钢筋试验参数(图文并茂)-PPT.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,四川建筑职业技术学院,材料教研室,第五章 建筑钢材,5,1,概 述,上海宝钢,一、钢及其特性,钢,理论上，凡是把含碳量小于,2%,，含杂质比较少的铁碳合金称为钢。,含碳量超过,2%,，称为生铁；含碳量小于,0.08%,，称为工业纯铁。,钢的特点,具有强度高，塑性好，具有良好的韧性；工艺性能良好，易于加工；但是，钢材易锈蚀、耐火性差。,二、建筑钢材的主要品种,1.,型钢,简单截面型钢：圆钢、方钢、六角钢、八角钢等；,复杂截面型钢：工字钢、角钢、槽钢、钢轨等。,二、建筑钢材的主要品种,2.,线材,如钢筋、钢丝等。,二、建筑钢材的主要品种,3.,管材,无缝钢管、焊接钢管等。,二、建筑钢材的主要品种,4.,板材,光面钢板、花纹钢板、彩色涂层钢板等。,压型彩钢板,三、钢的冶炼方法简介,按照炼钢炉的种类，炼钢方法可分为：,1.,空气转炉炼钢法 一般炼制普通碳素钢。,2.,氧气转炉炼钢法 炼制优质碳素钢和合金钢。,3.,平炉炼钢法 用来炼制优质碳素钢、合金钢或有特殊要求的专用钢。,4.,电炉炼钢法,白口铁,液态生铁,吹入空气或氧气,钢,浇注成钢锭,脱 氧,熔融,四、钢的分类,1.,按冶炼方法分,2.,按质量分,按,S,和,P,元素含量，分为普通质量钢、优质钢和特殊质量钢。,钢,转炉钢,沸腾钢,电炉钢,平炉钢,按冶炼方法分,按脱氧程度分,半镇静钢,镇静钢,特殊镇静钢,按炉衬材料分为酸性钢和碱性钢,四、钢的分类,3.,按化学成分分,4.,按用途分,分为建筑钢、结构钢、工具钢、特殊性能钢（如不锈钢、耐酸钢、耐碱钢、磁钢等。,钢,中碳钢,低合金钢,高碳钢,低碳钢,碳素钢,合金钢,中合金钢,高合金钢,C,0.25%,C=0.25%,0.60,C,0.60,合金总含量,5%,5%,10,10,5,2,建筑钢材的主要性能,标准试件,按照一定的要求，对表面进行车削加工后的试件。,l,0,A,0,d,0,l,非标准试件,不经过加工，直接在线材上切取的试件。,头部,头部,工作段,一、拉伸性能,1.,低碳钢的拉伸性能,0,钢材拉伸过程的,-,图,OB,弹性阶段,BC,屈服阶段,CD,强化阶段,DE,颈缩阶段,A,0,B,C,B,0,D,C,E,D,F,E,C,上,上屈服点,C,下,下屈服点,以下屈服点的应力作为钢材的屈服强度。,（,1,）拉伸试验过程,0,钢材拉伸弹性阶段示意图,A,B,0,弹性阶段,p,比例极限，,MPa,。,p,B,B,弹性极限，,MPa,。,注：由于,A,、,B,两点相距较近，一般认为,p,=,B,。,0,钢材拉伸屈服阶段示意图,A,B,0,C,下,C,上,C,B,C,下,C,上,C,屈服阶段,放大后,0,钢材拉伸强化阶段示意图,A,B,0,C,下,C,上,C,D,D,D,D,D,强化阶段,b,b,抗拉强度或强度极限。,D,C,0,E,钢材拉伸颈缩阶段示意图,A,B,0,C,下,C,上,C,D,DE,颈缩阶段,（,2,）拉伸过程的参数,强度指标,屈服强度：,抗拉强度：,塑性指标,伸长率：,2.,硬钢（高碳钢）的拉伸性能,硬钢强度高，塑性差，拉伸过程无明显屈服阶段，无法直接测定屈服强度。用条件屈服强度,0.2,来代替屈服强度。,条件屈服点,0.2,：使硬钢产生,0.2%,塑性变形时的应力。见左图。,0,A,0.2%,a,b,oa,总变形。,ba,弹性变形,99.8%,。,ob,塑性变形,0.2%,。,二、冲击韧性,定义及指标,指钢材抵抗冲击荷载而不被破坏的能力。其大小用冲击韧性值,k,表示。,k,越大，则冲击韧性越好。,k,是以试件冲击破坏时缺口处单位面积上所消耗的功（,J/cm,2,）。,影响因素,硫、磷含量高，存在化学偏析，含非金属夹杂物，焊接形成裂纹，温度降低等，均会降低冲击韧性。,对于承受冲击荷载和振动荷载部位的钢材，必须考虑冲击韧性。,三、工艺性能,1.,冷弯性能,指钢材在常温下承受弯曲变形的能力。,冷弯试验的指标：弯心直径,d,与试件厚度（直径）,a,的比值,d/a,；弯曲角度（,90,或,180,）；试样弯曲外表面无肉眼可见裂纹则冷弯合格。,通过冷弯试验，更有助于暴露钢材的某些内在缺陷，它能揭示钢材是否存在内部组织不均匀、内应力和夹杂物等缺陷。,三、工艺性能,2.,可焊性,可焊性是指在一定焊接工艺条件下，在焊缝及其附近过热区是否产生裂缝及脆硬影响，焊接后接头强度是否与母体相近的性能。,可焊性受化学成分及含量的影响。含碳量高、含硫量高、合金元素含量高等，均会降低可焊性。含碳量小于,0.25%,的非合金钢具有良好的可焊性。,焊接结构应选择含碳量较低的氧气转炉或平炉的镇静钢。当采用高碳钢及合金钢时，为了改善焊接后的硬脆性，焊接时一般要采用焊前预热及焊后热处理等措施。,四、钢材的冷加工强化和时效,1.,冷加工强化,冷加工强化是钢材在常温下，以超过其屈服点但不超过抗拉强度的应力对其进行的加工。,建筑钢材常用的冷加工有冷拉、冷拔、冷轧、刻痕等。,对钢材进行冷加工的目的，主要是利用时效提高强度，利用塑性节约钢材，同时也达到调直和除锈的目的。,四、钢材的冷加工强化和时效,2.,时效,钢材随时间的延长，其强度、硬度提高，而塑性、冲击韧性降低的现象称为时效。,时效分为自然时效和人工时效两种。,自然时效是将其冷加工后，在常温下放置,15,20d,；,人工时效是将冷加工后的钢材加热至,100,200,保持,2h,以上。,经过时效处理后的钢材，其屈服强度、抗拉强度及硬度都将提高，而塑性和韧性降低。,5,3,建筑钢材的钢种及牌号,一、碳素结构钢（非合金钢）,1.,牌号表示法,由代表屈服点的字母、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法符号等四个部分按顺序组成；,如：,Q235,AF,表示为屈服点不小于,235MPa,的,A,级沸腾钢。,2.,牌号,共有,Q195,、,Q215,、,Q235,、,Q255,、,Q275,五个牌号。,3.,技术要求,化学成分、力学性能、冷弯性能应符合,GB700,规定。,一、碳素结构钢（非合金钢）,4.,应用,Q195,、,Q215,，含碳量低，强度低，塑性、韧性、加工性能和可焊性好，主要用于轧制薄板和盘条、制造铆钉、地脚螺栓等。,Q235,，含碳适中，综合性能好，强度、塑性和焊接等性能得到很好配合，用途最广泛。常轧制成盘条或钢筋，以及圆钢、方钢、扁钢、角钢、工字钢、槽钢等型钢，广泛地应用于建筑工程中。,Q255,、,Q275,，强度、硬度较高，耐磨性较好，塑性和可焊性能有所降低。主要用作铆接与螺栓连接的结构及加工机械零件。,二、低合金高强度结构钢,1.,牌号表示方法,由代表屈服点的拼音字母（,Q,）、屈服点数值、质量等级符号（,A,、,B,、,C,、,D,、,E,）三部分按顺序组成。,如,Q345A,表示屈服点不小于,345MPa,的,A,级钢。,2.,牌号,共有,Q295,、,Q345,、,Q390,、,Q420,、,Q460,五个牌号。,3.,技术要求,其化学成分、力学性能、冷弯性能应符合,GB/T1591,的规定,二、低合金高强度结构钢,4.,应用,Q295,，钢中只含有极少量合金元素，强度不高，但有良好的塑性、冷弯、焊接及耐蚀性能。主要用于建筑工程中对强度要求不高的一般工程结构。,Q345,、,Q390,，综合力学性能好，焊接性能、冷热加工性能和耐蚀性能均好，,C,、,D,、,E,级钢具有良好的低温韧性。主要用于承受较高荷载的焊接结构。,Q420,、,Q460,，强度高，特别是在热处理后有较高的综合力学性能。主要用于大型工程结构及要求强度高、荷载大的轻型结构。,5,4,钢 筋,一、热轧钢筋,1.,生产,采用钢锭经加热轧制自然冷却而成。,2.,分类,钢筋混凝土用热轧钢筋分为光圆钢筋和带肋钢筋两种。,3.,牌号,热轧直条光圆钢筋：,HPB235,热轧带肋钢筋：,HRB335,、,HRB400,、,HRB500,H,、,R,、,B,分别为热轧（,Hotrolled,）、带肋（,Ribbed,）、钢筋（,Bars,）三个词英文首位字母。,推荐公称尺寸：,光圆：,8,、,10,、,12,、,16,、,20,；,带肋：,6,、,8,、,10,、,12,、,16,、,20,、,25,、,32,、,40,和,50mm,一、热轧钢筋,4.,热轧钢筋的力学性能、工艺性能,应符合下表的规定。,表面形状,强度等级代号,公称,直径,屈服点,s,，,MPa,抗拉强度,b,，,MPa,伸长率,5,，,%,冷弯,d,弯心直径,a,钢筋公称直径,不小于,光圆,HPB235,8,20,235,370,25,180,d,=,a,月牙肋,HRB335,6,25,28,50,335,490,16,180,d,=3,a,180,d,=4,a,HRB400,6,25,28,50,400,570,14,180,d,=4,a,180,d,=5,a,HRB500,6,25,28,50,500,630,12,180,d,=6,a,180,d,=7,a,二、低碳热轧圆盘条,1.,概述,低碳热轧圆盘条的公称直径为,5.5,30mm,，大多通过卷线机成盘卷供应，因此称为盘条、盘圆或线材。,2.,分类,按用途分为：供拉丝用盘条（代号,L,）、供建筑和其他一般用途用盘条（代号,J,）两种。,3.,牌号,低碳热轧圆盘条的牌号表示方法由屈服点符号、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法符号、用途类别符号等五个内容表示。,二、低碳热轧圆盘条,4.,力学性能和工艺性能,5.,应用,大量用作建筑工程中钢筋混凝土的配筋外，还适用于供拉丝、包装及其它用途。,牌 号,力学性能,冷弯试验,180,d,=,弯心直径,a,=,试样直径,屈服点,s,，,MPa,抗拉强度,b,，,MPa,伸长率,5,，,%,不小于,Q215,215,375,27,d,=0,Q235,235,410,23,d,=0.5,a,低碳热轧圆盘条的力学性能和工艺性能,三、冷轧带肋钢筋,1.,生产,冷轧带肋钢筋由热轧圆盘条经冷轧或冷拔减径后，在表面冷轧成两面或三面有肋的钢筋。钢筋冷轧后允许进行低温回火处理。,2.,牌号,按抗拉强度分为,CRB550,、,CRB650,、,CRB800,、,CRB970,、,CRB1170,共五个牌号。,3.,规格,直径范围为,4,12mm,，推荐的公称直径为,5,、,6,、,7,、,8,、,9,、,10mm,三、冷轧带肋钢筋,4.,力学性能和工艺性能,应符合,GB13788,的相关规定。,5.,应用,冷轧带肋钢筋用于非预应力构件，与热轧圆盘条相比，强度提高,17%,左右，可节约钢材,30%,左右；,用于预应力构件，与低碳冷拔丝比，伸长率高，钢筋与混凝土之间的粘结力较大，适用于中、小预应力混凝土结构构件，也适用于焊接钢筋网。,四、热处理钢筋,1.,概述,热处理钢筋是经过淬火和回火调质处理的螺纹钢筋。分有纵肋和无纵肋两种，其外形分别见右图。代号为,RB150,。,2.,规格,公称直径,6,、,8.2,、,10mm,。,3.,牌号,有,40Si2Mn,、,48Si2Mn,和,45Si2Cr,三个。,有纵肋,无纵肋,四、热处理钢筋,4.,力学性能,5.,特点及应用,热处理钢筋具有很高的强度外，还具有较好的塑性和韧性，特别适合于预应力构件。,但其对应力腐蚀及缺陷敏感性强，应防止产生锈蚀及刻痕等现象。热处理钢筋不适用于焊接和点焊的钢筋。,预应力混凝土用热处理钢筋的力学性能,公称直径,mm,牌 号,0.2,b,10,，,%,不小于,MPa,，不小于,6,8.2,10,40Si,2,Mn,48Si,2,Mn,45Si,2,Cr,1325,1470,6,5,5,钢丝及钢绞线,一、钢丝,1.,生产,以优质碳素结构钢盘条为原料，经淬火、酸洗、冷拉制成的用作预应力混凝土骨架的钢丝。,2.,分类,按交货状态分为冷拉钢丝和消除应力钢丝两种；,按外形分为光面钢丝和刻痕钢丝两种。,3.,力学性能,应符合相应标准规定。,钢丝主要用作桥梁、吊车梁、电杆、楼板、大口径管道等预应力混凝土构件中的预应力筋。,二、钢绞线,1.,生产,由多根圆形断面钢丝捻制而成。钢绞线按左捻制成并经回火处理消除内应力。,2.,规格,钢绞线按应力松弛性能分为两级：,级松弛（代号,）、,级松弛（代号,）。公称直径有,9.0,、,12.0,、,15.0mm,三种规格。,3.,特点及应用,钢绞线与其他配筋材料相比，具有强度高、柔性好、质量稳定、成盘供应不需接头等优点。,适用于作大型建筑、公路或铁路桥梁、吊车梁等大跨度预应力混凝土构件的预应力钢筋，广泛地应用于大跨度、重荷载的结构工程中。,本章小结,钢材是建筑工程中常用的建筑材料之一。建筑钢材主要包括各种型钢、钢筋、钢丝和钢绞线等；,建筑钢材的主要性能包括力学性能、工艺性能和耐久性三个方面；,建筑钢材所用的钢种包括碳素结构钢（非合金钢）、低合金高强度结构钢。,建筑工程中常用的钢筋，其力学性能、工艺性能、化学成分等必须符合相应标准的规定。,钢丝和钢绞线具有强度高、变形较小等特点，主要用作普通预应力混凝土结构及大跨度预应力结构的预应力筋。,