其 他 回 答共1條
1樓
第10章 建筑鋼材
主要內(nèi)容:
鋼材重要工程材料.本幸主要講述建筑工程常用兩奧鋼材,普通碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金高強(qiáng)度岵構(gòu)鋼.概迷鋼冶煉,加工及分類方法.重點(diǎn)掌握建筑鋼材力學(xué)性能,工藝性能及現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范對鋼材性艙及技術(shù)要求.闡迷鋼化學(xué)成分,所合合金元素等對鋼材性能,質(zhì)量影響.介紹鋼蛄構(gòu)及鋼筋混凝土蛄構(gòu)采用主要鋼材品種及特點(diǎn),何正確地選材,合理地用材,及鋼材好蝕成固與防護(hù)方法.
第10章 建筑鋼材
建筑鋼材重要建筑材料.主要指用于鋼結(jié)構(gòu)各種型材(角鋼,槽鋼,工字鋼,圓鋼等),鋼板,鋼管和用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)各種鋼筋,鋼絲等.由于鋼材工廠生產(chǎn)有較嚴(yán)格工藝控制,因此質(zhì)量通常能夠得保證.
建筑鋼材具有系列優(yōu)良性能.有較高強(qiáng)度,有良好塑性和韌性,能承受沖擊和振動(dòng)荷載;焊接或鉚接,易于加工和裝配,所被廣泛地應(yīng)用于建筑工程.鋼材也存易銹蝕及耐火性差缺點(diǎn)
第10章 建筑鋼材
10.1 鋼材分類
鋼材化學(xué)成分
生產(chǎn)鋼避免元素:Si,Mn,P,S,N…
專門加入合金元素:Si,Mn,Ti,V,
Ni,Nb及稀土元素
鐵:主要元素
碳:0.02%～2.06%
其元素
第10章 建筑鋼材
10.1.1 分類
1.按化學(xué)成分分類
低碳鋼:含碳量0.6%
(1)碳素鋼
(碳鋼)
(2)合成鋼 ——專門加入合金元素
按合金元素含量分
低合金鋼:合金元素總含量10%
第10章 建筑鋼材
2.按雜質(zhì)含量(品質(zhì))分類
普通鋼:含硫量_≤0.050%,含磷量≤0.045%
優(yōu)質(zhì)鋼:含硫量_≤0.035%,含磷量≤0.035%
高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼:含硫量_≤0.025%,含磷量≤0.025%,
牌號(hào)加"高"或"A"
特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼:含硫量_≤0.015%,含磷量≤0.015%,
加"E"
第10章 建筑鋼材
3.按冶煉時(shí)脫氧程度分
沸騰鋼:脫氧充分,代號(hào)"F"
鎮(zhèn)靜鋼:脫氧充分,代號(hào)"2"
半鎮(zhèn)靜鋼:脫氧程度介于"F"與"2"之間,代號(hào)"b"
特殊鎮(zhèn)靜鋼:脫氧徹底,代號(hào)"TZ"
4.按用途分類
結(jié)構(gòu)鋼:建筑結(jié)構(gòu),機(jī)械制造(低,碳鋼)
工具鋼:各種工具(高碳鋼)
特殊鋼:銹鋼(具有各種特殊物理化學(xué)性質(zhì))
第10章 建筑鋼材
10.1.2 鋼材常存雜質(zhì)
硫:來自礦石燃料,生成FeS,鋼材加工時(shí)易裂縫,熱脆性.
磷:來自礦石燃料,生成Fe3P,脆性大.
碳:煉鋼氧化過程存于缸,害處大于處,故歸于有害元素.
錳:煉鋼時(shí)脫氧,硫殘留鋼,具有強(qiáng)脫氧,硫能力,大大改善
鋼材加工性能.
硅:脫氧劑,較錳強(qiáng).
兩面性:硅低時(shí),強(qiáng)度增加;硅高時(shí),其性能降低.
氧:與碳,磷相似.
有 害 元 素
第10章 建筑鋼材
10.2 建筑材料主要技術(shù)性能
力學(xué)性質(zhì):強(qiáng)度,彈性,塑性,耐磨性…
工藝性質(zhì)(加工性):冷彎,焊性
第10章 建筑鋼材
10.2.1 力學(xué)性能
1.抗拉性能——建筑鋼材重要力學(xué)性能.
拉伸過程分四階段:
OA:彈性階段
AB:屈服階段
BC:強(qiáng)化階段
CD:頸縮階段
第10章 建筑鋼材
拉伸性能指標(biāo):主要有屈服點(diǎn),抗拉強(qiáng)度和伸長率等.
(1)屈服強(qiáng)度(屈服點(diǎn))
上屈服強(qiáng)度:試樣首次屈服前大應(yīng)力;
下屈服強(qiáng)度:計(jì)初始瞬時(shí)效應(yīng)時(shí)小強(qiáng)度,即屈服點(diǎn)
Fs ——屈服階段小應(yīng)力(首次回針?biāo)鶎?yīng)力),N;Ao ——鋼材截面積,mm2.
注意:有些鋼材無明顯屈服點(diǎn)(合金鋼,高碳鋼等硬鋼),
應(yīng)采用產(chǎn)生殘余變形0.2%原標(biāo)距長度時(shí)應(yīng)力
作屈服點(diǎn)(稱條件屈服點(diǎn)),記σ0.2或者σP0.2.
第10章 建筑鋼材
(2)抗拉強(qiáng)度:鋼材所能承受大強(qiáng)度.
Fb——大應(yīng)力,N.
相反,值越小,靠性越低,安全性越低.
因此,強(qiáng)屈比般低于1.2,抗震結(jié)構(gòu)般低于1.25.
靠性參數(shù)
值得注意:強(qiáng)屈比概念
值越大靠性越高,安全性越高,利用率降低,浪費(fèi)增大.
第10章 建筑鋼材
(3)伸長率:塑性指標(biāo) .
意義: 值越大,塑性增強(qiáng),避免結(jié)構(gòu)過早破壞;加工性
增強(qiáng), 安全性增強(qiáng).
值有兩種: 5——表示l0=5d0,d0——鋼材直徑;
10——l0=10d0.
lo——試件原始標(biāo)距長度,mm ;
l1——試件拉斷測定出伸長標(biāo)距部分長度,mm.
第10章 建筑鋼材
(4)斷面收縮率:塑性指標(biāo).
AO——試樣拉斷頸縮處截面積,mm2;
A1——表示鋼材原始截面積,mm2.
伸長率和斷面收縮率均表示鋼材斷裂前經(jīng)受塑性變形能力.
第10章 建筑鋼材
2.沖擊韌性 ——指鋼材抵抗沖擊荷載能力.
試驗(yàn)方法:標(biāo)準(zhǔn)試件彎曲沖擊韌性試驗(yàn).
指標(biāo):試件缺口處單位截面積上所消耗功,計(jì)作ak,J/cm2.
ak值愈大,鋼材沖擊韌性愈好.
3.耐疲勞性
疲勞破壞:交變荷載反復(fù)作用,鋼材應(yīng)力低于屈服強(qiáng)度時(shí),突發(fā)出脆性斷裂現(xiàn)象.
危害極大
沖擊韌性試驗(yàn)原理圖
第10章 建筑鋼材
10.2.2 工藝性能
冷彎性能:常溫下鋼材承受彎曲變形能力.
焊接性能:鋼結(jié)構(gòu)90%上焊接結(jié)構(gòu),焊接性非常重要.
第10章 建筑鋼材
(1)冷彎性能
冷彎性能試驗(yàn):試件被彎曲角度(90°,180°).
冷彎試驗(yàn)意義:能反映試件彎曲處塑性變形,能揭示鋼材否存內(nèi)部組織均勻,內(nèi)應(yīng)力和夾雜物等缺陷.
冷彎試驗(yàn)也能對鋼材焊接質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn),能揭示焊件受彎表面否存未熔合,裂縫及夾雜物等缺陷.
判定標(biāo)準(zhǔn):若試件彎曲處
外表面無裂斷,裂縫或起層,
認(rèn)冷彎性能合格.
第10章 建筑鋼材
(2)焊接性能
焊接方式:搭接,對接
焊接要求:① 焊接處(焊縫及其附近過熱區(qū))產(chǎn)生
裂縫及硬脆傾向.
② 焊接處與母材致,即拉伸試驗(yàn),強(qiáng)度
低于原鋼材強(qiáng)度.
影響因素:碳,合金元素等雜質(zhì)元素越多,焊性越小.
第10章 建筑鋼材
10.3 鋼材強(qiáng)化與加工
10.3.1 冷加工
——指鋼材常溫下進(jìn)行加工.
常見冷加工方式:冷拉,冷拔,冷軋,冷扭,刻痕等.
特點(diǎn):鋼材經(jīng)冷加工產(chǎn)生塑性變形,從而提高其屈服強(qiáng)度,
過程稱冷加工強(qiáng)化處理.
第10章 建筑鋼材
10.3.2 時(shí)效處理
——經(jīng)過冷拉鋼筋于常溫下存放15～20d,或
加熱100～200℃并保持段時(shí)間,過程稱時(shí)效處理.
自時(shí)效
作用: 鋼筋冷拉再經(jīng)過
時(shí)效處理,其屈服點(diǎn)
進(jìn)步提高,塑性繼
續(xù)有所降低.
∵ 時(shí)效過程應(yīng)力消減,∴ 彈性模量基本恢復(fù).
人工時(shí)效
第10章 建筑鋼材
10.4 鋼材銹蝕與防護(hù)
10.4.1 鋼材銹蝕
——鋼材表面與其周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而遭破壞,
稱鋼材銹蝕.
化學(xué)銹蝕
電化學(xué)銹蝕
——鋼材直接與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生銹蝕,多數(shù)由氧化作用鋼材表面形成疏松氧化物.干燥環(huán)境反應(yīng)緩慢,溫度和濕度較高,銹蝕則發(fā)展迅速.
——鋼材本身組成上原因和雜質(zhì)存,表面介質(zhì)作用下,各成分電極電位同,形成微電池,鐵元素失去了電子成Fe2+進(jìn)入介質(zhì)溶液,與溶液OH-離子結(jié)合生成Fe(OH)2.
銹蝕結(jié):鋼材表面形成疏松氧化物,使鋼結(jié)構(gòu)斷面減小,
降低鋼材性能,因而承載力降低.
第10章 建筑鋼材
10.4.2 鋼材防護(hù)
三方面:從改變鋼材本身易腐蝕性,隔離環(huán)境侵蝕性介質(zhì)或改變鋼材表面電化學(xué)過程.
(1)采用耐候鋼(耐大氣腐蝕鋼)
(2)金屬覆蓋 ——電鍍或噴鍍方法覆蓋鋼材表面.
(3)非金屬覆蓋 ——鋼材表面用金屬材料做保護(hù)膜,
噴涂涂料, 搪瓷和塑料等.
(4)混凝土用鋼筋防銹
第10章 建筑鋼材
10.5 土木工程常用鋼材
2.5.1 鋼結(jié)構(gòu)用鋼
2.5.2 混凝土結(jié)構(gòu)用鋼
第10章 建筑鋼材
10.5.1 鋼結(jié)構(gòu)用鋼
1.碳素結(jié)構(gòu)鋼
(1)碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)
表示按順序:屈服點(diǎn)字母(Q),屈服點(diǎn)數(shù)值(單位MPa),
質(zhì)量等級(jí)(有A,B,C,D 4級(jí),逐級(jí)提高)和脫氧方法
(F:沸騰鋼,b:半鎮(zhèn)鋼,Z:鎮(zhèn)靜鋼,TZ:特殊鎮(zhèn)鋼.
牌號(hào)表示時(shí)Z,TZ省略).
例:Q235—A·F 表示屈服點(diǎn)235MPa,A級(jí)沸騰鋼.
Q235—B 表示屈服點(diǎn)235MPa,B級(jí)鎮(zhèn)靜鋼.
第10章 建筑鋼材
(2)碳素結(jié)構(gòu)鋼選用
碳素結(jié)構(gòu)鋼依牌號(hào)增大,含碳量增加,其強(qiáng)度增大,塑性和韌性降低.
建筑工程主要應(yīng)用Q235號(hào)鋼,用于軋制各種型鋼,鋼板,鋼管與鋼筋.
具有較高強(qiáng)度,良好塑性,韌性,焊性及加工等綜合性能好,且
冶煉方便,成本較低,因此廣泛用于般鋼結(jié)構(gòu).其C,D級(jí)用重要
焊接結(jié)構(gòu).
Q195,Q215號(hào)鋼材強(qiáng)度較低,塑性,韌性較好,易于冷加工,制作
鉚釘,鋼筋等.Q225,Q275號(hào)鋼材強(qiáng)度高,塑性,韌性,焊性差,
用于鋼筋混凝土配筋及鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件及螺栓等.
受動(dòng)荷載作用結(jié)構(gòu),焊接結(jié)構(gòu)及低溫下工作結(jié)構(gòu),能選用A,B質(zhì)量
等級(jí)鋼及沸騰鋼.
第10章 建筑鋼材
2.低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼
(1)低合金高強(qiáng)度鋼牌號(hào)
共有5牌號(hào)
牌號(hào)由三部分表示:含碳量,合金元素種類及含量.前兩位
數(shù)字表示平均含碳量萬分?jǐn)?shù);其元素符合表示按主次加
入合金元素;合金元素面未附數(shù)字,表示其平均含量
1.5%下;附有數(shù)字"2",表示其平均含量1.5%～2.5%之間
附有"b",表示半鎮(zhèn)靜鋼,否則鎮(zhèn)靜鋼.
例:16Mn 表示平均含碳量0.16%,
平均含碳量低于1.5%鎮(zhèn)靜鋼.
第10章 建筑鋼材
(2)低合金高強(qiáng)度鋼選用
低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼具有輕質(zhì)高強(qiáng),耐蝕性,耐低溫性好,抗沖擊性強(qiáng),
使用壽命長等良好綜合性能;具有良好焊性及冷加工性,易于加
工與施工,因此,低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼用作高層及大跨度建筑(
大跨度橋梁,大型廳館,電視塔等)主體結(jié)構(gòu)材料.
與普通碳素鋼相比節(jié)約鋼材,具有顯著經(jīng)濟(jì)效益.
當(dāng)?shù)秃辖痄撱t含量達(dá)11.5%時(shí),鉻合金金屬表面形成層惰性
氧化鉻膜,成銹鋼.
銹鋼具有低導(dǎo)熱性,良好耐蝕性能等優(yōu)點(diǎn);缺點(diǎn)溫度變化
時(shí)膨脹性較大.
銹鋼既作承重構(gòu)件,又作建筑裝飾材料.
第10章 建筑鋼材
10.5.2 混凝土結(jié)構(gòu)用鋼
1.熱軋鋼筋
(1)牌號(hào)
熱軋鋼筋分R235,HRB335,HRB400,HRB500四牌號(hào).
牌號(hào)意義:R代表熱軋光圓鋼筋,HRB代表熱軋帶肋鋼筋,
其熱軋光圓鋼筋由碳素結(jié)構(gòu)鋼軋制而成,表面光圓;
熱軋帶肋鋼筋由低合金鋼軋制而成,外表帶肋.
牌號(hào)數(shù)字:表示熱軋鋼筋屈服強(qiáng)度.
第10章 建筑鋼材
(2)熱軋鋼筋選用
光圓鋼筋強(qiáng)度較低,塑性及焊接性好,便于冷加工,廣泛
用做普通鋼筋混凝土.
HRB325,HRB400帶肋鋼筋強(qiáng)度較高,塑性及焊接性也較好,
廣泛用做大,型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)受力鋼筋.
HRB500帶肋鋼筋強(qiáng)度高,塑性與焊接性較差,適宜作預(yù)應(yīng)
力鋼筋.
第10章 建筑鋼材
2.冷拉熱軋鋼筋
了提高強(qiáng)度節(jié)約鋼筋,工程常按施工規(guī)程對
熱軋鋼筋進(jìn)行冷拉.
冷拉熱軋鋼筋分:冷拉Ⅰ級(jí),冷拉Ⅱ級(jí),
冷拉Ⅲ級(jí),冷拉Ⅳ級(jí)
第10章 建筑鋼材
(3)冷拉熱軋鋼筋選用
冷拉I級(jí)鋼筋適用作非預(yù)應(yīng)力受拉鋼筋.
冷拉Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ級(jí)鋼筋強(qiáng)度較高,用作預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)
預(yù)應(yīng)力筋.
由于冷拉鋼筋塑性,韌性較差,易發(fā)生脆斷,因此,冷拉
鋼筋宜用于負(fù)溫度,受沖擊或重復(fù)荷載作用結(jié)構(gòu).
第10章 建筑鋼材
3.冷軋帶肋鋼筋
冷軋帶肋鋼筋用低碳鋼熱軋圓盤條經(jīng)冷軋或冷拔減徑,其表面冷軋成三面有肋鋼筋.
冷軋帶肋鋼筋代號(hào)CR,按抗拉強(qiáng)度分三級(jí):CRB550,CRB650,CRB800,CRB970,CRB1170,其數(shù)值表示鋼筋應(yīng)達(dá)
小抗拉強(qiáng)度值.
冷軋帶肋鋼筋提高了鋼筋握裹力,廣泛用于,小預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件和普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件,也用于焊接鋼筋網(wǎng).
第10章 建筑鋼材
4.冷軋扭鋼筋
加工:冷軋扭鋼筋由低碳鋼熱軋圓盤條經(jīng)專用鋼筋冷軋扭機(jī)
調(diào)直,冷軋并冷扭次成型,具有規(guī)定截面形狀和節(jié)
距連續(xù)螺旋狀鋼筋.
分類:按其截面形狀同分I型(矩形截面)和Ⅱ型(菱形
截面)兩種類型.代號(hào)LZN.
應(yīng)用:冷軋扭鋼筋適用于鋼筋混凝土構(gòu)件.
特點(diǎn):冷軋扭鋼筋與混凝土握裹力與其螺距大小有直接關(guān)
系.螺距越小,握裹力越大,加工難度也越大,因此,
應(yīng)選擇適宜螺距.冷軋扭鋼筋拉伸時(shí)無明顯屈服
臺(tái)階,安全起見,其抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度采用0.8σb.
第10章 建筑鋼材
6.預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲和鋼絞線
(1)預(yù)應(yīng)力鋼絲
分類:按交貨狀態(tài)分冷拉鋼絲及消除應(yīng)力鋼絲兩種;按外形
分光面鋼絲,刻痕鋼絲,螺旋鋼絲三種;按松馳能力
分I級(jí)松馳和Ⅱ級(jí)松馳兩級(jí).
代號(hào):RCD(冷拉鋼絲),S(消除應(yīng)力鋼絲),SI(消除應(yīng)力
刻痕鋼絲),SH(消除應(yīng)力螺旋肋鋼絲).
(2)預(yù)應(yīng)力鋼絞線
分類:按捻制結(jié)構(gòu)分三類:用兩根鋼絲捻制鋼絞線(表示
1×2),用三根鋼絲捻制鋼絞線(表示1×3),
用七根鋼絲捻制鋼絞線(表示1×7).
按應(yīng)力松馳能力分I級(jí)松馳和Ⅱ級(jí)松馳兩種.
第10章 建筑鋼材
5.熱處理鋼筋
加工:熱處理鋼筋用熱軋螺紋鋼筋經(jīng)淬火和回火調(diào)質(zhì)處理
而成.代號(hào)RB150.
種類:按螺紋外形分有縱肋和無縱肋兩種.
牌號(hào):熱處理鋼筋有40SiMn,48Si2Mn和45Si2Cr等三牌號(hào).
應(yīng)用:目前主要用于預(yù)應(yīng)力混凝土軌枕,用代替高強(qiáng)度鋼絲,
配筋根數(shù)減少,制作方便,錨固性能好,建立預(yù)應(yīng)力穩(wěn)定.
也用于預(yù)應(yīng)力混凝土板,梁和吊車梁,使用效良好.
熱處理鋼筋系成盤供應(yīng)(每盤長約20mm),開盤能自
伸直,需調(diào)直,焊接,故施工簡單,并節(jié)約鋼材.
第10章 建筑鋼材
(3)預(yù)應(yīng)力鋼絲和鋼絞線應(yīng)用
主要用于大跨度,大負(fù)荷橋梁,電桿,枕軌,屋架,
大跨度吊車梁等,安全靠,節(jié)約鋼材,且需冷拉,焊
接接頭等加工,因此,土木工程得廣泛應(yīng)用.
結(jié)束語
THANKS!
THIS IS END OF THIS PART!
知識(shí)庫標(biāo)簽：
|列兵
