建筑金属材料课件_10.11.25.ppt

第七章 金属材料 液态铁 ? ?－Fe ? ?－Fe ? ?－Fe 体心立方 面心立方 体心立方 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。 (1)钢的牌号 表示方法：以平均含碳量（代表平均含碳量的万分数）、脱氧 程度代号组合而成。如含锰量较高时，在牌号后加注（Mn）。 1 钢材的腐蚀 钢材表面与周围介质发生作用而引起破坏的现象称作腐蚀（锈蚀）。钢材腐蚀的现象普遍存在，如在大气中生锈，特别是当环境中有各种侵蚀性介质或湿度较大时，情况就更为严重。腐蚀不仅使钢材有效截面积均匀减小，还会产生局部锈坑，引起应力集中；腐蚀会显著降低钢的强度、塑性韧性等力学性能。根据钢材与环境介质的作用原理，腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。　　 第七章 金属材料 第一节建筑钢材》四 钢材的腐蚀与防护 2 钢材的防护 1）.钢材的防腐 具体措施有采用耐候钢、金属覆盖、非金属覆盖和混凝土用钢筋的防锈。 2）.钢材的防火 钢结构防火保护的基本原理是采用绝热或吸热材料，阻隔火焰和热量，推迟钢结构的升温速率。防火方法以包覆法为主，即以防火涂料、不燃性板材或混凝土、砂浆将钢构件包裹起来。 第七章 金属材料 第一节建筑钢材》四 钢材的腐蚀与防护 观察与讨论 板梁底出现裂缝 华南地区某海港油气码头引桥使用仅8年，π形板梁底出现明显裂缝及钢筋锈蚀。而π型板却基本完好，请讨论其原因。 π型板梁底出现明显裂缝图 基本完好的π型板 第七章 金属材料 第一节建筑钢材》四 钢材的腐蚀与防护 讨论 从上表中可见， 随混凝土深度增加，Cl-含量依次递减。目前，国外一般把混凝土内Cl-含量达到其致锈临界含量值时的时间，确定为混凝土的安全使用寿命。具体临界含量值各国各地区有差别。我国华南地区海港码头调查该值为0.105％～0.145％。该混凝土保护层设计厚度为5.5cm，且由于施工偏差，部分构件实际保护层厚度低于设计值。当海水中Cl-渗透进混凝土，使钢筋表面Cl-含量达致锈值时，锈蚀开始；腐蚀产物体积膨胀，使混凝土产生与钢筋平行的顺筋裂缝，乃至混凝土开裂，钢筋的电化学腐蚀迅速进行。 第七章 金属材料 第一节建筑钢材》四 钢材的腐蚀与防护 工程实例分析 广东某斜拉桥拉索腐蚀失效分析 现象 广东某斜拉桥(见右图)竣工于1989年。1995年5月其中一条拉索突然坠落，经检验确认其他拉索的钢丝已受不同程度的腐蚀，该桥最后全部更换新拉索。作者与其他教师一道对此拉索失效的原因作检测分析，研究其腐蚀失效的原因。 　　 第七章 金属材料 第一节建筑钢材》四 钢材的腐蚀与防护 原因分析 对坠落的拉索进行研究，钢丝的腐蚀程度由下而上逐渐增加，且与所灌注的水泥浆体的情况有明显的对应关系。由下到上划分为五个区段。 ①基本正常段 ②略有锈蚀段 ③较少锈蚀段 ④锈蚀一般段 ⑤锈蚀严重 拉索钢丝所受的腐蚀原因是所灌注的水泥浆体不凝结，产生电化学腐蚀；而水泥浆体所含的一定量的氯离子及钢丝在拉应力的作用下更加速了此锈蚀过程。 第七章 金属材料 第一节建筑钢材》四 钢材的腐蚀与防护 创新能力培养 　　 钢结构建筑的防火防袭击 钢结构建筑有许多优点，与钢筋混凝土相比，有更好的抗震、防腐、耐久、环保和节能效果；可实现构架的轻量化和构件的大型化，施工亦较为简便。但同时也存在不少缺点，其中较突出的一点是防火问题。美国纽约的世贸大厦为钢结构，2001年9月11日被恐怖分子袭击而倒塌（见右图），这给人们提出了钢结构防火、防袭击破坏的新课题。请谈谈你的意见。 第七章 金属材料 第一节建筑钢材 1）. 碳素结构钢 第七章 金属材料 第一节建筑钢材》三 土木工程常用金属材料的性质及应用 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、磷等杂质含量由多到少分为A、B、C、D四个质量等级。 （1）牌号及其表示方法： 例如：Q235-A·F，表示屈服强度为235MPa，A级沸腾（F）碳素结构钢。 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）。 碳素结构钢的化学成分、力学性能、冷弯性能见表2-3~2-5。 第七章 金属材料 第一节建筑钢材》三 土木工程常用金属材料的性质及应用 （2）碳素结构钢技术性能与应用 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。 第2章 建筑金属材料