第7章建筑钢材电子课件 中职 高教版 建筑材料 第三版 .ppt

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1、第7章 建筑钢材电子课件 中职 高教版 建筑材料 第三版 第第7章章 建筑钢材建筑钢材7.1 7.1 钢材概述钢材概述一、定义一、定义1.铁铁由铁矿石在高温作用下进行还原反应，冶炼成由铁矿石在高温作用下进行还原反应，冶炼成 金属铁，然后再吸收碳而形成生铁。金属铁，然后再吸收碳而形成生铁。2.钢钢将生铁在炼钢炉内熔炼，将生铁在炼钢炉内熔炼，除去除去其中大部分碳和其中大部分碳和杂质杂质，使使含碳量含碳量控制在控制在2.06%以下以下的铁碳合金。的铁碳合金。铁矿石铁矿石冶炼冶炼生铁生铁+矿渣矿渣生铁生铁冶炼冶炼钢钢+钢渣钢渣3.钢材钢材将钢锭加工制成的各种形状的材料。将钢锭加工制成的各种形状的材料。

2、4.建筑钢材建筑钢材指指建筑建筑工程中所工程中所使用使用的的各种钢材各种钢材的总称。的总称。二、分类二、分类1.按按化学成分化学成分分类：分类：碳素钢碳素钢(低、中、高低、中、高)、合金钢合金钢(低、中、高低、中、高)4.按冶炼时的按冶炼时的脱氧程度脱氧程度分类：沸腾钢、分类：沸腾钢、镇静钢镇静钢、特殊镇静钢、特殊镇静钢2.按按有害杂质含量有害杂质含量分类：分类：普通钢普通钢、优质钢、高级优质钢优质钢、高级优质钢5.按按产品形状产品形状分类：分类：线材、型材线材、型材、板材、管材、板材、管材3.按按用途用途分类：分类：结构钢结构钢、工具钢、特殊钢、工具钢、特殊钢7.1 7.1 钢材概述钢材概述

3、三、特点三、特点1.优点优点：2.缺点缺点：材质均匀材质均匀，性能可靠性能可靠，强度高强度高，塑性塑性、韧性好，加工性好韧性好，加工性好易锈蚀、维护费用高，耐火性差易锈蚀、维护费用高，耐火性差三、用途三、用途 建筑钢材建筑钢材(建筑结构建筑结构用钢用钢)钢结构用：工业厂房钢结构用：工业厂房、大型场馆等的承重大型场馆等的承重构件构件钢筋混凝土结构用：承重钢筋混凝土结构用：承重构件构件(基础、柱、梁、板、梯基础、柱、梁、板、梯)。7.1 7.1 钢材概述钢材概述7.2 7.2 钢材的钢材的性能性能钢材钢材主要主要技术技术性能性能力学性能力学性能工艺性能工艺性能拉伸性能拉伸性能疲劳强度疲劳强度冲击韧

4、性冲击韧性硬度硬度冷弯性能冷弯性能焊接性能焊接性能一、拉伸性能：一、拉伸性能：1.钢材受拉至断裂，经历了四个变形阶段：钢材受拉至断裂，经历了四个变形阶段：弹性弹性阶段、阶段、屈服屈服阶段、阶段、强化强化阶段、阶段、颈缩颈缩阶段阶段钢筋受拉时的钢筋受拉时的应力应力应变应变图图2.钢材的几个性能指标：钢材的几个性能指标：强度强度指标：指标：屈服强度屈服强度s s 抗拉强度抗拉强度b b塑性塑性指标：指标：伸长率伸长率在拉力作用下，产生伸长变形的性质。在拉力作用下，产生伸长变形的性质。刚性刚性指标：指标：弹性模量弹性模量 E变形变形荷载荷载7.2 7.2 钢材的钢材的性能性能利用率利用率指标：指标：

5、强屈比强屈比例：例：直径为直径为20mm20mm的钢筋，原始标距为的钢筋，原始标距为100mm100mm，断后标距为，断后标距为125mm125mm，其伸长率为多少？屈服荷载为其伸长率为多少？屈服荷载为118kN118kN，极限荷载为，极限荷载为150kN150kN，求其，求其屈服强度和抗拉强度分别是多少？屈服强度和抗拉强度分别是多少？解：解：伸长率伸长率=断后标距断后标距-原始标距原始标距原始标距原始标距100100%=125-100125-100100100100100%=25%25%屈服强度屈服强度=横截面积横截面积屈服荷载屈服荷载=314 mm314 mm2 2118000 N1180

6、00 N=376 MPa=376 MPa抗拉强度抗拉强度=极限荷载极限荷载横截面积横截面积=150000 N150000 N314 mm314 mm2 2=478 MPa=478 MPa二、冷弯性能二、冷弯性能在常温下，承受弯曲的能力。在常温下，承受弯曲的能力。1.定义：定义：2.意义：意义：弯曲角度弯曲角度、弯芯直径弯芯直径弯曲角度弯曲角度越大越大，弯芯直径越小弯芯直径越小，冷弯性能，冷弯性能越好。越好。3.评价指标：评价指标：更能严格地反映钢材的内部组织情况及杂质等缺陷。更能严格地反映钢材的内部组织情况及杂质等缺陷。7.2 7.2 钢材的钢材的性能性能4.判定方法：判定方法：钢材按标准钢材

7、按标准规定规定的的弯心直径弯心直径，弯曲到，弯曲到规定规定的的弯曲角度弯曲角度后，若弯曲后，若弯曲处无断裂、无裂纹、无处无断裂、无裂纹、无起层、无鳞落，则评定起层、无鳞落，则评定为冷弯性能合格。为冷弯性能合格。冷脆性？冷脆性？7.2 7.2 钢材的钢材的性能性能二、冷弯性能二、冷弯性能三、冲击韧性三、冲击韧性在冲击荷载作用下，抵抗破坏的能力。在冲击荷载作用下，抵抗破坏的能力。1.定义：定义：2.评价指标：评价指标：冲击功冲击功k kk k越大，越大，冲击韧性越好。冲击韧性越好。冷脆性？冷脆性？7.2 7.2 钢材的钢材的性能性能3.影响因素：影响因素：晶体结构、有害物质含量、晶体结构、有害物质

8、含量、加工质量、环境温度、时效加工质量、环境温度、时效四、焊接性能四、焊接性能1.定义：定义：焊接后焊接后的强度是否的强度是否与母材相近与母材相近的性能。的性能。2.检测方法：检测方法：焊接焊接接头接头的的抗拉抗拉强度试验强度试验3.判定方法：判定方法：若焊接接头若焊接接头断于母材，断于母材，且且其其抗拉强度不低于抗拉强度不低于母材母材的极限的极限抗拉强度抗拉强度，则焊接性能为合格。则焊接性能为合格。热脆性？热脆性？7.2 7.2 钢材的钢材的性能性能一、一、定义定义：在在常温下常温下对钢材进行对钢材进行拉、拔、轧、扭、刻痕拉、拔、轧、扭、刻痕等等加工加工的过程。的过程。冷拉、冷拔、冷轧、冷扭

9、、冷冲、冷压、刻痕等。冷拉、冷拔、冷轧、冷扭、冷冲、冷压、刻痕等。7.3 7.3 钢材的钢材的冷加工冷加工二、二、加工方式加工方式：7.3 7.3 钢材的钢材的冷加工冷加工二、二、加工方式加工方式：1.冷拉：冷拉：采用一定的拉力将钢材拉伸到一定程度后，采用一定的拉力将钢材拉伸到一定程度后，缓缓卸去荷载。缓缓卸去荷载。7.3 7.3 钢材的钢材的冷加工冷加工二、二、加工方式加工方式：2.冷拔：冷拔：将直径较大的钢筋通过直径较小的拔丝模孔，将直径较大的钢筋通过直径较小的拔丝模孔，拔出成比原直径小的钢丝。拔出成比原直径小的钢丝。冷拔低碳钢丝冷拔低碳钢丝7.3 7.3 钢材的钢材的冷加工冷加工二、二、

10、加工方式加工方式：3.冷轧：冷轧：将圆钢在轧钢机上轧成断面形状规则的钢筋。将圆钢在轧钢机上轧成断面形状规则的钢筋。u冷加工冷加工强化强化：经冷加工后的钢材，其经冷加工后的钢材，其屈服强度屈服强度提高提高，塑性、韧性塑性、韧性降低降低的现象。的现象。u冷加工冷加工时效时效：将冷加工的钢材，在将冷加工的钢材，在常温常温下存放下存放或或加热加热保持保持一定时间一定时间，以以达到达到显著提高钢材强度的显著提高钢材强度的目的目的而采取的而采取的处理措施处理措施。时效时效处理的处理的方法方法：自然时效、人工时效：自然时效、人工时效两种两种。u冷加工冷加工意义意义：提高提高钢材的钢材的屈服强度屈服强度，节约

11、钢材节约钢材。7.3 7.3 钢材的钢材的冷加工冷加工一、热轧钢筋一、热轧钢筋1.分类分类用加热钢坯轧成的条形成品钢筋。用加热钢坯轧成的条形成品钢筋。(1)按按供货形式供货形式分：分：直条钢筋、盘卷钢筋直条钢筋、盘卷钢筋(2)按按表面形状表面形状分：分：光圆钢筋、带肋钢筋光圆钢筋、带肋钢筋(3)按按强度强度分：分：级级钢筋、钢筋、级级钢筋、钢筋、级级钢筋、钢筋、级级钢筋钢筋盘卷钢筋盘卷钢筋直条钢筋直条钢筋7.4 7.4 常用建筑常用建筑钢材钢材带肋钢筋带肋钢筋光圆钢筋光圆钢筋1）钢筋的）钢筋的牌号牌号及及代号：代号：如：如：表示表示6根直径为根直径为25mm的热轧带肋的热轧带肋级钢筋。级钢筋。

12、7.4 7.4 常用建筑常用建筑钢材钢材一、热轧钢筋一、热轧钢筋2.质量要求质量要求2）技术性能技术性能表面质量表面质量尺寸偏差尺寸偏差重量偏差重量偏差力学性能力学性能冷弯性能冷弯性能焊接性能焊接性能金属材料拉伸试验金属材料拉伸试验 GB/T228.1-2010金属材料弯曲试验金属材料弯曲试验 GB/T232-2010 钢筋焊接接头试验方法钢筋焊接接头试验方法JGJ/T27-2014 钢筋混凝土用钢钢筋混凝土用钢 第第1部分：热轧光圆钢筋部分：热轧光圆钢筋 GB1499.1-2017 钢筋混凝土用钢钢筋混凝土用钢 第第2部分：热轧带肋钢筋部分：热轧带肋钢筋 GB1499.2-2018检测方法检

13、测方法质量标准质量标准7.4 7.4 常用建筑常用建筑钢材钢材一、热轧钢筋一、热轧钢筋2.质量要求质量要求420HPB3003007.4 7.4 常用建筑常用建筑钢材钢材一、热轧钢筋一、热轧钢筋3.钢筋标识钢筋标识：钢筋钢筋牌号牌号、生产厂家、生产厂家商标商标、规格、规格直径直径三部分内容。三部分内容。标识中带字母标识中带字母“E”表示是表示是抗震抗震性较好的钢筋。性较好的钢筋。钢筋牌号中钢筋牌号中带带“E”的钢筋的钢筋抗震性较好，抗震性较好，用于抗震一、二、三级的钢筋混凝土框架和斜撑构件。用于抗震一、二、三级的钢筋混凝土框架和斜撑构件。级钢筋级钢筋的的强度低、塑性好，强度低、塑性好，宜用作普

14、通钢筋混凝土结构的受力筋和箍筋。宜用作普通钢筋混凝土结构的受力筋和箍筋。、级钢筋级钢筋的的强度较高、塑性较好，强度较高、塑性较好，可用作普通钢筋混凝土结构的受力筋和预应力钢筋可用作普通钢筋混凝土结构的受力筋和预应力钢筋混凝土的预应力筋。混凝土的预应力筋。7.4 7.4 常用建筑常用建筑钢材钢材一、热轧钢筋一、热轧钢筋3.热轧钢筋的热轧钢筋的应用应用：在热轧在热轧级盘卷钢筋的表面轧制出三面或两面横肋而形成的钢筋。级盘卷钢筋的表面轧制出三面或两面横肋而形成的钢筋。1.定义定义：2.特点特点：强度高、与混凝土的粘结力大。强度高、与混凝土的粘结力大。没有振动荷载的结构，但没有振动荷载的结构，但-30以

15、下以下时不宜使用。不宜使用。7.4 7.4 常用建筑常用建筑钢材钢材二、冷轧带肋钢筋二、冷轧带肋钢筋3.技术性能技术性能：各项性能的质量标准，各项性能的质量标准，详见详见冷轧带肋钢筋冷轧带肋钢筋 （GB/T13788-2017）7.4 7.4 常用建筑常用建筑钢材钢材二、冷轧带肋钢筋二、冷轧带肋钢筋u表面质量表面质量u尺寸偏差尺寸偏差u重量偏差重量偏差u力学性能力学性能u冷弯性能冷弯性能4.应用应用：用于没有振动荷载和重复用于没有振动荷载和重复荷载的普通钢筋混凝土和荷载的普通钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土。预应力钢筋混凝土。-30以下不宜使用以下不宜使用。3.特点特点：强度高、长度大，施工方便：

16、强度高、长度大，施工方便4.应应用用：用于大跨度预应力混凝土构件的预应力筋。：用于大跨度预应力混凝土构件的预应力筋。（一）钢丝（一）钢丝7.4 7.4 常用建筑常用建筑钢材钢材三、钢丝和钢绞线三、钢丝和钢绞线1.定义定义：用热轧盘条经冷加工制成的直径为：用热轧盘条经冷加工制成的直径为4 412mm12mm的线材。的线材。2.品种品种：光圆钢丝、螺旋肋钢丝、刻痕钢丝。：光圆钢丝、螺旋肋钢丝、刻痕钢丝。5.技术性能技术性能：u尺寸偏差尺寸偏差u质量偏差质量偏差u力学性能力学性能u工艺性能工艺性能各项性能的质量标准，各项性能的质量标准，详见详见预应力混凝土用钢丝预应力混凝土用钢丝 （GB/T5223

17、-2014）2.特点特点：强度高、韧性好，易于锚固：强度高、韧性好，易于锚固3.应应用用：用于大荷载、大跨度的大型预应力混凝土构件。：用于大荷载、大跨度的大型预应力混凝土构件。（二）钢绞线（二）钢绞线7.4 7.4 常用建筑常用建筑钢材钢材三、钢丝和钢绞线三、钢丝和钢绞线1.定义定义：由多根（：由多根（2、3、7、19根）钢丝绞合构成的线材。根）钢丝绞合构成的线材。4.技术性能技术性能：u尺寸偏差尺寸偏差u质量偏差质量偏差u力学性能力学性能u工艺性能工艺性能各项性能的质量标准，各项性能的质量标准，详见详见预应力混凝土用钢绞线预应力混凝土用钢绞线 （GB/T5224-2014）7.5 7.5 钢材的取样送检钢材的取样送检u 按照按照相关标准和规范的相关标准和规范的规定规定进行取样检测进行取样检测u 组批规则组批规则、检测项目检测项目、样品数量样品数量、取样方法、执行取样方法、执行标准或规范标准或规范如下表如下表所示所示：7.5 7.5 钢材的取样送检钢材的取样送检u 结果评定结果评定合格合格不合格不合格无效无效复检复检按照按照相关标准和规范相关标准和规范的的规定规定进行结果评定进行结果评定