第三章 第四节 建筑钢材.pptVIP

强化阶段后，钢材抵抗变形的能力明显的降低，并在最薄弱处发生较大塑性变形，此处试件截面迅速缩小，出现劲所现象，直至断裂破坏。 强屈比：抗抗拉强度与屈服强度之比（强屈比）σb/σS，是评价钢材使用可靠性的一个参数。强屈比愈大，钢材受力超过屈服点工作时的可靠性越大，安全性越高，但是，强屈比太大，钢材强度的利用率偏低，浪费材料。钢材的强屈比一般不低于1.2，用于抗震结构的普通钢筋实测的强屈比应不低于1.25。 2.塑性 钢材的塑性通常用拉伸试验时的伸长率或断面收缩率来表示。 （1）伸长率：将拉断后试件拼合起来，测量出标距长度L,L与试件受力前的原标距L0之差为塑性变形值，它与原标距L0之比为伸长率δ，按下式计算： 式中: δ——伸长率； L0——试件原始标距长度，mm； L——断裂试件拼合后标距长度，mm； （2）断面收缩率： 是指断口处的面积收缩量与原面积比。 eg：从新进货的一批钢筋中抽样，并截取一根钢筋做拉伸试验，测得如下结果：屈服下限荷载为42.4 kN，抗拉极限荷载62.0kN。钢筋公称直径为12 mm，标距为60 mm，拉断时长度为66.0mm。计算钢筋的屈服强度、抗拉强度及伸长率。 解：S =Πd2 /4 = 3.14*122/4 = 113.04 mm2 ΔL=L- Lo = 66.00-60.00 = 6.00 mm 屈服强度: σs= F屈/ S=42.4 kN/113.04 mm2 = 375.09 MPa 抗拉强度: σk= F拉/ S= 62.00 kN/113.04 mm2 = 548.48 MPa 伸长率: δ=ΔL /Lo= 6.00/ 60.00 = 10.00% 二、工艺性能 １、冷弯性能 冷弯性能是指钢材在常温下承受弯曲变形的能力，以试验时的弯曲角度α和弯心直径d为指标表示。钢材的冷弯试验是通过直径(或厚度)为a的试件，采用标准规定的弯心直径d（d = na，n为整数），弯曲到规定的角度时（180°或90°），检查弯曲处有无裂纹、断裂及起层等现象。若没有这些现象则认为冷弯性能合格。钢材冷弯时的弯曲角度α越大，d/a越小，则表示冷弯性能越好。 ２、焊接性能 焊接是把两块金属局部加热，并使其接缝部分迅速呈熔融或半熔融状态，而牢固的连接起来。它是钢结构的主要连接形式。建筑工程的钢结构中，焊接结构要占90％以上。 钢材的化学成分对钢材的可焊性有很大的影响。随钢材的含碳量、合金元素及杂质元素含量的提高，钢材的可焊性降低。钢材的含碳量超过0.25%时，可焊性明显降低；硫含量较多时，会使焊口处产生热裂纹，严重降低焊接质量。 除铁、碳外，钢材在冶炼过程中会从原料、燃料中引入一些其他元素，这些元素存在于钢材的组织结构中，对钢材的结构和性能有重要的影响，可分为两类：一类能改善优化钢材的性能称为合金元素，主要有硅、锰、钛、钒、铌等；另一类能劣化钢材的性能，属钢材的杂质，主要有氧、硫、氮、磷等。 概况：某厂的钢结构屋架是用中碳钢焊接而成的，使用一段时间后，屋架坍塌，请分析事故原因。 分析讨论：首先是因为钢材的选用不当，中碳钢的塑性和韧性比低碳钢差；且其焊接性能较差，焊接时钢材局部温度高，形成了热影响区，其塑性及韧性下降较多，较易产生裂纹。 注意：建筑上常用的主要钢种是普通碳素钢中的低碳钢和合金钢中的低合金高强度结构钢。 一、冷加工 将钢材于常温下进行冷拉、冷拔、冷轧、冷扭和刻痕等使其产生塑性变形，从而提高屈服强度，降低塑性韧性，这个过程称为冷加工强化处理。 （1）冷加工具有明显的经济效益。 （2）简化施工工艺，使盘条钢筋的开盘、矫直、冷拉三道工序合为一道，直条钢筋则可使矫直、除锈、冷拉合为一道工序。 （3）冷加工和时效一般同时采用，通过试验确定冷拉控制参数和时效。 二、热处理 将钢材按一定规则加热、保温和冷却，以改变其组织结构，从而获得需要的性能的加工工艺，总称为钢的热处理。方法有淬火、回火、退火、正火。 三、时效处理 将冷加工处理后 的钢筋，在常温下存放15～20d，或加热至100～200℃后保持一定时间（2～ 3h），其屈服强度进一步提高，且抗拉强度也提高，同时塑性和韧性也进一步降低，弹性模量则基本恢复。这个过程称为时效处理。 * * * * 1.掌握碳素结构钢和低合金结构钢的性质、技术标准及选用原则； 2.掌握建筑结构用钢材和钢筋混凝土用钢材的种类、特点和应用。 槽钢 工字钢 角钢 螺纹钢 圆钢 钢板 钢筋 钢丝 钢绞线 4.1建筑钢材的冶炼及分类 4.2建筑钢材的主要技术性能 4.3钢