建筑钢材教学ppt课件

建筑钢材建筑钢材1 1建筑钢材钢结构用钢：角钢、槽钢、工字钢、H型钢、钢板、钢管钢筋混凝土用钢：钢筋、钢丝、钢绞线建筑钢材钢结构用钢：角钢、槽钢、工字钢、H型钢、钢板、钢管钢2 2建筑钢材教学ppt课件3 3建筑钢材教学ppt课件4 4建筑钢材教学ppt课件5 5建筑钢材教学ppt课件6 6建筑钢材教学ppt课件7 7建筑钢材教学ppt课件8 8建筑钢材教学ppt课件9 9建筑钢材教学ppt课件1010建筑钢材教学ppt课件1111建筑钢材教学ppt课件1212建筑钢材教学ppt课件1313建筑钢材教学ppt课件1414南京长江大桥南京长江大桥南京长江大桥1515钢材的特点1.具有较高的强度2.具有良好的塑性和韧性3.易于加工和装配4.易锈蚀、耐火性差。钢材的特点1.具有较高的强度1616按化学成分分类碳素钢合金钢低碳钢中碳钢高碳钢低合金钢中合金钢高合金钢按化学成分分类碳素钢低碳钢低合金钢1717按质量分类普通碳素钢优质碳素钢高级优质钢按质量分类普通碳素钢1818按用途分类结构钢工具钢特殊钢按用途分类结构钢1919钢：凡含碳量在2.06%以下，含有害杂质较少的铁碳合金，称为钢。脱氧程度不同沸腾钢镇静钢半镇静钢钢：凡含碳量在2.06%以下，含有害杂质较少的铁碳合金，称为2020建筑钢材的力学性能 钢材的力学性能，即是指钢材在外力（载荷）作用表现出来的性能，包括：强度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度等。建筑钢材的力学性能 钢材的力学性能，即是指钢材在2121建筑钢材教学ppt课件2222 1.弹性、塑性和强度 a.a.弹性弹性:弹性极限:e 比例极限:P 弹性模量:E=e/b.b.塑性塑性:伸长率 断面收缩率 1.弹性、塑性和强度 a.弹性:2323建筑钢材教学ppt课件2424建筑钢材教学ppt课件2525屈强比：屈服强度和抗拉强度之比 屈强比反映了钢材的利用率和结构安全可靠程度。屈强比：屈服强度和抗拉强度之比 屈强比反映了钢材2626 伸长率：拉断后的标距长度与试件原标距之差和原标距之比。用于衡量钢材塑性的一个重要指标。伸长率：拉断后的标距长度与试件原标距之差和原标2727 对于高碳钢，规定产生残余变形为原标距长度的0.2%时所对应的应力值,作为屈服强度,称为条件屈服点,用 表示.对于高碳钢，规定产生残余变形为原标距长度的0.2%时2828冲击韧性:抵抗冲击荷载作用的能力.测试:夏比V形 或 梅氏U形 缺口试件指标:冲击韧性值k=功/缺口面积(J/cm2)冲击韧性:抵抗冲击荷载作用的能力.2929摆锤试件H0H1冲击试验：测量摆锤冲击前后的能量差摆锤的高度差摆锤的质量。再测量试件断裂面积。试件放置位置摆锤试件H0H1冲击试验：测量摆锤冲击前后的能量差摆锤的高3030影响冲击韧性的主要因素:1钢化学成分,尤其是S和P含量2轧制和焊接质量,温度3加工硬化及时效等影响冲击韧性的主要因素:3131脆性转变温度 钢的韧性随温度降低而降低,达某一温度范围时,韧性急剧下降,并由韧性转变为脆性,这一温度即称为脆性转变温度脆性转变温度.冲击韧性值冲击韧性值可灵敏地反应材料内部晶体组织、有害杂质、各种缺陷、应力状态下或环境温度等微小变化对性能的影响.脆性转变温度3232硬度 钢材抵抗另一硬物体压入其内的能力叫硬度，即受压时抵抗局部塑性变形的能力。常用布氏法和洛氏法两种方法测定。硬度 钢材抵抗另一硬物体压入其内的能力叫硬度，3333布氏硬度测量原理图 布氏硬度测量原理图 3434洛氏硬度测量原理图 洛氏硬度测量原理图 3535疲劳强度 疲劳破坏:钢构件在承受重复或交变荷载作用时,可能在远低于屈服强度的应力作用下突然发生断裂,这种断裂现象称为疲劳破坏.金属的疲劳破坏要经历疲劳裂纹的产生、扩展及断裂三个过程.疲劳强度3636影响因素（1）材料内部的缺陷,成分偏析,过大的 内应力,构件截面延长度方向的急剧变化,构件受力最大处及表面不光滑等.（2）应力循环特征值：=min/max；应力循环次数N；应力集中程度。影响因素3737冷弯性能衡量:弯曲角度弯曲角度;弯心直径与钢厚度之比弯心直径与钢厚度之比-d/a-d/a 反映钢材冷塑性变形的能力大小,更可检验钢材内部组织状态内应力及夹杂物等缺陷.常用作对钢焊接质量的检验.冷弯性能衡量:弯曲角度;弯心直径与钢厚度之比-d/a3838建筑钢材教学ppt课件3939可焊性 焊接是钢结构的连接方式之一，焊接质量主要取决于钢材的可焊性、焊接材料与焊接工艺。可焊性 焊接是钢结构的连接方式之一，焊接质量主要取决于4040影响钢材可焊性的主要因素 钢的化学成分，含碳量小于0.25%的低碳钢具有良好的可焊性；冶炼质量；冷加工等。影响钢材可焊性的主要因素4141焊接点断裂点断裂点合格不合格焊接点断裂点断裂点合格不合格4242化学成分对钢性质的影响C:随含碳量增大,钢强度和硬度增大,塑性和韧性降低;含碳量大于1%,随含碳量增大,钢强度降低.Si:小于1%时,提高强度和硬度,对塑性和韧性影响不大;大于1%后,显著降低塑性和韧性,并使可焊性变差.化学成分对钢性质的影响4343Mn:含量小时有益;超过1%后,将降低钢的塑性韧性和可焊性.S:有害,热脆性增大;P:有害,冷脆性增大;O:有害.N:降低塑性韧性,增大时效敏感性和冷脆性.H:显著降低塑性和韧性,使脆性增大;Ti,V：显著提高强度，细化晶粒改善韧性，合金钢的常用微量元素 Mn:含量小时有益;超过1%后,将降低钢的塑性韧性和可焊性.4444热处理对钢性质影响 热处理:对钢进行加热、保温、冷却的综合操作工艺,通过改变钢的晶体组织来改善钢的性能.热处理对钢性质影响 热处理:对钢进行加热、保温、冷却的综合4545时间时间退火退火正火正火淬火淬火回火回火727727温度温度冷却冷却热处理工艺保温时间退火正火淬火回火727温度冷却热处理工艺保温4646退火:HB；塑性和韧性；消除内应力；含碳量高的高强度钢筋焊后，多次冷拔的钢丝均需退火处理正火:塑性和韧性淬火:硬度和耐磨性显著塑性和韧性显著 内应力.回火：消除内应力和脆性.退火:HB；塑性和韧性；消除内应力；含碳量高的高强度钢4747调质处理=淬火+高温回火钢材调质处理的目的使钢材具有良好的综合技术性质调质处理=淬火+高温回火钢材调质处理的目的4848加工硬化与时效对钢性质的影响 1 基本概念 冷加工,冷加工强化,时效 2 对钢性质的影响 冷加工:s HB k 冷加工与时效:s b HBk加工硬化与时效对钢性质的影响 1 基本概念 4949冷加工：指钢材在再结晶温度下（一般为常温）进行的机械加工，如冷拉、冷拔或冷轧等。冷加工强化：将钢材在常温下进行冷加工，使其产生塑性变形，从而提高屈服强度，相应降低塑性、韧性的过程。冷加工：指钢材在再结晶温度下（一般为常温）进行的机械加工，如5050时效处理：将冷加工处理后的钢筋在常温下存放1520d(自然时效），或加热至100200 后保持一定时间（人工时效），其屈服强度进一步提高，且抗拉强度也提高，同时塑性和韧性进一步降低，弹性模量则基本恢复的过程。时效处理：将冷加工处理后的钢筋在常温下存放1520d(自然5151 冷拉的目的，主要是：1.利用时效提高强度，2.利用塑性节约钢材3.同时也达到调直的目的4.除锈 冷拉的目的，主要是：5252建筑钢材教学ppt课件5353建筑钢材种类与选用 建筑钢材主要有二大类 钢结构用钢；钢筋混凝土结构用钢建筑钢材种类与选用 建筑钢材主要有二大类 5454钢结构用钢 碳素结构钢 优质结构钢 低合金结构钢钢结构用钢 碳素结构钢5555碳素结构钢 钢的牌号：碳素结构钢按照屈服强度分为Q195、Q215、Q235和Q275四个牌号，每个牌号又根据硫、磷等杂质含量分为A、B、C、D四个质量等级。碳素结构钢 钢的牌号：5656 牌号的顺序屈服强度字母Q、屈服强度数值、质量等级（A、B、C、D）、脱氧程度符号（F、b、Z、TZ）。牌号的顺序5757例如：Q235AF，表示屈服强度为235MPa，A级沸腾（F）碳素结构钢。钢牌号与性能的关系 钢牌号越大，钢的含碳量增加，强度与硬度增高，塑性和韧性降低，可焊性变差。例如：Q235AF，表示屈服强度为235MPa，A级沸腾（F5858 钢材选用原则 应根据钢结构的工作条件、荷载类型、连接方式、环境温度与介质的腐蚀情况等综合因素选用。钢材选用原则5959Q195和Q215号强度较低，塑性和韧性较大，易加工，可用于钢钉、螺栓等。Q235A宜使用于承受静载作用的钢结构；Q235B可用于承受动载焊接的普通钢结构；Q195和Q215号强度较低，塑性和韧性较大，易加工，可用于6060Q235C可用于承受动载焊接的重要钢结构；Q235D可用于低温承受动荷载焊接的钢结构。Q275强度较高，塑性和韧性较差，主要用于机械零件等Q235C可用于承受动载焊接的重要钢结构；6161 优质碳素结构钢的表示方法 共有31个牌号，表示方法以平均含碳量、含锰量标注、脱氧程度代号组合而成。如“10F”表示平均含碳量为0.10%的沸腾钢；“45Mn”表示平均含碳高精尖为0.45%，较高含锰量的镇静钢。优质碳素结构钢的表示方法6262低合金结构钢 1、组成：含有合金元素（Si、Mn、Ti、V、Cr、Ni、Cu等），含碳量0.2%。2、合金元素的作用：A 细化结晶，起到细晶强化作用，不仅可提高强度和硬度，还可一定程度上增加塑性和韧性。低合金结构钢 1、组成：含有合金元素（Si、Mn、Ti、V、6363B 强化作用，较硬微粒均匀分散在晶粒内部，阻碍晶粒滑移变形，大大提高钢的强度和硬度。3、牌号（8个）：与碳素结构钢一样，用Q+屈服强度值+质量等级（A、B、C、D、E）表示。B 强化作用，较硬微粒均匀分散在晶粒内部，阻碍晶粒滑移变形，6464低合金高强度结构钢分为Q345、Q390、Q420、Q460、Q500、Q550、Q620和Q690共八个牌号。根据硫、磷等有害杂质的含量，Q345、Q390、Q420分为A、B、C、D和E五个等级；Q460、Q500、Q550、Q620和Q690分为C、D和E三个等级。低合金高强度结构钢分为Q345、Q390、Q420、Q4606565应用：适合于大跨度结构、高层建筑和桥梁。比碳素结构钢可节约用钢2030%，减轻结构自重。应用：适合于大跨度结构、高层建筑和桥梁。66661.高强度：一般其屈服强度在300MPa以上。2.高韧性：延伸率为15%20%，适用于大型焊接构件。3.良好的焊接性能和冷加工成型性能。4.低的冷脆性转变温度。5.良好的耐蚀性。低合金结构钢的特性1.高强度：一般其屈服强度在300MPa以上。低合金结构钢的6767混凝土结构用钢 主要品种有 热轧钢筋；热处理钢筋；冷轧带肋钢筋；预应力钢丝与钢绞线等。混凝土结构用钢 主要品种有6868热轧钢筋牌号有HPB235、HPB300、HRB335、HRBF335、HRB400、HRBF400、HRB400、HRB400 八个牌号。热轧钢筋牌号有HPB235、HPB300、HRB335、6969建筑钢材教学ppt课件7070冷轧带肋钢筋 由普通低碳钢、优质碳素钢或低合金钢热轧圆盘条为母材，经冷轧减径在表面冷轧成两面或三面有肋的钢筋。CRB550、CRB650,CRB800,CRB970四个牌号。冷轧带肋钢筋 由普通低碳钢、优质碳素钢或低合金钢热轧圆7171 CRB550为普通钢筋混凝土用钢筋，其他牌号为预应力混凝土用钢筋。CRB550钢筋的公称范围412mm，CRB650及以上牌号钢筋的公称直径为4mm，5mm和6mm。CRB550为普通钢筋混凝土用钢筋，其7272预应力混凝土用热处理钢筋 由热轧带肋钢筋经淬火和高温回火调质处理得到，强度高、韧性好、粘结力好和应力松弛小等优点，特别适用于预应力混凝土构件。预应力混凝土用热处理钢筋 由热轧带肋钢筋经淬火和7373建筑钢材教学ppt课件7474建筑钢材教学ppt课件7575性能：屈服强度不小于1325MPa，极限强度不小于1470MPa，伸长率不小于6。用途：主要用于预应力混凝土梁、预应力混凝土轨枕和其他预应力混凝土结构。性能：屈服强度不小于1325MPa，极限强度不小于1470M7676预应力混凝土用钢丝与钢绞线特性：强度高、柔性好、无接头，质量稳定，不需焊接。设计强度取值以条件屈服点统计值确定用途：大跨度桥梁、屋架、吊车梁、电杆、轨枕等预应力钢筋。预应力混凝土用钢丝与钢绞线特性：强度高、柔性好、无接头，质量7777 预应力混凝土用钢绞线简称预应力钢绞线，是由多根圆形断面钢丝捻制而成。钢绞线按左捻制成并经回火处理消除内应力。钢绞线的公称直径有9.0、12.0、15.0mm三种规格 预应力混凝土用钢绞线简称预应力钢绞线，是由多根圆形断7878 钢材的腐蚀1.化学腐蚀2.电化学腐蚀 钢材的防护1.合金化2.涂敷保护层3.电化学保护法4.掺入阻锈剂 钢材的腐蚀 钢材的防护7979(a)混凝土开裂混凝土开裂外部介质通过混凝土保护层裂隙达到钢筋表面引起钢筋锈蚀(a)混凝土开裂外部介质通过混凝土8080(b)水、水、CO2侵入侵入(b)水、CO2侵入8181(c)开始锈蚀开始锈蚀(c)开始锈蚀8282钢筋锈蚀产生的裂缝使使钢钢筋筋产产生生锈锈蚀蚀的的原原因因有有：骨骨料料中中含含氯氯化化盐盐；外外部部进进入入氯氯化化盐盐；混混凝凝土土碳碳化化；保保护护层层不不足足；过大的裂缝宽度。过大的裂缝宽度。钢钢筋筋锈锈蚀蚀产产生生体体积积膨膨胀胀可可达达原原体体积积的的数数倍倍，使使钢钢筋筋位位置置处处的的混混凝凝土土受受到到内内压压力力而而产产生生裂裂缝缝，并随之剥落。并随之剥落。这这种种裂裂缝缝沿沿钢钢筋筋方方向向发发展展，且且随随着着锈锈蚀蚀的的发发展展混混凝凝土土剥剥离离产产生生空空隙隙，这这可可从从敲敲击击产产生生的的空空洞声得到判别。洞声得到判别。(d)钢筋体积膨胀钢筋体积膨胀钢筋锈蚀产生的裂缝使钢筋产生锈蚀的原因有：骨料中含氯化盐；外8383铸 铁 含碳量大于2.06%的铁碳合金称为生铁，铸铁性脆，无塑性，抗压强度较高应用：铸铁水管铸 铁 含碳量大于2.06%的铁碳合金称为生铁，铸铁性8484铝及铝合金1铝在地壳中的含量占8.13%，居第三位2铝化学性质活泼，表面有一层氧化膜，具有一定的耐腐蚀性3铝的塑性很好，伸长率可达3550%，易加工成型4铝的强度硬度，刚度低铝及铝合金1铝在地壳中的含量占8.13%，居第三位8585铝合金的比强度是钢材的2.33.5倍；铝合金的弹性模量只有钢材的1/3；铝合金的线膨胀系数是钢材的2倍；铝合金的耐久性比钢材高，普通压型钢板的使用寿命只有铝合金型板1/3.51/5。铝合金的比强度是钢材的2.33.5倍；86861.普通碳素钢按屈服点、质量等级及脱氧方法划分为若干个牌号，随牌号提高，钢材的（）。A强度提高，伸长率提高 B强度提高，伸长率降低 C强度降低，伸长率降低 D强度降低，伸长率提高 2.钢材抵抗冲击荷载的能力称为()。A塑性 B冲击韧性 C弹性 D硬度习题1.普通碳素钢按屈服点、质量等级及脱氧方法2.钢材抵抗冲击荷87873.建筑中主要应用的是（）号钢。A.Q195 B.Q215 C.Q235 D.Q2754.钢材经冷加工后，屈服强度和极限强度随时间而提高，伸长率和冲击韧性逐渐降低，弹性模量得以恢复的现象称为（）A.时效强化 B.时效 C.时效敏感性 D.钢的冷脆3.建筑中主要应用的是（）号钢。4.钢材经冷加工后，屈服88885.钢材经冷拉、冷拔、冷轧等冷加工后，性能会发生显著改变。以下表现何者不正确？()()A强度提高 B塑性增大 C变硬 D变脆6.直径为20mm的钢筋做拉伸试验，其屈服时的拉力为120KN，拉断时的应力为510MPa，则该钢筋的屈服点是()。A510MPa B380 MPa C335 MPa D235 MPa5.钢材经冷拉、冷拔、冷轧等冷加工后，性能会6.直径为20m89897.钢材的强屈比越大，表明（）。A钢材使用可靠性越高 B钢材的冲击韧性越差 C钢材强度利用率越高 D钢材的杂质含量越高8.钢材的伸长率越大，说明钢材的()越好。A强度 B硬度C韧性D塑性7.钢材的强屈比越大，表明（）。8.钢材的伸长率越大，说90909.在低碳钢拉伸性能实验过程中，在（）阶段既产生弹性变形，又产生塑性变形。A弹性 B屈服C强化D颈缩10.下列碳素结构钢中含碳量最高的是()。A.Q235 B.Q215 C.Q255 D.Q2759.在低碳钢拉伸性能实验过程中，在（）阶段既产生弹性变形91911.钢材的屈强比越大，表示结构使用安全度越高。2.碳素结构钢的牌号越大，其强度越高，塑性越差。3.钢结构设计时，对直接承受动荷载的结构应选用沸腾钢。4.寒冷地区应尽量选用脆性转变温度较高的建筑钢材。5.建筑钢材的比强度高于混凝土。1.钢材的屈强比越大，表示结构使用安全度越高。92926.Q235是最常用的建筑钢材牌号。7.建筑钢材根据屈服点和抗拉强度确定牌号。8.建筑钢材的屈服点越高，其可利用率越高。9.与沸腾钢比较，镇静钢的冲击韧性和焊接性较差，特别是低温冲击韧性的降低更为显著。10.在结构设计时，屈服点是确定钢材容许应 力的主要依据。6.Q235是最常用的建筑钢材牌号。9393 直径为18mm的钢筋进行拉伸试验，屈服荷载为65.4KN，破坏荷载为89.2KN，拉断后标距间距108mm，求s/b和5。直径为18mm的钢筋进行拉伸试验，屈服荷载9494