建筑鋼材1ppt課件上課內(nèi)容鋼材概述鋼筋的力學(xué)性能特征和化學(xué)成分對鋼材性能的影響常用建筑鋼材的種類和相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)代號鋼筋試驗鋼筋拉伸試驗鋼筋的重量偏差試驗鋼筋的冷彎試驗鋼筋焊接接頭試驗2ppt課件一.鋼材

1.1概述鋼材是現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用最廣泛材料之一。鋼與鐵鋼是以鐵為主要元素，含碳量一般在2.0%以下，并含有其他元素的材料。鐵是含碳量大于2.0％，并含有較多其他雜質(zhì)的鐵碳合金。較脆硬，塑性差，建筑上難以應(yīng)用。工業(yè)純鐵是含碳量小于0.02％的鐵碳合金。3ppt課件中國鋼鐵產(chǎn)量自1996年，中國一直保持全球鋼鐵產(chǎn)量第一位。2013年中國鋼產(chǎn)量首超世界一半，2014年中國鋼材產(chǎn)量達(dá)11.26億噸。

4ppt課件鋼材生產(chǎn)過程焦炭鐵礦石石灰石高爐熔融生鐵精煉氧化鋼鑄錠鋼錠建筑鋼材鋼材的冶煉過程還原5ppt課件鐵的生產(chǎn)過程鐵礦石：主要是氧化鐵，還有氧化硅、氧化錳和硫、磷等其他雜質(zhì)。生鐵的冶煉——是將鐵礦石內(nèi)的氧化鐵還原成鐵的過程。生鐵含有比例很高的碳（>2.11%）以及硫磷等雜質(zhì)，塑性差。6ppt課件7ppt課件Fe2O3+3C→2Fe+3CO↑Fe3O4+4C→3Fe+4CO↑副產(chǎn)品：高爐煤氣副產(chǎn)品：高爐礦渣生鐵：含有碳外，還含有各種來自鐵礦石和焦炭中的雜質(zhì)，如硫、磷等。8ppt課件鋼的生產(chǎn)過程鋼的冶煉——是以鐵水或生鐵為主要原料，在轉(zhuǎn)爐、平爐或電爐中冶煉，與生鐵的冶煉相反，是用氧化的方法來除去生鐵鐵中的碳及部分雜質(zhì)。鋼的冶煉方法：空氣轉(zhuǎn)爐煉鋼和氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼、平爐煉鋼、電爐煉鋼。冶煉方法對鋼性質(zhì)有影響。9ppt課件轉(zhuǎn)爐煉鋼10ppt課件11ppt課件12ppt課件平爐煉鋼13ppt課件電爐煉鋼14ppt課件幾種煉鋼方法的比較煉鋼方法特點生產(chǎn)鋼材品種空氣轉(zhuǎn)爐法不需燃料，速度快，投資少，成本低普通碳素鋼氧氣轉(zhuǎn)爐法冶煉時間短、雜質(zhì)含量少、質(zhì)量好優(yōu)質(zhì)碳素鋼、低合金鋼平爐煉鋼需用燃料、成本高優(yōu)質(zhì)碳素鋼、合金鋼電爐煉鋼鋼產(chǎn)量低、鋼質(zhì)好，成本最高優(yōu)質(zhì)碳素鋼、特殊合金鋼15ppt課件鋼材的脫氧煉鋼時爐內(nèi)為氧化氣氛，故鋼水中含有一定的氧化鐵。鋼液中氧含量與鋼的質(zhì)量有關(guān)，如氧含量超過0.05％，將嚴(yán)重影響鋼的機(jī)械性能。需加入脫氧劑去除氧化鐵，這稱為“脫氧”。常用的脫氧劑為鋁、錳鐵和硅鐵，其中鋁的效果最好。根據(jù)脫氧程度不同，分為:沸騰鋼（F）、半鎮(zhèn)靜鋼（b）、鎮(zhèn)靜鋼(Z)、特殊鎮(zhèn)靜鋼(TZ)。16ppt課件沸騰鋼：脫氧不完全，鋼中含氧量高，澆鑄后鋼液在冷卻和凝固過程中氧化鐵與碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生產(chǎn)CO氣體外逸，氣泡從鋼液中冒出呈“沸騰”狀。鋼中碳和有害雜質(zhì)偏析較嚴(yán)重，鋼的致密性差，沖擊韌性和可焊性差，但鋼錠收縮孔少，成品率高，成本低。鎮(zhèn)靜鋼、特殊鎮(zhèn)靜鋼：脫氧比較完全，在冷卻和凝固時，沒有氣體析出，無“沸騰”現(xiàn)象。鋼質(zhì)量好，但鋼錠的收縮孔大，成品率低，成本高。半鎮(zhèn)靜鋼：脫氧較完全的鋼。脫氧程度介于沸騰鋼和鎮(zhèn)靜鋼之間，澆注時有沸騰現(xiàn)象，但較沸騰鋼弱。17ppt課件鋼錠的澆鑄18ppt課件剛脫模的方錠方錠

19ppt課件鋼的分類按化學(xué)成分分類：碳素鋼（按含碳量分）：低碳鋼（含碳量小于0.25％）；中碳鋼（含碳量0.25～0.6％）；高碳鋼（含碳量大于0.6％）。合金鋼（按摻入合金元素總量分）：低合金鋼（合金元素總含量小于5％）；中合金鋼（合金元素總含量5～10％）；高合金鋼（合金元素總含量大于10％）。20ppt課件按鋼品質(zhì)分類：普通鋼（磷不大于0.045％，硫不大于0.050％）優(yōu)質(zhì)鋼（磷不大于0.035％，硫不大于0.035％）高級優(yōu)質(zhì)鋼（磷不大于0.030％，硫不大于0.030％）21ppt課件按冶煉方式分類：轉(zhuǎn)爐鋼電爐鋼平爐鋼按冶煉時脫氧程度分類：沸騰鋼半鎮(zhèn)靜鋼鎮(zhèn)靜鋼特殊鎮(zhèn)靜鋼22ppt課件1.2鋼筋的力學(xué)性能特征和化學(xué)成分對鋼材性能的影響鋼材的力學(xué)性能特征有明顯屈服電的鋼筋（低碳鋼）無明顯屈服點的鋼筋（硬鋼）化學(xué)成分對鋼材性能的影響碳、錳、硅、硫、磷、氧23ppt課件σ

CDAδσbσSUσPσSLε0B1.2.1鋼材力學(xué)性能特征

（1）低碳鋼受拉的應(yīng)力—應(yīng)變圖24ppt課件σ

CDAδσbσSUσPσSLε彈性階段σ/ε=Eσp--彈性極限0BA點對應(yīng)的應(yīng)力為彈性極限。可計算彈性模量。碳素結(jié)構(gòu)鋼的彈性極限為180～200MPa。彈性階段（OA）25ppt課件σ

CDAδσbσSUσPσSLε0B’出現(xiàn)塑性變形，有上、下屈服強(qiáng)度。下屈服極限為鋼材的屈服極限，它表示鋼材在工作狀態(tài)允許達(dá)到的應(yīng)力值。在設(shè)計中一般以下屈服極限為強(qiáng)度取值的標(biāo)準(zhǔn)。屈服階段（AB）屈服階段△ε＞△σ產(chǎn)生塑性變形B—上屈服點B′—下屈服點σs—屈服強(qiáng)度B26ppt課件σ

CDAδσbσSUσPσSLε0B最高點C點的強(qiáng)度為鋼材的抗拉強(qiáng)度。應(yīng)變迅速增加，應(yīng)力下降，在變形最大處發(fā)生“頸縮”。強(qiáng)化階段（BC）頸縮階段（CD）27ppt課件0σf0.2ε（2）硬鋼受拉的應(yīng)力—應(yīng)變圖ε=0.2%預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土用的高強(qiáng)度鋼筋和鋼絲無明顯屈服點抗拉強(qiáng)度一般很高，但變形很小取殘余應(yīng)變ε=0.2%時的應(yīng)力f0.2作為名義屈服點。28ppt課件碳——決定鋼性能的主要元素含碳量增加，鋼的強(qiáng)度和硬度增大，但塑性和韌性降低，鋼的可焊性和耐腐蝕性下降，鋼的冷脆性和時效傾向增加；含碳量超過0.3％時，鋼的可焊性顯著降低；建筑鋼材的含碳量一般不大于0.8％；含碳量超過1.0％時，鋼材強(qiáng)度下降。1.2.2化學(xué)成分對鋼性能的影響29ppt課件錳——鋼中的有益元素有很好的脫氧能力，能還原鋼中的氧化鐵，改善鋼質(zhì)量；能夠消減硫和氧引起的熱脆性，使鋼材的熱加工性質(zhì)改善可提高鋼的強(qiáng)度和硬度。一般含量在1％~2％之間。硅——鋼中的有益元素脫氧能力比錳還強(qiáng)，能更有效地消除氧化鐵對鋼的不良影響；對鋼有一定強(qiáng)化作用，當(dāng)含量低于1％時，可提高強(qiáng)度，而且對塑性和韌性的影響不明顯。30ppt課件硫——鋼中的有害雜質(zhì)當(dāng)鋼材加熱到1000~1200℃進(jìn)行壓力加工時，由于分布在晶體上的低熔點共晶體已融化，使鋼材沿晶界脫開（開裂），變得極脆，這種現(xiàn)象叫熱脆性；顯著降低可焊性，并降低各種力學(xué)性能。磷——鋼中的有害雜質(zhì)可提高鋼材的強(qiáng)度、硬度；鋼材的塑性和韌性顯著降低，冷脆性明顯增大，可焊性變差。氧——降低鋼的力學(xué)性能，特別是韌性；鋼的可焊性降低。31ppt課件1.3常用建筑鋼材的種類和相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)代號鋼筋混用鋼第2部分：熱軋帶肋鋼筋GB1499.2-2007HRB335、HRB400、HRB500Hot-rolledRibbedBars

32ppt課件熱軋帶肋鋼筋生產(chǎn)車間33ppt課件熱軋帶肋鋼筋生產(chǎn)線34ppt課件鋼筋混用鋼第1部分：熱軋光圓鋼筋GB1499.1-2008HPB235Hot-rolledPlainBars

35ppt課件低碳熱軋圓鋼生產(chǎn)車間36ppt課件預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線GB/T5224-200337ppt課件碳素結(jié)構(gòu)鋼GB700-2006碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號表示方法Q鋼材屈服點代號,”Q”

屈服點數(shù)值，鋼材厚度或直徑16mm質(zhì)量等級代號,A~D,A最差脫氧程度代號(F、Z、TZ)38ppt課件冷軋帶肋鋼筋GB13788-2008CRB500CRB650、CRB800、CRB970、CRB1170,預(yù)應(yīng)力混凝土鋼筋Cold-rolledRibbedBar39ppt課件冷軋扭鋼筋JG190-2006LZN40ppt課件二、鋼筋試驗?zāi)覆脑囼灷煸囼炛亓科钤囼灷鋸澰囼灪附咏宇^拉伸試驗冷彎試驗（個別）41ppt課件2.1鋼筋拉伸試驗檢測標(biāo)準(zhǔn)：GB/T228.1-2010《金屬材料拉伸試驗第1部分：室溫試驗方法》試驗設(shè)備：萬能材料試驗機(jī)、游標(biāo)卡尺42ppt課件實驗步驟定標(biāo)距（5d），打刻標(biāo)點（布滿）。選夾頭：平型夾頭用于小直徑圓鋼或矩形鋼；楔型夾頭用于大直徑圓鋼或螺紋鋼。2.1鋼筋拉伸試驗43ppt課件實驗步驟選擇試驗機(jī)的度盤。實驗前應(yīng)對試樣破壞時的荷載進(jìn)行估算，選擇度盤時應(yīng)使試樣破壞時的荷載（讀數(shù)）在該刻度盤讀數(shù)的20%~80%范圍。試驗機(jī)零點調(diào)整。開動油泵，將活塞升高20mm，并關(guān)閉進(jìn)油閥和回油閥，將力值調(diào)零。2.1鋼筋拉伸試驗44ppt課件實驗步驟拉伸速度。屈服前，應(yīng)力增加速度為10MPa/秒，屈服后應(yīng)力增加速度不超過0.5L/分鐘。讀數(shù)。鋼筋拉伸到了屈服階段，試驗機(jī)指針停止不動或來回擺動，讀取屈服荷載時，取停止時指針的讀數(shù)；或擺時取不計初始瞬時效應(yīng)指針回擺到最低點的讀數(shù)。極限荷載取鋼筋拉伸后達(dá)到的最大讀數(shù)。2.1鋼筋拉伸試驗45ppt課件2.1鋼筋拉伸試驗試驗結(jié)果計算屈服強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度FeL——屈服應(yīng)力（N）；Fm——極限拉力（N）；S0——鋼筋橫截面積（mm2）。46ppt課件斷后伸長率斷后伸長率：試件拉斷后，標(biāo)距的伸長與原始標(biāo)距長度的百分率。它反映了鋼材的塑性大小，在工程中意義重大。原標(biāo)距與直徑的比值越大，伸長率越小。一般測定δ5（標(biāo)距為5倍直徑）。47ppt課件A——伸長率L0——原始標(biāo)距Lu——斷后伸長距離d

—鋼筋直徑

dl0l1伸長率的計算48ppt課件2.1鋼筋拉伸試驗結(jié)果修約依據(jù)GB/T228.1-2010《金屬材料拉伸試驗第1部分：室溫試驗方法》測試項目修約到屈服強(qiáng)度拉伸強(qiáng)度1MPa斷后伸長率0.5%49ppt課件2.1鋼筋拉伸試驗結(jié)果修約依據(jù)YB/T081-1996《冶金技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)值修約與檢測數(shù)值的判定原則》測試項目范圍修約到屈服強(qiáng)度拉伸強(qiáng)度≤200MPa>200-1000MPa>1000MPa1MPa5MPa10MPa斷后伸長率≤10%>10%0.5%1%50ppt課件2.1鋼筋拉伸試驗結(jié)果修約依據(jù)GB/T8170-2008《數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定》

個位數(shù)后<2.5，個位數(shù)為02.5≤個位數(shù)后<7.5，個位數(shù)為5

個位數(shù)后≥7.5，個位數(shù)進(jìn)1051ppt課件鋼筋試驗結(jié)果計算（舉例）：有一直徑為12mm的帶肋鋼筋試驗結(jié)果如下：屈服拉力（kN）：42.4極限拉力（kN）：62.0斷后伸長（mm）：72.1鋼筋面積（mm2）:113.1計算其屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、伸長率52ppt課件鋼筋試驗結(jié)果計算（舉例）：屈服強(qiáng)度：抗拉強(qiáng)度：53ppt課件鋼筋試驗結(jié)果計算（舉例）：伸長率：原始標(biāo)距——5倍直徑（5d）54ppt課件2.2鋼筋的重量偏差試驗測量鋼筋的重量偏差時：應(yīng)從不同的鋼筋上截取試樣，試樣數(shù)量不少于5根，每根試樣長度不少于500mm。長度應(yīng)逐根測量，應(yīng)精確到1mm。測量試樣總重量時，應(yīng)精確到不大于總重量的1%。結(jié)果計算：55ppt課件2.3鋼筋的冷彎試驗冷彎性能指鋼材在常溫下承受彎曲變形的能力。檢測標(biāo)準(zhǔn)：GB/T232-2010《金屬材料彎曲試驗》試驗設(shè)備：萬能材料試驗機(jī)取樣要求：每一種規(guī)格不超過60噸為一批，切取試樣兩根，長度30cm左右。56ppt課件2.3鋼筋的冷彎試驗選擇彎曲角度和彎芯直徑：根據(jù)鋼筋的牌號和規(guī)格選擇彎曲角度180°和彎芯直徑。支輥間距L：L=（D+3a)±a/2。D——彎芯直徑；a——鋼筋直徑。冷彎結(jié)果判斷：彎曲處不出現(xiàn)裂縫、斷裂或起層，即認(rèn)為冷彎性能合格。否則為不合格。57ppt課件鋼筋試驗結(jié)果評判：根據(jù)屈服強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、伸長率、重量偏差和冷彎試驗結(jié)果，對照鋼筋力學(xué)性能、重量偏差、彎曲性能表，可評定出其強(qiáng)度等級。如有一項指標(biāo)不合格，則加倍取樣復(fù)檢其不合格指標(biāo)，若復(fù)檢不合格，則不得交貨。供方有權(quán)對復(fù)檢不合格的鋼筋重新分類或進(jìn)行熱處理，然后作為新的一批再提交驗收。58ppt課件2.4鋼筋焊接接頭試驗鋼筋焊接接頭常用標(biāo)準(zhǔn)：JGJ/T27-2001《鋼筋焊接接頭試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》JGJ18-2012《鋼筋焊接及驗收規(guī)程》59ppt課件2.4鋼筋焊接接頭試驗常見的鋼筋焊接方法：閃光對焊：將兩鋼筋安放成對接形式，利用電阻熱使接觸點金屬融化，產(chǎn)生強(qiáng)烈飛濺，形成閃光，迅速施加頂鍛力完成的一種壓焊方法。60ppt課件2.4鋼筋焊接接頭試驗常見的鋼筋焊接方法：電弧焊：以焊條為一極，鋼筋為另一極，利用焊接電流通過產(chǎn)生的電弧熱進(jìn)行焊接的一種焊接方法。61ppt課件2.4鋼筋焊接接頭試驗常見的鋼筋焊接方法：電渣壓力焊：將兩鋼筋安放成豎向堆積形式，利用電流通過量鋼筋斷面間隙，在焊劑層下形成電弧過程和電渣過程，產(chǎn)生的電弧熱和電阻熱，融化鋼筋，加壓完成的一種壓焊方法。62ppt課件2.4鋼筋焊接接頭試驗試驗項目、取樣要求、數(shù)量：焊接方法試驗項目數(shù)量取樣閃光對焊氣壓焊抗拉強(qiáng)度、斷裂情況三根同規(guī)格同級別同接頭形式的300個接頭為一批冷彎三根電弧焊抗拉強(qiáng)度、斷裂情況三根電渣焊抗拉強(qiáng)度三根63ppt課件2.4鋼筋焊接接頭試驗拉伸試驗——具體操作同鋼筋拉伸，其試驗結(jié)果修約到5MPa?？估瓘?qiáng)度（不需記錄屈服強(qiáng)度、伸長率）是否斷于焊縫之處斷裂情況：延性斷裂或脆性斷裂（判斷）延性斷裂——伴隨明顯塑性變形而形成延性斷口的斷裂。脆性斷裂——幾乎不伴隨塑性變形而形成脆性斷口的斷裂。64ppt課件2.4鋼筋焊接接頭試驗拉伸試驗質(zhì)量評定——合格(舊標(biāo)準(zhǔn))3個試件的抗拉強(qiáng)度均不得小于該牌號鋼筋規(guī)定的抗拉強(qiáng)度，RRB400鋼筋試件的抗拉強(qiáng)度均不得小于570MPa。至少應(yīng)有2個試件斷于焊縫之外，并應(yīng)呈延性斷裂。65ppt課件2.4鋼筋焊接接頭試驗拉伸試驗質(zhì)量評定——合格(新標(biāo)準(zhǔn))3個試件均斷于鋼筋母材，呈延性斷裂，其抗拉強(qiáng)度大于或等于鋼筋母材抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。2個試件斷于鋼筋母材，呈延性斷裂，其抗拉強(qiáng)度大于或等于鋼筋母材抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；另一個時間斷于焊縫，呈脆性斷裂，其抗拉強(qiáng)度大于或等于鋼筋母材抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的1.0倍。66ppt課件2.4鋼筋焊接接頭試驗拉伸試驗質(zhì)量評定——復(fù)驗（舊標(biāo)準(zhǔn)）1個試件的抗拉強(qiáng)度小于規(guī)定值。2個試件在焊縫或熱影響區(qū)發(fā)生脆性斷裂，其抗拉強(qiáng)度均小于鋼筋規(guī)定抗拉強(qiáng)度的1.10倍。67ppt課件2.4鋼筋焊接接頭試驗拉伸試驗質(zhì)量評定——復(fù)驗（新標(biāo)準(zhǔn)）2個試件斷于鋼筋母材，呈延性斷裂，其抗拉強(qiáng)度大于或等于鋼筋母材抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；另一試件斷于焊縫或熱影響區(qū)，呈脆性斷裂，其抗拉強(qiáng)度小于鋼筋母材抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的1.0倍。1個試件斷于鋼筋母材，呈延性斷裂，其抗拉強(qiáng)大于或等于鋼筋母材抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；另2個試件斷于焊縫或熱影響區(qū)，呈脆性斷裂。3個試件均斷于焊縫，呈脆性斷裂，其抗拉強(qiáng)度均大于或等于鋼筋母材抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的1.0倍。68ppt課件2.4鋼筋焊接接頭試驗拉伸試驗質(zhì)量評定——不合格（舊標(biāo)準(zhǔn)）3個試件均在焊縫或熱影響區(qū)發(fā)生脆性斷裂2個試件抗拉強(qiáng)度小于鋼筋規(guī)定的抗拉強(qiáng)度。69ppt課件2.4鋼筋焊接接頭試驗拉伸試驗質(zhì)量評定——不合格（新標(biāo)準(zhǔn)）3個試件斷于焊縫，呈脆性斷裂，有1個試件抗拉強(qiáng)度小于鋼筋母材抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的1.0倍。70ppt課件2.4鋼筋焊接接頭試驗拉伸試驗質(zhì)量評定——復(fù)驗（舊標(biāo)準(zhǔn)）復(fù)驗時，應(yīng)在切取6個試件。若有1個