7建筑钢材建筑材料.ppt

土木工程材料 概述 1 定义： 建筑钢材是指建筑工程中使用的各种钢材，包括钢结构用的型钢、钢板和钢筋混凝土用的钢筋、钢丝等，以及钢门窗和各种建筑五金等。 2 特点 钢材具有强度高、塑性和韧性好，能承受冲击和振动荷载，且易于加工和装配等优点，钢材的缺点是易锈蚀和耐火性差。 3 应用： 钢材广泛应用于工业、民用和市政建筑中。目前在中、大型建筑结构中，只有钢结构和钢筋混凝土结构能相互竟争，所以钢材已成为最重要的建筑结构材料。 鸟巢 钢结构 8.1 钢材的分类及冶炼 8.1 钢材的分类及冶炼 一、钢的冶炼 1 、钢的定义： 钢是含碳量为 0.02％～2.1％，并含有某些其它元素的铁碳合金。 2、 生铁的定义： 含碳量为 2.11％～6.67％，且杂质含量较多的铁碳合金称为生铁。生铁性脆硬．建筑上难以应用。含碳量小于0．02％的铁碳合金称为工业纯铁。 3 、炼钢的原理： 将熔融的生铁进行氧化，使碳的含量降到一定程度，同时把其它杂质的含量也降到允许范围内。 8.1 钢材的分类及冶炼 钢锭 8.1 钢材的分类及冶炼 8.1 钢材的分类及冶炼 8.2 钢材的技术性质 拉伸试验 8.2 钢材的技术性质 8.2 钢材的技术性质 拉伸试样 8.2 钢材的技术性质 8.2 钢材的技术性质 8.2 钢材的技术性质 二、冲击韧性 钢材抵抗冲击荷载的能力。 冲击韧性值 M---摆锤质量，kg; g---重力加速度，9.81m/s2; H、h---摆锤冲击前后高度差，m； A---试件槽口处截面积，cm2。 三、硬度 钢材抵抗其他物体压入的能力。 常用布氏硬度（HB）表示。 8.2 钢材的技术性质 四、疲劳强度 1、疲劳破坏：受交变荷载的反复作用下。钢材在应力低于其屈服强度的情况下突然发生脆性断裂破坏的现象称为疲劳破坏。 2、疲劳强度：钢材在无数次交变荷载作用下（通常以2×106次应力循环为基准）不致引起脆性断裂的最大循环应力值称为疲劳强度极限，简称疲劳强度。 3、钢材产生疲劳破坏的原因：由于钢材内部存在局部缺陷，在应力作用下形成细小的裂纹，裂纹尖端处应力集中，加速了裂纹的扩展，最终导致钢材的疲劳断裂。 4、影响钢材疲劳强度的因素： 钢材品种、钢材质量、 组织结构、表面状态、 受力状态等。 8.2 钢材的技术性质 8.2 钢材的技术性质 六、焊接性能 1、焊接性能定义 焊接性能（又称可焊性）指钢材在通常的焊接方法与工艺条件下获得良好焊接接头的性能。 2、 可焊性好的钢材的特点 易于用一般焊接方法和工艺施焊。 焊接时不易形成裂纹、气孔、夹渣等缺陷。 焊接接头牢固可靠，焊缝及其附近受热影响区的性能不低于母材的力学性能。 3、影响钢材可焊性的主要因素 主要取决于钢的化学成分：低碳钢有优良的可焊接性 。 8.3 钢材的冷加工与热处理 一、冷加工 钢材在常温下进行加工，使之产生塑性变形，从而提高钢材的强度的过程。冷加工处理的钢材屈服强度增加，塑性、韧性、可焊性降低。常用冷加工方法有：冷拉、冷拔、冷轧、冷扭、刻痕等。 钢材受力超过屈服应力时产生塑性变形，晶体沿晶格界面发生滑移，滑移后的晶体破碎成细小晶粒，不易再滑移变形，要使晶粒继续发生塑性变形，产生新的滑移，需要更大的外力。 8.3 钢材的冷加工与热处理 冷拉：钢筋经过冷拉，屈服强度可提高20％－25％，并可起到调直除锈作用。 预应力混凝土所用钢筋主要要求强度，对塑性韧性要求不高，为了提高钢筋的强度和节省钢材，常用于冷拉钢筋。 8.3 钢材的冷加工与热处理 冷拔： 将普通碳钢Q235A通过拔丝机上的拔丝模，此时钢筋不仅受拉还受到挤压的作用，经过一次或多次强力拉拔后，抗拉强度可大幅提高，通常可提高40%～60%，高时达90%，但已失去软钢的塑性和韧性，具有硬钢的性质。 冷拔钢丝一般都组成钢绞线，由于其强度高，与混凝土结合力大，所以多用于大跨度、重载荷的预应力混凝土结构中的配筋。 8.3