004鋼材與木材PPT課件

1、第一部分第一部分 鋼材鋼材第1頁/共59頁第2頁/共59頁第3頁/共59頁第4頁/共59頁第5頁/共59頁第6頁/共59頁第7頁/共59頁第8頁/共59頁第9頁/共59頁第10頁/共59頁第11頁/共59頁第12頁/共59頁 建筑鋼材的應用第13頁/共59頁第一部分第一部分 鋼材鋼材建筑鋼材：主要指用用鋼結構中 各種型材（如角鋼、槽鋼、工字鋼、圓鋼等） 鋼板 用于鋼筋混凝土結構中的各種鋼筋、鋼絲等。第14頁/共59頁一、建筑鋼材的特點 優(yōu)點：n能承受沖擊和振動荷載n抗拉強度高、塑性和韌性好n易于加工成板材、型材和線材n良好的焊接和鉚接性能缺點：n易銹蝕、維護費用高n耐火性差n生產能耗大第15頁

2、/共59頁二、建筑鋼材的分類第16頁/共59頁二、建筑鋼材的分類第17頁/共59頁二、建筑鋼材的分類 目前，建筑工程中常用的鋼種是普通碳素結構鋼和普通低合金結構鋼。第18頁/共59頁三、建筑鋼材的技術性能 鋼材的性能主要包括力學性能、工藝性能和化學性能等，建筑工程中主要考慮鋼材的前兩種性能。1、力學性能n（1）抗拉性能：抗拉性能是建筑鋼材的主要力學性能。 由拉伸過程中4個階段：彈性階段、屈服階段、強化階段和頸縮階段。 第19頁/共59頁n（2）沖擊韌性：鋼材抵抗沖擊荷載的能力。n（3）硬度是指鋼材抵抗較硬物體壓入產生局部變形的能力。 n（4）耐疲勞性：交變應力反復作用下，應力遠小于其抗拉強度時

3、破壞。三、建筑鋼材的技術性能第20頁/共59頁2、工藝性能n（1）冷彎性能：鋼材在常溫下承受彎曲變形的能力。 冷彎性能和伸長率，表示鋼材在靜荷載條件下的塑性。n（2）焊接性能：鋼筋混凝土結構的鋼筋骨架、接頭、預埋件等，絕大多數(shù)采用焊接方式連接?？珊感詢?yōu)劣，主要取決于鋼材中的碳及合金元素的含量。 三、建筑鋼材的技術性能第21頁/共59頁有益元素n碳：當含碳量超過1%時，鋼材的極限強度開始下降。n硅、錳：顯著提高鋼材強度。有害元素n磷、硫：塑性和韌性下降，顯著增加鋼的冷脆性。n氧、氮：嚴重降低鋼的韌性和可焊性。四、鋼材化學成分對性能的影響 第22頁/共59頁1、鋼結構用鋼n碳素結構鋼可分為Q195

4、、Q215、Q235、Q255和Q275五個牌號。n隨牌號增大，含碳量增加，其強度和硬度提高，塑性和韌性降低，冷彎性能逐漸變差。n Q235號鋼的力學性能穩(wěn)定，對軋制、加熱、急劇冷卻時的敏感性較小。 nQ255、Q275號鋼強度較高，但塑性、韌性較差，可焊性也差，不易焊接和冷彎加工。五、建筑鋼材的技術標準及選用第23頁/共59頁2、鋼筋混凝土用鋼筋、鋼絲n鋼筋混凝土用熱軋鋼筋n鋼筋按外形分為光圓鋼筋和帶肋鋼筋。n熱軋直條光圓鋼筋的級別為級，強度等級代號為R235；熱軋帶肋鋼筋的牌號由HRB和屈服點最小值表示，熱軋帶肋鋼筋有HRB335、HRB400、HRB500三個牌號。 五、建筑鋼材的技術標

5、準及選用第24頁/共59頁1、鋼材腐蝕：表面與周圍介質發(fā)生化學反應而遭到破壞。n化學腐蝕：金屬直接與周圍介質發(fā)生化學反應而產生的腐蝕，無電流產生。在濕度較高條件下腐蝕進展很快。 n電化學腐蝕：電極電位不同的金屬與電解質溶液接觸形成微電池，與電解質溶液接觸后，由于產生電化學作用而引起的腐蝕。六、鋼材的腐蝕與防止第25頁/共59頁2、鋼材腐蝕的防止n制成合金鋼：顯著提高抗銹蝕能力。n表面覆蓋：鋼材表面用電鍍或噴鍍的方法覆蓋其他耐蝕金屬，以提高其抗銹能力；或在鋼材表面涂以防銹油漆或塑料涂層，使之與周圍介質隔離，防止鋼材銹蝕。n設置陽極或陰極保護：使鋼結構成為陰極而被保護。六、鋼材的腐蝕與防止第26頁

6、/共59頁3、鋼管的保管 設法消除或減少介質中的有害組分，如去濕、防塵等，以消除空氣中所含的水蒸氣、二氧化硫等有害組分。n存放處所的選擇：應盡量遠離有害氣體、粉塵、酸堿等。n保持庫房干燥通風：水泥地面，防潮處理。通風、降潮。n合理碼垛：穩(wěn)固，整齊。不超過地面承載力，垛底墊高。n保持料場清潔：及時清除，徹底清除。n加強防護措施：以箱、架、垛為單位密封保管。表面涂敷防護劑。n加強計劃管理：制定合理的庫存周期計劃和儲備定額，制定嚴格的庫存銹蝕檢查計劃。六、鋼材的腐蝕與防止第27頁/共59頁 我國鋼結構采用的鋼材品種主要為熱軋型鋼、冷彎薄壁型鋼、熱（冷）軋鋼板和鋼管等。n1 1、熱軋型鋼 常用的熱軋型

7、鋼有角鋼、L L型鋼、工字鋼、槽鋼和H H型鋼七、鋼結構專用型鋼 邊寬厚度長邊寬厚度腹板高面板厚腹板厚腰高度短邊寬面板寬腿寬腿寬腰厚腰高度腰厚斜度1:6斜度1:6 角鋼 L型鋼 工字鋼 槽鋼 熱軋型鋼截面示意圖第28頁/共59頁腹板高腹板厚翼緣厚翼緣寬H型鋼 熱軋型鋼截面示意圖等邊槽鋼不等邊槽鋼H型鋼寬翼緣HW中翼緣HM窄翼緣HN第29頁/共59頁n2 2、冷彎型鋼 厚度為1.51.56mm6mm薄鋼板或鋼帶( (一般用碳素結構鋼或低合金結構鋼) )經冷軋( (彎) )或模壓而成。七、鋼結構專用型鋼冷彎型鋼截面示意圖結構用冷彎空心型鋼方形矩形通用冷彎開口型鋼等邊角鋼不等邊角鋼內卷邊槽鋼外卷邊槽

8、鋼第30頁/共59頁壓型鋼板規(guī)格YX28 200 600YX51 250 750壓型鋼板組合樓板第31頁/共59頁n3 3、鋼管和鋼板n鋼管n有熱軋無縫鋼管（GB8162GB81628787）和焊接鋼管兩種（直縫焊鋼管、螺旋焊鋼管）。n原材料鋼種：優(yōu)質碳素結構鋼或低合金高強度結構鋼，采用無縫。制造方法：熱軋或冷拔、焊接。n鋼板n建筑鋼結構使用的鋼板，按軋制方式可分為熱軋鋼板（GB709-88GB709-88）和冷軋鋼板（GB708GB7088888）兩類。n花紋鋼板(GB/T327791)(GB/T327791) 七、鋼結構專用型鋼第32頁/共59頁n銀白色輕金屬，強度低，塑性好，導熱、電熱性

9、能強。鋁的化學性質很活潑，在空氣中易和空氣反應，于金屬表面生成一層氧化鋁薄膜，阻止其繼續(xù)腐蝕。n純鋁產品有鋁錠和鋁材兩種。純鋁可加工成鋁粉，用于加氣混凝土的發(fā)氣，也可作為防腐涂料（又稱銀粉）用于鑄鐵、鋼材等的防腐。n按應用范圍可分為三類：n一類結構：以強度為主要因素的受力構件，如屋架等。n二類結構：指不承力構件或承力不大的構件，如建筑工程門、窗、衛(wèi)生設備、管系、通風管、擋風架、支架、扶手等。n三類結構：主要是各種裝飾品和絕熱材料。 八、鋁合金第33頁/共59頁第二部分第二部分 木材木材第34頁/共59頁第35頁/共59頁第36頁/共59頁第37頁/共59頁第38頁/共59頁第39頁/共59頁第

10、40頁/共59頁第41頁/共59頁n木本植物可分為喬木、灌木和木質藤本三種類型：n喬木通常是指具有單一主干，樹高可達6 6米以上的木本植物，即通常所說的樹木。n灌木較矮小，通常具有多個莖。n木質藤本植物則為攀援的木質藤蔓，有許多熱帶雨林特征。n木材主要來源于喬木樹種。n樹木一般按樹葉形狀分為針葉樹和闊葉樹兩大類。n針葉樹：樹葉細長針狀，多為常綠樹；紋理順直，木質較軟，強度較高，表觀密度小；耐腐蝕性較強，脹縮變形小。軟木材n闊葉樹：樹葉寬大，葉脈呈網狀，大多為落葉樹；木質較硬，加工較難；表觀密度大，脹縮變形大，常用作內部裝飾、次要的承重構件和膠合板。硬木材一、木材的構造第42頁/共59頁n宏觀構

11、造n（1）邊材、心材n靠近髓心部分顏色較深。含水量較少，不易翹曲變形，抗蝕性較強；外面部分顏色較淺為邊材。n邊材含水量高，易干燥被濕潤，易翹曲變形，抗蝕性不如心材。n（2 2）年輪、春材、夏材n淺色部分春季生長，生長快，細胞大而排列疏松，稱為春材( (早材) )；n深色部分夏季生長，細胞壁較厚，組織緊密堅實，顏色較深，稱為夏材( (晚材) )。一、木材的構造11樹皮；22木質部；33年輪44髓線；55髓心 第43頁/共59頁木材的物理性質n含水率：自由水、吸附水、結合水n纖維飽和點：吸附水處于飽和狀態(tài)而無自由水存在時，此時對應的含水率稱為木材的纖維飽和點。是木材物理、力學性質的轉折點。n平衡含

12、水率平衡含水率：長期處于一定溫度和濕度下，其含水率趨于一：長期處于一定溫度和濕度下，其含水率趨于一個定值，此時的含水率稱為平衡含水率。個定值，此時的含水率稱為平衡含水率。n濕脹干縮濕脹干縮：木材細胞壁內吸附水的變化而引起木材的變形。：木材細胞壁內吸附水的變化而引起木材的變形。順紋方向干縮值最小，徑向較大，弦向最大。順紋方向干縮值最小，徑向較大，弦向最大。n表觀密度表觀密度：隨木材的孔隙率、含水量以及其他一些因素的變：隨木材的孔隙率、含水量以及其他一些因素的變化而不同。因此確定木材的表觀密度時，應在含水率為標準化而不同。因此確定木材的表觀密度時，應在含水率為標準含水率情況下進行。含水率情況下進行

13、。 二、木材的主要性質第44頁/共59頁木材的力學性質 彈性、塑性、蠕變、抗拉強度、抗壓強度、抗彎強度、 抗剪強度、沖擊韌性、抗劈力、抗扭強度、硬度和耐磨性等。n木材強度木材強度：受剪切作用時，分順紋、橫紋和橫紋切斷三種。：受剪切作用時，分順紋、橫紋和橫紋切斷三種。 二、木材的主要性質木材的剪切 (a)順紋剪切 (b)橫紋剪切 (c)橫紋切斷 第45頁/共59頁n抗拉強度抗拉強度：木材在使用中很少出現(xiàn)因被：木材在使用中很少出現(xiàn)因被拉斷而破壞。橫紋拉力比順紋拉力低得拉斷而破壞。橫紋拉力比順紋拉力低得多，一般只有順紋拉力的多，一般只有順紋拉力的l/301/40。n順紋抗壓強度順紋抗壓強度 ：木柱分

14、長柱與短柱。長：木柱分長柱與短柱。長柱以材料剛度為主要因素，受壓不穩(wěn)定柱以材料剛度為主要因素，受壓不穩(wěn)定，縱向上會發(fā)生彎曲、產生扭矩，破壞，縱向上會發(fā)生彎曲、產生扭矩，破壞。n抗彎強度抗彎強度：亦稱靜曲強度，或彎曲強度：亦稱靜曲強度，或彎曲強度，是重要的木材力學性質之一，主要用，是重要的木材力學性質之一，主要用于家具中各種柜體的橫梁、建筑物的桁于家具中各種柜體的橫梁、建筑物的桁架、地板和橋梁等易于彎曲構件的設計架、地板和橋梁等易于彎曲構件的設計。n木材硬度木材硬度：抵抗其它剛體壓入的能力。：抵抗其它剛體壓入的能力。硬度與密度密切相關，密度大其硬度則硬度與密度密切相關，密度大其硬度則高。高。二、

15、木材的主要性質 第46頁/共59頁1 1、木材的腐朽與防腐n木材的腐朽：真菌侵害所致。腐朽菌分泌出酵素把細胞壁物質分解成簡單的養(yǎng)分，從而致使木材腐朽，并遭徹底破壞。n木材防腐措施：n破壞真菌生存的條件：保持通風干燥的狀態(tài)，并對木結構和木制品表面進行油漆處理，隔絕空氣和水分。n把木材變成有毒的物質把木材變成有毒的物質：將化學防腐劑注入木材中，使：將化學防腐劑注入木材中，使真菌無法寄生。防腐劑一般分水溶性防腐劑、油質防腐真菌無法寄生。防腐劑一般分水溶性防腐劑、油質防腐劑和膏狀防腐劑三類。劑和膏狀防腐劑三類。三、木材的防腐與防火第47頁/共59頁2 2、木材的防火n木材的可燃性木材的可燃性n木材木材

16、燃燒及阻燃機理燃燒及阻燃機理：熱作用下發(fā)生熱分解反應，隨著溫度：熱作用下發(fā)生熱分解反應，隨著溫度升高，熱分解加快。升高，熱分解加快。220以上達木材燃點。實際火災中，以上達木材燃點。實際火災中，木材燃燒溫度可高達木材燃燒溫度可高達8001300。n木材木材防火措施防火措施：阻止和延緩木材燃燒途徑：阻止和延緩木材燃燒途徑n抑制木材在高溫下的熱分解抑制木材在高溫下的熱分解。某些含磷化合物。某些含磷化合物n阻滯熱傳遞阻滯熱傳遞。一些鹽類、特別是含有結晶水的鹽類，具有阻。一些鹽類、特別是含有結晶水的鹽類，具有阻燃作用。燃作用。n稀釋木材燃燒面周圍空氣中氧氣和熱分解產生的可燃氣體，稀釋木材燃燒面周圍空氣

17、中氧氣和熱分解產生的可燃氣體，增加隔氧作用增加隔氧作用。三、木材的防腐與防火第48頁/共59頁n游離甲醛：易揮發(fā)物質?？諝庵泻倭繒r會引起眼睛刺痛，并有流淚癥狀。濃度升高時會感到咽喉痛癢，鼻痛、胸悶、咳嗽、呼吸困難、軟弱無力和頭痛等癥狀。n游離甲醛主要釋放源來自于三個方面：人造板材、部分膠粘劑、木家具中部分的部件端面沒有封邊處理和剖件中有部分安裝連接孔。n可溶性鉛、鎘、鉻、汞等重金屬元素：主要來自產品表面色漆涂層膜中，特別是部分彩色涂料家具中，兒童家具有一定比例，其涂層主要是涂料的著色顏料，如紅丹、鉛、鉻黃、鉛白等。n無機顏料通常是從天然礦物質提煉并經過一系列化學物理反應制成，難免夾帶微量的重金屬。四、木材中的有害物質第49頁/共59頁五、木材在建筑結構中的應用第50頁/共59頁桁架：由桿件彼此在兩端用鉸鏈連接而成的結構。桁架由直桿組成的一般具有三角形單元的平面或空間結構。桁架桿件主要承受軸向拉力或壓力，能充分利用材料的強度，跨度較大時可比實腹梁節(jié)省材料，減輕自重和增大剛度。 五、木材在建筑結構中的應用第51頁/共59頁斗栱：在立柱和橫梁交接處，從柱頂上的一層層探出成弓形的承重結構叫