道路建筑材料（第2版）课件 单元八 建筑钢材.pptx

道路建筑材料;单元八建筑钢材;课程思政元素：

“四个自信”;价值引领：我国是世界产钢大国，离不开前辈的辛勤付出；

学习和弘扬爱党、爱国的高尚情操和敬业精神；

坚定“四个自信”，为祖国的发展贡献青春与力量！;模块一;;;桥梁建筑工程中常用的钢板和钢管;桥梁建筑工程中几种常用的钢筋;建筑钢材在预应力钢结构中的应用;（一）按化学成分分类

1、碳素钢（亦称“碳钢”）

①低碳钢含碳量0.25%

②中碳钢含碳量0.25~0.6%

③高碳钢含碳量0.6%

2、合金钢

①低合金钢合金元素总含量5%

②中合金钢合金元素总含量5~10%

③高合金钢合金元素总含量10%;（二）按品质分类

1、普通碳素钢

含硫量≤0.050%；含磷量≤0.045%。

2、优质碳素钢

含硫量≤0.040%；含磷量≤0.040%。

3、高级优质碳素钢

含硫量≤0.030%；含磷量≤0.035%。高级优质钢的钢号后加“高”字或“A”。;（三）按成形方法分类

1、锻钢；

2、铸钢；

3、热轧钢；

4、冷拉钢。

（四）按用途分

1、结构钢；

2、工具钢；

3、特殊钢；

4、专业用钢。;（五）按冶炼时脱氧程度分

1、按脱氧程度分类

①沸腾钢(F)：是脱氧不完全的钢；

②镇静钢(Z)：是脱氧充分的钢；

③半镇静钢(b)：其脱氧程度和质量介于上述两者之间。

④特殊镇静钢(TZ)：比镇静钢脱氧程度还要充分彻底，其质量最好

2、按炉种分类

①平炉钢；②转炉钢；③电炉钢;工程实例8-1

某厂的钢结构屋架是用中碳钢焊接而成的，使用一段时间后，屋架坍塌。

〔原因分析〕

首先是因为钢材的选用不当，中碳钢的塑性和韧性比低碳钢差；且其焊接性能较差，焊接时钢材局部温度高，形成了热影响区，其塑性及韧性下降较多，较易产生裂纹。建筑上常用的主要钢种是普通碳素钢中的低碳钢和合金钢中的低合金高强度结构钢。;钢是含碳量在0.04%～2.3%之间的铁碳合金。钢中除铁、碳外，还有硅、锰、硫、磷等。

(1)碳:除铁之外含量最多的元素，是决定钢性能的主要元素。

(2)锰:可减轻硫的有害作用，消除钢的热脆性，改善加工性能。

(3)硅:是一种有益元素，在碳钢中含硅量小于0.35%。

(4)硫:是一种有害元素，易引起钢的热脆性。

(5)磷:是一种有害元素，易引起钢的冷脆性。含磷量一般不超过0.085%。

(6)氧、氮:是有害元素，会显著降低钢的塑性、韧性、冷弯性能和可焊性。

(7)钛、钒:是炼钢时的强脱氧剂，为有益元素，会改善钢材的组织结构，细化晶粒，提高钢的强度，改善其韧性。;优点：强度高、性能可靠、材质均匀和安全性高，有一定的塑性和韧性，能承受较大的冲击和振动荷载等特点；钢材具有良好的工艺性能，可以采用焊接、铆接和螺栓连接等装配工艺；易于切削加工，可进行冷加工和热处理。

缺点：能耗大、成本高、维修费用高、易锈蚀、耐火性差。

应用：被广泛用于大跨度结构、受动力荷载结构和钢筋混凝土等建筑结构工程中，是现代桥梁(钢桥和钢筋混凝土桥)建设中极其重要的建筑结构材料之一。;锈蚀：钢材表面与周围环境接触，在一定条件下，可发生作用，而使钢材表面腐蚀。

腐蚀后果：造成钢材受力截面减小，表面不平整，产生应力集中，降低承载力、疲劳强度、冲击韧性，从而使钢材脆断。

防护：保护膜法、电化学保护法和合金保护法，但最经济有效的方法是提高混凝土的密实度和碱度，并保证钢筋有足够的保护层厚度。;模块二;低碳钢拉伸变形曲线;1)弹性阶段(ob)：在拉伸的初始阶段，σ-ε曲线(oa段)为一直线，说明应力与应变成正比，即满足胡克定理，此阶段称为线性阶段。线性阶段的最高点称为材料的比例极限(σp)，线性阶段的直线斜率即为材料的弹性模量E，单位为MPa。a点的应力为弹性极限，用σp表示，单位为MPa。;2)屈服阶段(bc)：超过弹性阶段后，开始丧失对变形的抵抗能力，应力几乎不变，只是在某一微小范围内上下波动，而应变却急剧增长，并产生明显的塑性变形，即屈服。屈服强度是确定结构容许应力的主要依据。使材料发生屈服的应力称为屈服应力或屈服极限(σs)。;屈服阶段应力下降达到最低点后又略微上升，然后钢筋的应力呈现小幅度的波动，而变形则呈明显的持续增加，曲线表现为水平波动——初始瞬时效应。;上屈服强度RsH：试样发生屈服而力首次下降前的最高应力。

下屈服强度RsL：在屈服期间，不计初始瞬时效应时的最低应力。;3)强化阶段(ce)：应变随应力的增加而继续增加。e点的应力称为强