第6章： 建筑钢材.ppt

建 筑 钢 材 埃菲尔铁塔是现代巴黎的标志,是一座于1889年建成位于法国巴黎战神广场上的露空结构铁塔，高320米。 埃菲尔铁塔得名于它的设计师桥梁工程师居斯塔夫•埃菲尔。铁塔设计离奇独特，是世界建筑史上的技术杰作，因而成为法国和巴黎的一个重要景点和突出标志。 埃菲尔铁塔分为三层，从塔座到塔顶共有1711级阶梯，分别在离地面57米、115米和276米处建有平台。据说，该塔共用去钢铁7000吨，12000个金属部件，250万只铆钉。 厦门海沧大桥是国家重点项目，是我国第一座特大型三跨连续钢箱梁悬索桥 网 架 结 构 　　网架应用及特点：空间网架结构体系是目前国际上广泛采用的一种新颖、美观、综合经济指标比较好的屋盖承重结构。其优点是刚度大、整体性强、抗震性好、自重轻、节省钢材、且施工周期短、造型美观大方。它适用于体育馆、影剧院、游乐园、会议室、宾馆、加油站、商场、候车室、工业厂室、干煤棚及大型仓库等等。安全性强， 满足各种结构形式。 本章提要 主要内容 建筑钢材的特点、分类及应用 建筑钢材的拉伸性能、冲击韧性及冷弯性能 建筑钢材的冷加工及时效强化 常用建筑钢材的标准及选用 指用于工程建设的各种钢材，包括： 型钢 钢板 钢丝 钢筋 第一节 建 筑 钢 材 第一节 建 筑 钢 材 可用作主要的结构材料、也可以用作连接材料、围护材料和饰面材料等。 优点： 高的抗拉强度 易于加工成板材、型材和线材 良好的焊接和铆接性能 缺点： 易锈蚀、维护费用高 耐火性差 , 生产能耗大 铁 钢 含碳量 大于2％ 2％以下 杂质含量 多 少 （Si Mn S P） 性质 塑性差,脆性大 塑性好,易加工 炼钢的原理——将熔融的生铁进行氧化，使碳的含量降低到一定限度，同时把其它杂质的含量也降低到容许的范围内。 Construction Materials 钢轨、钢管生产工艺示意图 过程 焦炭 铁矿石 生铁 高炉 熔融 生铁 精炼 氧化 还原 钢 铸锭 钢锭 建筑钢材 图 钢材的冶炼过程 一.钢 材 的 分 类 1、按化学成分 常用 一.钢 材 的 分 类 2、按质量分 常用 一.钢 材 的 分 类 建筑工程中使用的结构钢包括普通碳素结构钢、优质碳素结构钢和低合金高强度结构钢。 脱氧程度及钢材质量 钢种 脱氧程度 冷却情况 钢材质量 沸腾钢 不充分 浇筑时有大量 CO 逸出 差 镇静钢 充分 平静冷却，无CO 逸出 组织致密、成分均匀、机械性能好 特殊镇静钢 最充分 最好 二. 建筑钢材的主要技术性质 Construction Materials 1、拉 伸 性 能 Ⅰ弹性阶段 Ⅱ屈服阶段 Ⅲ强化阶段 Ⅳ颈缩阶段 Ⅰ 弹性阶段（OA段） 弹性极限，用p表示。 此阶段应力与应变成正比，其比值为常数，即弹性模量，用E表示， / = E。弹性模量反映了钢材抵抗变形的能力。它是钢材在受力条件下计算结构变形的重要指标。 Ⅱ 屈服阶段（AB段） 应力超过p后，应变增加很快，而应力基本保持不变。这种现象称为屈服。 此时应力与应变不再成比例，试件开始产生塑性变形。－曲线上开始发生屈服的点Ｂ，称为屈服点，这时的应力称为屈服极限，用s表示。 钢材受力达到屈服点后，变形即迅速发展，尽管尚未破坏但已不能满足使用要求。故设计中一般以屈服点作为强度取值的依据。 Ⅲ 强 化 阶 段 当荷载超过屈服点后，因塑性变形使其内部的组织结构得到调整，抵抗变形的能力有所增强，－曲线又开始上升，称为强化阶段。 曲线最高点Ｃ所对应的应力称为抗拉强度，用b表示。常用低碳钢的b为375-500MPa。 屈强比（s/b）——屈强比越小，钢材在受力超过屈服点时的可靠性越大，结构越安全。但如果屈强比过小，则钢材有效利用率太低，造成浪费。常用钢的屈强比为0.6~0.75。 Ⅳ 颈 缩 阶 段 应力超过b后，试件的变形开始集中于某一小段内，使该段的横截面面积显著减小，出现图所示的颈缩现象，－曲线开始下降，直至Ｄ点，试件被拉断。 拉伸过程的性能指标 【例】 钢结构设计中以 作为设计依据。 A.屈服强度 B.抗拉强度 注意：钢材应力超过屈服点以后，虽没有断裂，但会产生较