冷

29、拉的鋼筋于常溫下存放1515 20d20d，或加熱到或加熱到100100200200并保持并保持2-3h2-3h后后， 鋼筋強(qiáng)度提高。這個(gè)過(guò)程稱為鋼筋強(qiáng)度提高。這個(gè)過(guò)程稱為時(shí)效處理時(shí)效處理。前前 者稱為者稱為自然自然時(shí)效，后者稱為時(shí)效，后者稱為人工人工時(shí)效。時(shí)效。 1.1.時(shí)效處理時(shí)效處理: : 2.2.時(shí)效處理的作用時(shí)效處理的作用: : 冷加工以后再經(jīng)過(guò)時(shí)效處理的鋼筋，其屈服點(diǎn)進(jìn)一冷加工以后再經(jīng)過(guò)時(shí)效處理的鋼筋，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。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由于時(shí)效過(guò)程中應(yīng)力的消減，故彈性模

30、量可基本恢 復(fù)。復(fù)。 (二二)鋼材的時(shí)效強(qiáng)化鋼材的時(shí)效強(qiáng)化 39 鋼材在冷加工時(shí)鋼材在冷加工時(shí)晶格缺陷增多，晶格畸變，對(duì)晶格缺陷增多，晶格畸變，對(duì) 位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻力增大，因而屈服強(qiáng)度提高位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻力增大，因而屈服強(qiáng)度提高，塑性和，塑性和 韌性降低。由于冷加工時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，故冷加工韌性降低。由于冷加工時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，故冷加工 鋼材的彈性模量有所下降。鋼材的彈性模量有所下降。 冷加工以后再經(jīng)時(shí)效處理的鋼筋，屈服點(diǎn)進(jìn)一冷加工以后再經(jīng)時(shí)效處理的鋼筋，屈服點(diǎn)進(jìn)一 步提高，抗拉強(qiáng)度稍見(jiàn)增長(zhǎng)，塑性和韌性繼續(xù)有所步提高，抗拉強(qiáng)度稍見(jiàn)增長(zhǎng)，塑性和韌性繼續(xù)有所 降低。由于時(shí)效過(guò)程中內(nèi)應(yīng)力的消減，故彈性模量降低。

31、由于時(shí)效過(guò)程中內(nèi)應(yīng)力的消減，故彈性模量 可基本恢復(fù)。可基本恢復(fù)。 3.3.冷加工及時(shí)效處理對(duì)鋼筋性能的影響：冷加工及時(shí)效處理對(duì)鋼筋性能的影響： (二二)鋼材的時(shí)效強(qiáng)化鋼材的時(shí)效強(qiáng)化 40 第三節(jié)第三節(jié) 建筑鋼材的品種與選擇建筑鋼材的品種與選擇 土木工程常用鋼材土木工程常用鋼材 鋼結(jié)構(gòu)用鋼鋼結(jié)構(gòu)用鋼 混凝土結(jié)構(gòu)用混凝土結(jié)構(gòu)用 鋼筋鋼筋 碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼 優(yōu)質(zhì)碳素鋼優(yōu)質(zhì)碳素鋼 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼 預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲和鋼絞線預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲和鋼絞線 熱軋鋼筋熱軋鋼筋 冷軋扭鋼筋冷軋扭鋼筋 冷軋帶肋鋼筋冷軋帶肋鋼筋 41 一、鋼結(jié)構(gòu)用鋼一、鋼結(jié)構(gòu)用鋼 (一一)碳素結(jié)構(gòu)鋼：碳素結(jié)

32、構(gòu)鋼： 1.1.碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)：屈服點(diǎn)符號(hào)、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級(jí)碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)：屈服點(diǎn)符號(hào)、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級(jí) 符號(hào)和脫氧程度符號(hào)組成。表達(dá)式符號(hào)和脫氧程度符號(hào)組成。表達(dá)式x1 x2-x3 x4 x1-屈服點(diǎn)符號(hào)屈服點(diǎn)符號(hào)(q)、x2-屈服點(diǎn)數(shù)值屈服點(diǎn)數(shù)值(單位單位mpa)、x3-質(zhì)量等級(jí)質(zhì)量等級(jí)(鋼中有害雜質(zhì)硫鋼中有害雜質(zhì)硫 、磷由多到少有、磷由多到少有a、b、c、d 4級(jí)，逐級(jí)提高級(jí)，逐級(jí)提高)和和x4-脫氧方法脫氧方法(f：沸騰鋼，：沸騰鋼，b： 半鎮(zhèn)鋼，半鎮(zhèn)鋼，z：鎮(zhèn)靜鋼，：鎮(zhèn)靜鋼，tz：特殊鎮(zhèn)鋼。其中：特殊鎮(zhèn)鋼。其中z、tz可省略可省略)。q235-bz 2.2.牌號(hào)與鋼材性能

33、間的關(guān)系：牌號(hào)與鋼材性能間的關(guān)系： 碳素結(jié)構(gòu)鋼隨牌號(hào)越大，含碳量增高，屈服強(qiáng)度和抗碳素結(jié)構(gòu)鋼隨牌號(hào)越大，含碳量增高，屈服強(qiáng)度和抗 拉強(qiáng)度提高，但塑性、韌性和冷彎性能下降。拉強(qiáng)度提高，但塑性、韌性和冷彎性能下降。 42 3 3、各牌號(hào)碳素結(jié)構(gòu)鋼的特點(diǎn)及應(yīng)用：、各牌號(hào)碳素結(jié)構(gòu)鋼的特點(diǎn)及應(yīng)用： (1)q195(1)q195、q215q215號(hào)鋼材號(hào)鋼材 特點(diǎn)：特點(diǎn)：強(qiáng)度較低，但塑性、韌性較好，易于冷加工，多用強(qiáng)度較低，但塑性、韌性較好，易于冷加工，多用 于受荷較小以及焊接結(jié)構(gòu)中，可制作鉚釘、鋼筋等。于受荷較小以及焊接結(jié)構(gòu)中，可制作鉚釘、鋼筋等。 (2)q235(2)q235( (建筑工程中主要應(yīng)用的

34、鋼號(hào)建筑工程中主要應(yīng)用的鋼號(hào)) ) 特點(diǎn)：特點(diǎn)：具有較高的強(qiáng)度，良好的塑性、韌性，可焊性及可具有較高的強(qiáng)度，良好的塑性、韌性，可焊性及可 加工等綜合性能好加工等綜合性能好, ,且冶煉方便且冶煉方便, ,成本較低，因此，廣泛用于一成本較低，因此，廣泛用于一 般鋼結(jié)構(gòu)。般鋼結(jié)構(gòu)。 其中，其中，c c、d d級(jí)可用在重要的焊接結(jié)構(gòu)。級(jí)可用在重要的焊接結(jié)構(gòu)。 (3)q275(3)q275號(hào)鋼材號(hào)鋼材 特點(diǎn)：特點(diǎn)：強(qiáng)度高，但塑性、韌性、可焊性差，可用于鋼筋混強(qiáng)度高，但塑性、韌性、可焊性差，可用于鋼筋混 凝土配筋及鋼結(jié)構(gòu)中的構(gòu)件及螺栓等。凝土配筋及鋼結(jié)構(gòu)中的構(gòu)件及螺栓等。 (4)(4)受動(dòng)荷載作用結(jié)構(gòu)、焊

35、接結(jié)構(gòu)及低溫下工作的結(jié)構(gòu)，受動(dòng)荷載作用結(jié)構(gòu)、焊接結(jié)構(gòu)及低溫下工作的結(jié)構(gòu)， 不能不能 選用選用a a、b b質(zhì)量等級(jí)鋼及沸騰鋼。質(zhì)量等級(jí)鋼及沸騰鋼。 思考題思考題:碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)的含義是：碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)的含義是：q表示表示 ，q后面的數(shù)字表后面的數(shù)字表 示示 ，數(shù)字后，數(shù)字后a、b、c、d表示表示 ，牌號(hào)末尾的，牌號(hào)末尾的“f”表示表示 43 (二二)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 1 1、牌號(hào)：、牌號(hào)： 三部分表示：含碳量、含錳量標(biāo)著、脫氧程度代號(hào)。三部分表示：含碳量、含錳量標(biāo)著、脫氧程度代號(hào)。 前兩位數(shù)字表示平均含碳量的萬(wàn)分?jǐn)?shù)；有前兩位數(shù)字表示平均含碳量的萬(wàn)分?jǐn)?shù)；有“含錳量含錳量 標(biāo)著標(biāo)著”指

36、較高含錳量，無(wú)指較高含錳量，無(wú)“含錳量標(biāo)著含錳量標(biāo)著”指普通含錳量；指普通含錳量； 大大 部分為鎮(zhèn)靜鋼。部分為鎮(zhèn)靜鋼。 如：如：45mn45mn表示平均含碳量為表示平均含碳量為0.45%0.45%，較高含錳量的鎮(zhèn)靜，較高含錳量的鎮(zhèn)靜 鋼。鋼。 3030表示平均含碳量為表示平均含碳量為0.30%0.30%，普通含錳量的鎮(zhèn)靜鋼。，普通含錳量的鎮(zhèn)靜鋼。 2 2、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的選用：、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的選用： 30304545號(hào)鋼：號(hào)鋼：用于重要結(jié)構(gòu)的鋼鑄件、高強(qiáng)度螺栓。用于重要結(jié)構(gòu)的鋼鑄件、高強(qiáng)度螺栓。 4545號(hào)鋼：號(hào)鋼：用作預(yù)應(yīng)力混凝土錨具。用作預(yù)應(yīng)力混凝土錨具。 65658080號(hào)鋼號(hào)鋼：用于

37、生產(chǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲和鋼絞線。：用于生產(chǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲和鋼絞線。 44 (三三)低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼 1.1.牌號(hào)：由屈服強(qiáng)度字母、屈服強(qiáng)度數(shù)值和質(zhì)量等級(jí)三個(gè)部分牌號(hào)：由屈服強(qiáng)度字母、屈服強(qiáng)度數(shù)值和質(zhì)量等級(jí)三個(gè)部分 組成組成:x:x1 1x x2 2x x3 3。 x1-屈服點(diǎn)的漢語(yǔ)拼音字母屈服點(diǎn)的漢語(yǔ)拼音字母q、x2-屈服點(diǎn)數(shù)值屈服點(diǎn)數(shù)值mpa和質(zhì)量等級(jí)、和質(zhì)量等級(jí)、 、e五個(gè)質(zhì)量等級(jí)。分為八個(gè)牌號(hào)：五個(gè)質(zhì)量等級(jí)。分為八個(gè)牌號(hào)： q345、 q390、 q420、q460、q500 、q550、q620和和q690。 2.2.特點(diǎn)與選用：特點(diǎn)與選用： 特點(diǎn)：特點(diǎn)：輕質(zhì)高

38、強(qiáng)，耐蝕性、耐低溫性好，抗沖擊性強(qiáng)，使輕質(zhì)高強(qiáng)，耐蝕性、耐低溫性好，抗沖擊性強(qiáng)，使 用壽命長(zhǎng)等良好的綜合性能；具有良好的可焊性及冷加工性，用壽命長(zhǎng)等良好的綜合性能；具有良好的可焊性及冷加工性， 易于加工與施工。易于加工與施工。 可以用作高層及大跨度建筑可以用作高層及大跨度建筑( (如大跨度橋梁、大型廳館、電如大跨度橋梁、大型廳館、電 視塔等視塔等) )的主體結(jié)構(gòu)材料。的主體結(jié)構(gòu)材料。 與普通碳素鋼相比可節(jié)約鋼材，經(jīng)濟(jì)效益顯著。與普通碳素鋼相比可節(jié)約鋼材，經(jīng)濟(jì)效益顯著。 45 二、混凝土結(jié)構(gòu)用鋼筋二、混凝土結(jié)構(gòu)用鋼筋 (一一)熱軋鋼筋熱軋鋼筋 2 2、牌號(hào)、牌號(hào) 熱軋成型，自然冷卻而成。熱軋成型

39、，自然冷卻而成。 外形有光圓、帶肋兩種。外形有光圓、帶肋兩種。 1 1、外形、外形 四個(gè)牌號(hào)：四個(gè)牌號(hào)： 級(jí)，級(jí)， hpb235； 級(jí)，級(jí)， hrb335； 級(jí)，級(jí)， hrb400； 級(jí)，級(jí)， hrb500 hrb335hrb335 hot rolledhot rolled 屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度( mpa)( mpa) ribbedribbed bars bars 46 3 3、 技術(shù)性能與應(yīng)用：技術(shù)性能與應(yīng)用： 級(jí)鋼筋級(jí)鋼筋 強(qiáng)度較低，但塑性和焊接性能很好，強(qiáng)度較低，但塑性和焊接性能很好， 便于各種冷加工，廣泛用于小型混凝土結(jié)構(gòu)的主受力筋便于各種冷加工，廣泛用于小型混凝土結(jié)構(gòu)的主受力筋 及各種混

40、凝土結(jié)構(gòu)的構(gòu)造筋和箍筋。及各種混凝土結(jié)構(gòu)的構(gòu)造筋和箍筋。 級(jí)鋼筋級(jí)鋼筋 強(qiáng)度較高，塑性和焊接性好，是鋼筋強(qiáng)度較高，塑性和焊接性好，是鋼筋 混凝土常用鋼筋，廣泛用于大、中型構(gòu)件的主受力筋?；炷脸Ｓ娩摻?，廣泛用于大、中型構(gòu)件的主受力筋。 級(jí)鋼筋級(jí)鋼筋 性能及應(yīng)用與性能及應(yīng)用與級(jí)鋼筋相近，但塑性級(jí)鋼筋相近，但塑性 和焊接性略差于和焊接性略差于級(jí)鋼筋。級(jí)鋼筋。 級(jí)鋼筋級(jí)鋼筋 強(qiáng)度高，但塑性和焊接性較差，適宜強(qiáng)度高，但塑性和焊接性較差，適宜 作預(yù)應(yīng)力鋼筋。作預(yù)應(yīng)力鋼筋。 47 (二二)冷軋帶肋鋼筋冷軋帶肋鋼筋 1.外形：外形：熱軋盤(pán)圓條經(jīng)冷軋或冷拔減徑后而成。兩面或熱軋盤(pán)圓條經(jīng)冷軋或冷拔減徑后而成。兩

41、面或 三面有肋。三面有肋。 2 2、強(qiáng)度等級(jí)、強(qiáng)度等級(jí) 按抗拉強(qiáng)度分五級(jí)：按抗拉強(qiáng)度分五級(jí)： crb550crb550級(jí)；級(jí)； crb650crb650級(jí)；級(jí)； crb800crb800級(jí)；級(jí)； crb970crb970級(jí)；級(jí)； crb1170crb1170級(jí)。級(jí)。 crb550crb550 cold rolled 屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度 ( mpa )( mpa ) ribbed bars 48 3 3、 技術(shù)性能及應(yīng)用技術(shù)性能及應(yīng)用 冷軋帶肋鋼筋強(qiáng)度高，塑性好，質(zhì)量穩(wěn)定，冷軋帶肋鋼筋強(qiáng)度高，塑性好，質(zhì)量穩(wěn)定， 與混凝土粘結(jié)牢固，節(jié)約鋼材。與混凝土粘結(jié)牢固，節(jié)約鋼材。 主要應(yīng)用：主要應(yīng)用： crb

42、550crb550主要用于普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的主主要用于普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的主 受力筋、架立筋、箍筋和構(gòu)造鋼筋；受力筋、架立筋、箍筋和構(gòu)造鋼筋； crb650crb650中、小型預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)件的主受中、小型預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)件的主受 力筋；力筋； crb800crb800同同crb650crb650 49 (三三)冷軋扭鋼筋冷軋扭鋼筋 1 1、外形、外形 級(jí)圓鋼級(jí)圓鋼 冷拉、調(diào)直冷拉、調(diào)直 冷軋、冷扭冷軋、冷扭 螺旋狀直條鋼筋螺旋狀直條鋼筋 50 2 2、技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用、技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用 材質(zhì)：材質(zhì)：碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 冷扭后力學(xué)性能好，節(jié)省鋼材；冷扭后力學(xué)性能好，節(jié)省

43、鋼材； 螺旋狀直條鋪設(shè)綁扎方便，與鋼螺旋狀直條鋪設(shè)綁扎方便，與鋼 筋的握裹力強(qiáng)，不易松動(dòng)；筋的握裹力強(qiáng)，不易松動(dòng)； 應(yīng)用：應(yīng)用： 大型現(xiàn)澆平板和空心板，條基，中、大型現(xiàn)澆平板和空心板，條基，中、 小型筏基，小型筏基， 橋面，路面等構(gòu)件。橋面，路面等構(gòu)件。 可按構(gòu)件尺寸定貨，現(xiàn)場(chǎng)不可按構(gòu)件尺寸定貨，現(xiàn)場(chǎng)不 再切割。再切割。 注意：注意： 冷軋扭鋼筋在拉伸時(shí)無(wú)明顯屈服臺(tái)階，冷軋扭鋼筋在拉伸時(shí)無(wú)明顯屈服臺(tái)階， 為安全起見(jiàn)，其抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度采用為安全起見(jiàn)，其抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度采用0.80.8b b。 51 ( (四四) )預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土用鋼絲和鋼絞線預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土用鋼絲和鋼絞線 預(yù)應(yīng)力鋼絲由優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼

44、制成。預(yù)應(yīng)力鋼絞預(yù)應(yīng)力鋼絲由優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼制成。預(yù)應(yīng)力鋼絞 線由數(shù)根鋼絲絞捻在一起，線由數(shù)根鋼絲絞捻在一起， 經(jīng)熱處理而成。經(jīng)熱處理而成。 1 1、預(yù)應(yīng)力鋼絲：、預(yù)應(yīng)力鋼絲： 分類：分類： 按交貨狀態(tài)分為冷拉鋼絲、消除應(yīng)力鋼絲；按交貨狀態(tài)分為冷拉鋼絲、消除應(yīng)力鋼絲； 按外形分為光面鋼絲、刻痕鋼絲、螺旋鋼絲；按外形分為光面鋼絲、刻痕鋼絲、螺旋鋼絲； 按松馳能力分為按松馳能力分為i i級(jí)松馳和級(jí)松馳和級(jí)松馳兩級(jí)。級(jí)松馳兩級(jí)。 代號(hào)：代號(hào)： rcd(rcd(冷拉鋼絲冷拉鋼絲) )、s(s(消除應(yīng)力鋼絲消除應(yīng)力鋼絲) )、 si(si(消除應(yīng)力刻痕鋼絲消除應(yīng)力刻痕鋼絲) )、 sh(sh(消除應(yīng)力螺旋

45、肋鋼絲消除應(yīng)力螺旋肋鋼絲) )。 作用：作用： 節(jié)約鋼材、減小構(gòu)件截面、節(jié)省混凝土。節(jié)約鋼材、減小構(gòu)件截面、節(jié)省混凝土。 應(yīng)用：應(yīng)用： 橋梁、吊車梁、大跨度屋架、管樁等預(yù)應(yīng)力橋梁、吊車梁、大跨度屋架、管樁等預(yù)應(yīng)力 鋼筋混凝土構(gòu)件中。鋼筋混凝土構(gòu)件中。 52 2 2、預(yù)應(yīng)力鋼絞線：、預(yù)應(yīng)力鋼絞線： 分類分類 按捻制結(jié)構(gòu)分類按捻制結(jié)構(gòu)分類 用兩根鋼絲捻制的鋼絞線用兩根鋼絲捻制的鋼絞線 ( (表示為表示為1 12)2) 用三根鋼絲捻制的鋼絞線用三根鋼絲捻制的鋼絞線 ( (表示為表示為1 13)3) 用七根鋼絲捻制的鋼絞線用七根鋼絲捻制的鋼絞線 ( (表示為表示為1 17)7) 按應(yīng)力松馳能力按應(yīng)力松

46、馳能力 i i級(jí)松馳級(jí)松馳 級(jí)松馳級(jí)松馳 應(yīng)用應(yīng)用 主要用于大跨度、大負(fù)荷的橋梁、電桿、枕軌、主要用于大跨度、大負(fù)荷的橋梁、電桿、枕軌、 屋架、大跨度吊車梁等。屋架、大跨度吊車梁等。 特點(diǎn)特點(diǎn) 安全可靠，節(jié)約鋼材，且不需冷拉，焊接接頭等安全可靠，節(jié)約鋼材，且不需冷拉，焊接接頭等 加工，在土木工程中得到廣泛應(yīng)用。加工，在土木工程中得到廣泛應(yīng)用。 53 (五五)預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土熱處理鋼筋預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土熱處理鋼筋 熱軋帶肋鋼筋熱軋帶肋鋼筋 淬火淬火 回火回火 熱處理帶肋鋼筋熱處理帶肋鋼筋 ( (出廠呈盤(pán)條狀出廠呈盤(pán)條狀) ) 規(guī)格規(guī)格6 6、 8.28.2、 10mm10mm 屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度13

47、25mpa 1325mpa 、1470mpa1470mpa 應(yīng)用應(yīng)用 主要用于預(yù)應(yīng)力混凝土梁、主要用于預(yù)應(yīng)力混凝土梁、 板，鐵道軌枕等板，鐵道軌枕等 54 總結(jié)：鋼筋的選用總結(jié)：鋼筋的選用 普通受力的鋼筋混凝土構(gòu)件，常用：普通受力的鋼筋混凝土構(gòu)件，常用： 熱軋鋼筋熱軋鋼筋 hpb235 hpb235 、hrb335 hrb335 、hrb400 hrb400 ； 冷軋鋼筋冷軋鋼筋 crb550 crb550 。 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，常用：預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，常用： 預(yù)應(yīng)力混凝土鋼絲、鋼絞線；預(yù)應(yīng)力混凝土鋼絲、鋼絞線； 熱處理鋼筋；熱處理鋼筋； 將熱軋鋼筋將熱軋鋼筋 hrb335 hrb335 、h

48、rb400 hrb400 、 hrb500 hrb500 冷拉冷拉 中、小型預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，常用：中、小型預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，常用： 冷軋鋼筋冷軋鋼筋 crb650 crb650 ，crb800crb800； 冷拔低合金鋼絲。冷拔低合金鋼絲。 55 鋼材直接與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生鋼材直接與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生 銹蝕銹蝕, ,多數(shù)是由氧化作用在鋼材表面形成疏多數(shù)是由氧化作用在鋼材表面形成疏 松氧化物。干燥環(huán)境緩慢，溫濕度高，發(fā)展松氧化物。干燥環(huán)境緩慢，溫濕度高，發(fā)展 迅速。迅速。 第四節(jié)第四節(jié) 鋼材的銹蝕與防護(hù)鋼材的銹蝕與防護(hù) 一、鋼材的銹蝕一、鋼材的銹蝕 鋼材表面與其周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反

49、應(yīng)而遭到的破壞，鋼材表面與其周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而遭到的破壞， 稱為稱為鋼材的銹蝕鋼材的銹蝕。 (一 一)鋼材的銹蝕類型鋼材的銹蝕類型 化學(xué)銹蝕化學(xué)銹蝕 電化學(xué)銹蝕電化學(xué)銹蝕 鋼材本身組成和雜質(zhì)的存在鋼材本身組成和雜質(zhì)的存在, ,在表面在表面 介質(zhì)的作用下介質(zhì)的作用下, ,各成分電極電位不同各成分電極電位不同, ,形形 成微電池，鐵元素失去了電子成為成微電池，鐵元素失去了電子成為fe2+fe2+ 進(jìn)入介質(zhì)溶液，與溶液中的進(jìn)入介質(zhì)溶液，與溶液中的ohoh- -離子結(jié)合離子結(jié)合 生成生成fe(oh)fe(oh)2 2。 56 (二二)銹蝕的結(jié)果銹蝕的結(jié)果 1 1、在鋼材表面形成疏松的氧化物，使鋼結(jié)

50、構(gòu)斷面減小，、在鋼材表面形成疏松的氧化物，使鋼結(jié)構(gòu)斷面減小， 降低鋼材的性能，因而承載力降低。降低鋼材的性能，因而承載力降低。 2 2、鋼銹產(chǎn)生體積膨脹，造成鋼筋混凝土構(gòu)件表面混凝、鋼銹產(chǎn)生體積膨脹，造成鋼筋混凝土構(gòu)件表面混凝 土膨脹開(kāi)裂土膨脹開(kāi)裂 二、鋼材的防護(hù)二、鋼材的防護(hù) 三個(gè)方面：三個(gè)方面：從改變鋼材本身的易腐蝕從改變鋼材本身的易腐蝕 性、隔離環(huán)境中的侵蝕性介質(zhì)或改變性、隔離環(huán)境中的侵蝕性介質(zhì)或改變 鋼材表面的電化學(xué)過(guò)程。鋼材表面的電化學(xué)過(guò)程。 具體防護(hù)措施：具體防護(hù)措施： (一一)鋼結(jié)構(gòu)用鋼結(jié)構(gòu)用 鋼的防護(hù)：鋼的防護(hù)： 采用耐候鋼采用耐候鋼(耐大氣腐蝕鋼耐大氣腐蝕鋼) 金屬覆蓋金屬覆蓋電鍍或噴鍍電鍍或噴鍍 非金屬覆蓋非