第2章建筑金属材料.ppt

建筑材料第二章? 金属材料 本章学习目标 1）了解建筑钢材的微观结构及其性质的关系 2）熟练掌握建筑钢材的力学性能（强度，弹塑性变形，耐疲劳性）的意义，测定方法及影响因素。 3）熟悉建筑钢材的强化机理及强化方法。 4）掌握土木工程中常用的建筑钢材的分类及其选用原则。 建筑是人类文明进程的缩影。它浓缩了人类的驾驭能力，沉淀着世界文化的根基，更凝结着艺术家智慧的结晶。钢结构建筑在建筑史上具有特殊的优势，在欧美已经有几十年的历史，凭借其良好的抗震性、灵活的空间划分、节能环保等优点在建筑业迅速壮大。在此，我们来了解世界各地的著名钢结构建筑，来感受人类建筑史探索与进步的节奏，感悟钢结构建筑史的丰富内涵。 巴黎艾菲尔铁塔 建于1889年, 高度320米，原为举办万国博览会而建，是较早应用钢结构的建筑物。艾菲尔铁塔得名于它的设计师：居斯塔夫·艾菲尔。铁塔设计造型独特，是世界建筑史上的技术杰作，成为世界艺术之都巴黎乃至法国的标志性建筑。 纽约帝国大厦 建于1931年，高度381米, 由ｓｈｒｅｖｅ，ｌａｍｂ，ｈａｒｍａｎ建筑事务所设计，总建筑面积为20万平方米。它和自由女神像同为美国财富之都—纽约的标志性建筑，保持世界最高建筑称号达40年之久，每年吸引世界各地500万游客造访。 旧金山金门大桥 建于193７年，由斯特劳斯工程师设计，两桥塔之间的主跨度为1280米，是世界著名悬索桥之一，动用了10多万吨钢材建成，每年通车量达10万之多。桥塔高227米，是世界上最高的桥塔。 悉尼歌剧院 建于1957年，由丹麦建筑师约农设计，耗时１６年才兴建完成的音乐圣地是悉尼人的骄傲，椭圆形钢结构的正门大厅给人以强烈的现代气息，正面看台的主门可同时并排着陆４架波音747飞机。独特的设计造就了世界建筑史上的经典之作。 香港中银大厦 　　建于1990年，高度368米，由著名华裔建筑师贝聿铭先生设计，是中国银行(香港)的总部，贝聿铭先生设计的中银大厦就像一根竹子，寓意高峻挺拔、节节上升，外立面三角几何形状，好像一个个蓝色的水晶叠放在一起，成为香港的标志性建筑。 上海金茂大厦 　　建于1998年，高度420米，总建筑面积为29万平方米，是目前世界第三、中国第一高楼，由美国芝加哥ｓｏｍ建筑事务所设计，荟萃国际领先建筑科技元素而建，代表了上海国际化大都市开放的胸襟和气度，成为中国改革开放、经济腾飞的象征之一。 第一节 钢材的分类 1. 按化学成分分类 （１）碳素钢。碳素钢的化学成分主要是铁，其次是碳，故也称铁一碳合金。其含碳量为0.02％～2.06％。此外尚含有极少量的硅、锰和微量的硫、磷等元素。碳素钢按含碳量又可分为： 低碳钢（含碳量小于0.25％）、 中碳钢（含碳量为0.25％～0.60％） 高碳钢（含碳量大于0.60％） （２）合金钢。是指在炼钢过程中，有意识地加入一种或多种能改善钢材性能的合金元素而制得的钢种。常用合金元素有：硅、锰、钛、钒、铌、铬等。按合金元素总含量的不同，合金钢可分为： 低合金钢（合金元素总含量小于５％） 中合金钢（合金元素总含量为５％～10％） 高合金钢（合金元素总含量大于10％）。 2. 按冶炼时脱氧程度分类 （１）沸腾钢。炼钢时仅加入锰铁进行脱氧，则脱氧不完全。这种钢水浇入锭模时，会有大量的ＣＯ气体从钢水中外逸，引起钢水呈沸腾状，故称沸腾钢，代号为“Ｆ“。沸腾钢组织不够致密，成分不太均匀，硫、磷等杂质偏析较严重，故质量较差。但因其成本低、产量高，故被广泛用于一般建筑工程。 （２）镇静钢。炼钢时采用锰铁、硅铁和铝锭等作脱氧剂，脱氧完全，且同时能起去硫作用。这种钢水铸锭时能平静地充满锭模并冷却凝固，故称镇静钢，代号为“Ｚ”。镇静钢虽成本较高，但其组织致密，成分均匀，性能稳定，故质量好。适用于预应力混凝土等重要的结构工程。 3. 按有害杂质含量分类 按钢中有害杂质磷（Ｐ）和硫（S）含量的多少，钢材可分为以下四类：（１）普通钢。磷含量不大于0.045％；硫含量不大于0.050%。（２）优质钢。 磷含量不大于0.035%；硫含量不大于0.035%。（３）高级优质钢。磷含量不大于0.025%；硫含量不大于0.015%。（４）特级优质钢。磷含量不大于0.025%；硫含量不大于0.015%。 第二节 钢材的技术性质 1. 抗拉性能 抗拉性能是建筑钢材最重要的技术性质。其技术指标为由拉力试验测定的屈服点、抗拉强度和伸长率。低碳钢（软钢）受拉的应力一应变图能够较好地解释这些重要的技术指标，见图2－１.低碳钢受拉时的应力一应变图 低碳钢从受拉到拉断，经历了四个阶段： 弹性阶段（OA）、屈服阶段（AB）、强化阶段（BC）和颈缩阶段（CD）。 弹性模量：在弹性阶段，应力和应变的比值为常数称为弹性模量。E=σ/