第六章建筑钢材

1、第六章建筑钢材 2.知识目标知识目标 能熟练说出钢材的分类、钢材的表示方法；能根据现能熟练说出钢材的分类、钢材的表示方法；能根据现行检测标准表述常用钢材的质量标准；能清楚表述进场行检测标准表述常用钢材的质量标准；能清楚表述进场钢材的检验步骤；能熟练说出钢材的外观质量检查要点；钢材的检验步骤；能熟练说出钢材的外观质量检查要点；能清楚表述钢材的现场取样方法。能清楚表述钢材的现场取样方法。 3.素质目标素质目标 通过阅读现行检测标准，培养学生分析问题的能通过阅读现行检测标准，培养学生分析问题的能 力；用企业真实的工作表格训练学生正确填写表格，力；用企业真实的工作表格训练学生正确填写表格，培养学生认真

2、填写表格的习惯。培养学生认真填写表格的习惯。四、学习难点四、学习难点 钢材的现场取样方法。钢材的现场取样方法。三、学习重点三、学习重点 进场钢材的检验步骤、现场取样方法及常用钢材进场钢材的检验步骤、现场取样方法及常用钢材的质量标准。的质量标准。一一 钢的冶炼钢的冶炼电炉电炉 炼钢炼钢二、钢的分类二、钢的分类合金钢合金钢 碳素钢碳素钢按化学成分按化学成分 沸腾钢沸腾钢半镇静钢半镇静钢 镇静钢镇静钢特殊镇静钢特殊镇静钢按脱氧程度按脱氧程度特级优质钢特级优质钢 优质钢优质钢 普通钢普通钢 高级优质钢高级优质钢按有害杂质含量分按有害杂质含量分按用途分按用途分 结构钢结构钢 特殊钢特殊钢 工具钢工具钢三

3、、钢材的加工三、钢材的加工进行进行热轧热轧加加 热热11501300牌号牌号组成组成代表屈服点的字母代表屈服点的字母屈屈 服服 点点 名名 称称质质 量量 等等 级级 符符 号号脱脱 氧氧 程程 度度 符符 号号四、碳素结构钢四、碳素结构钢分类分类高级优高级优质钢质钢特级优特级优质钢质钢五、优质碳素结构钢五、优质碳素结构钢六、低合金高强度结构钢六、低合金高强度结构钢牌号组成牌号组成屈服点屈服点字母字母Q屈服点屈服点数值数值质量质量等级等级一、热轧钢筋一、热轧钢筋 热轧光圆钢筋热轧光圆钢筋 热轧带肋钢筋热轧带肋钢筋 特点特点强度高塑性好强度高塑性好 提高构件整体质量提高构件整体质量 握裹力强握裹

4、力强节约钢材降低本钱节约钢材降低本钱二、冷轧带肋钢二、冷轧带肋钢冷轧带肋钢筋冷轧带肋钢筋三、热处理钢筋三、热处理钢筋四、预应力混凝土用钢丝和钢绞线四、预应力混凝土用钢丝和钢绞线螺旋肋钢丝外形示意图螺旋肋钢丝外形示意图五、型钢五、型钢 型钢是长度和截面周长之比相当大的直条钢材型钢是长度和截面周长之比相当大的直条钢材的统称。的统称。 六、钢板六、钢板钢板是宽厚比很大的矩形板。钢板是宽厚比很大的矩形板。 七、钢管七、钢管 按工艺分按工艺分 冷轧冷轧 热轧热轧1.无缝钢管无缝钢管2.焊接钢管焊接钢管钢筋的检验主要包括以下四个方面。钢筋的检验主要包括以下四个方面。外观检验外观检验质量检查质量检查机械性能

5、和机械性能和化学成分检化学成分检验收批和验的验收批和验的判定判定外观检验外观检验查对标志查对标志外表质量外表质量尺寸，外形尺寸，外形质量检查质量检查 试样数量不少于试样数量不少于10根，试样总厂度不小于根，试样总厂度不小于60m 重量偏差重量偏差=试样实际重量试样实际重量-试样总长度理论重量试样总长度理论重量试样总长度理论重量试样总长度理论重量100%机械性能检测机械性能检测钢材弯钢材弯曲试验曲试验 钢材拉钢材拉伸试验伸试验 钢筋检验以不大于钢筋检验以不大于60t为一批，每批钢为一批，每批钢筋中任意抽出两根，每根钢筋截取一套试筋中任意抽出两根，每根钢筋截取一套试件，每套试件为两根，每套试件为两

6、根。件，每套试件为两根，每套试件为两根。其中一根其中一根 做拉伸试验测定其屈服点、抗做拉伸试验测定其屈服点、抗拉强度和伸长率；另外做冷弯试验。拉强度和伸长率；另外做冷弯试验。二、钢板、型钢和钢管的检验二、钢板、型钢和钢管的检验一进场核验一进场核验 二抽样检验二抽样检验一、学习型工作任务一、学习型工作任务查阅相关检测标准，使用相关的试验仪器，通过查阅相关检测标准，使用相关的试验仪器，通过学生小组的分工协作，按试验步骤进行操作试验学生小组的分工协作，按试验步骤进行操作试验完成钢筋拉伸性能与弯曲性能检测任务，并填写完成钢筋拉伸性能与弯曲性能检测任务，并填写相应的试验记录。相应的试验记录。任务二任务二

7、 钢筋的性能检测钢筋的性能检测二、教学目标二、教学目标1能力目标能力目标能够根本说出钢材的技术要求；会查阅相关检测能够根本说出钢材的技术要求；会查阅相关检测标准，能根据检测标准写出试验用仪器和试验步标准，能根据检测标准写出试验用仪器和试验步骤；能熟练操作仪器；会根据试验步骤进行试验骤；能熟练操作仪器；会根据试验步骤进行试验 2知识目标知识目标熟练掌握钢筋拉伸性能、弯曲性能检测的方法，熟练掌握钢筋拉伸性能、弯曲性能检测的方法，能够说出相关的仪器设备名称及操作方法，掌能够说出相关的仪器设备名称及操作方法，掌握钢筋的拉伸性能、冷弯性能指标。握钢筋的拉伸性能、冷弯性能指标。3素质目标素质目标通过阅读检

8、测标准，培养学生分析问题的能力；通过阅读检测标准，培养学生分析问题的能力；通过试验操作，锻炼学生团队的合作能力以及通过试验操作，锻炼学生团队的合作能力以及动手操作和解决问题的能力。动手操作和解决问题的能力。会填写试验原始记录；能对检测数据进行处理。会填写试验原始记录；能对检测数据进行处理。三、学习重点三、学习重点钢材的拉伸性能、冷弯性能指标及其检测方法。钢材的拉伸性能、冷弯性能指标及其检测方法。四、学习难点四、学习难点钢材拉伸性能及冷弯性能的检测方法；钢材拉伸性能及冷弯性能的检测方法；对于各性能的理解和相应指标的计算。对于各性能的理解和相应指标的计算。五、学习内容五、学习内容1.钢筋的力学性能

9、钢筋的力学性能2.钢筋的工艺性能钢筋的工艺性能3.钢筋的化学性能钢筋的化学性能 建筑钢材的技术性能建筑钢材的技术性能力学性能力学性能工艺性能工艺性能化学性能化学性能抗拉性能抗拉性能冲击韧性冲击韧性疲劳强度疲劳强度硬硬 度度冷弯性能冷弯性能一、钢材的拉伸性能一、钢材的拉伸性能L0F1F1F2F2F3F3d0L0=5d0或10d0L1L21. 1.应力应力 2.2.应变应变3.3.弹性与弹性变形弹性与弹性变形4.4.塑性与塑性变形塑性与塑性变形AFAN0001LLLLLFFALL0L1建筑钢材的抗拉性能建筑钢材的抗拉性能低碳钢的受拉过程分为四个阶段低碳钢的受拉过程分为四个阶段0LLOAF弹性阶段弹

10、性阶段OAOA屈服阶段屈服阶段ABAB强化阶段强化阶段BCBC颈缩阶段CDABCD低碳钢受拉的应力应变图低碳钢受拉的应力应变图 一条通过原点一条通过原点的直线，应力与应变成正比。的直线，应力与应变成正比。 弹性弹性弹性模量弹性模量 E E值的大小反映了钢材抵抗值的大小反映了钢材抵抗弹性变形的能力。弹性变形的能力。 A点对应点对应的应力。的应力。tgE:p0LLOAFA低碳钢受拉的应力应变图低碳钢受拉的应力应变图p E1 E2l图形的特点图形的特点：l 试件的特点：试件的特点：l计算的指标：计算的指标：ABCD弹性极限弹性极限一、弹性阶段一、弹性阶段OA二、屈服阶段二、屈服阶段AB 一条波动的曲

11、一条波动的曲线，应力增加很小，而应变增加线，应力增加很小，而应变增加很大。很大。 所能承受的拉所能承受的拉力增加很小，而塑性变形迅速力增加很小，而塑性变形迅速增加，似乎钢材不能承受外力增加，似乎钢材不能承受外力 屈服强度也叫屈服点屈服强度也叫屈服点 点对应的应力。点对应的应力。l图形的特点：图形的特点：l试件的特点：试件的特点：l计算的指标：计算的指标：:s下BAFss屈服。屈服。OAFA低碳钢受拉的应力应变图低碳钢受拉的应力应变图pACDBB上上B下下s三、强化阶段BC 一段上升的曲线。一段上升的曲线。抵抗塑性变形的能力又重新抵抗塑性变形的能力又重新提高提高抗拉强度抗拉强度 l图形的特点：图

12、形的特点：l试件的特点：试件的特点：l计算的指标：计算的指标：0LLOAFA低碳钢受拉的应力应变图低碳钢受拉的应力应变图pACDBB上上B下下s:bAFbbbC点对应的应力。点对应的应力。强化。强化。 一段下降的曲线。变形迅速开展，在有杂质或缺陷处，断面急剧缩小 直到断裂。伸长率： l图形的特点：图形的特点：l试件的特点：试件的特点：l计算的指标：计算的指标：AF0LLOApACDBB上上B下下sb%100001LLLL1L0颈缩颈缩四、颈缩阶段四、颈缩阶段CD三个重要的指标三个重要的指标1.屈服强度屈服强度s 结构设计中钢材强度取值的结构设计中钢材强度取值的依据依据2.抗拉强度抗拉强度b 钢

13、材所能承受的最大应力钢材所能承受的最大应力 屈强比屈强比 屈强比，利用率屈强比，利用率 ，平安可，平安可靠程度靠程度3.伸长率伸长率 衡量钢材塑性的指标，越衡量钢材塑性的指标，越大说明钢材的塑性越好大说明钢材的塑性越好 bsbsAF0LLOApACDBB上上B下下sbsbbs%100001LLL4 4断面收缩率断面收缩率L10AAnd0L0L0=5d0或10d0A A0 0、 A An n前后的截面积前后的截面积55与与1010谁大谁大2 . 0中碳钢、高碳钢的应力应变图中碳钢、高碳钢的应力应变图l规定：产生剩余变规定：产生剩余变l形为原始标距的形为原始标距的0.2%0.2%l时所对应的应力值

14、，时所对应的应力值，l作为硬钢的屈服强度，作为硬钢的屈服强度，l称为条件屈服强度，称为条件屈服强度，l用用0.20.2表示。表示。1拉伸实验步骤拉伸实验步骤 2.标记试样原始标记（标记试样原始标记（L0)3.测定上屈服强度（测定上屈服强度（ReH）和下屈服强度（）和下屈服强度（ReL）1.测定试样原始横截面（测定试样原始横截面（S0）4.测定断后伸长率（测定断后伸长率（A）和断后总伸长率（）和断后总伸长率（At） 5.测定抗拉强度（测定抗拉强度（ Rm）(二二)、冲击韧性、冲击韧性 钢材抵抗冲击荷载的能力。钢材抵抗冲击荷载的能力。 定义定义试件试件钢的化学成分钢的化学成分; ;例：例：S S、

15、PP冲击韧性冲击韧性冶炼及轧制质量冶炼及轧制质量质量质量冲击韧性冲击韧性温度温度温度温度，冲击韧性，冲击韧性 ak影响冲击韧性的因素影响冲击韧性的因素 三疲劳强度钢材在交变荷载反复多次作用下，可在最大应变力钢材在交变荷载反复多次作用下，可在最大应变力远低于屈服强度的情况下突然破坏，这种破坏称为远低于屈服强度的情况下突然破坏，这种破坏称为疲劳破坏疲劳破坏 定义定义 一般将承受变荷载达一般将承受变荷载达107周次时不周次时不 发发生破环的最大应力，定义为疲劳生破环的最大应力，定义为疲劳 强度。强度。定义定义四四 硬度硬度定义定义 硬度是指钢材抵抗外硬度是指钢材抵抗外 物压入表面产生塑性物压入表面产

16、生塑性 变形的能力。变形的能力。一一 冷弯性能冷弯性能二二 工艺性能工艺性能二钢筋弯曲的检测步骤如下二钢筋弯曲的检测步骤如下冷弯性能是指常温下对钢材试件按规定进行弯曲冷弯性能是指常温下对钢材试件按规定进行弯曲90o或或180o，钢材承受弯曲变形的能力。，钢材承受弯曲变形的能力。 试样在力作用下弯曲至两臂相距规定距离且相互平行试样在力作用下弯曲至两臂相距规定距离且相互平行试样在力作用下弯曲至两臂直接接触试样在力作用下弯曲至两臂直接接触测定室温测定室温1035。室温要求严格的实验室温是。室温要求严格的实验室温是1828。依据给定条件进行弯曲，在作用力下弯曲程度分为依据给定条件进行弯曲，在作用力下弯

17、曲程度分为弯曲试验时应缓慢平稳地方施加试验力。弯曲试验时应缓慢平稳地方施加试验力。三焊接性能三焊接性能定义定义 钢的焊接性能是指在一定焊接工艺条件下，在焊钢的焊接性能是指在一定焊接工艺条件下，在焊接及附近过热区不产生裂缝及硬脆倾向，焊缝处接及附近过热区不产生裂缝及硬脆倾向，焊缝处钢材的力学性能，尤其是强度不得低于原有钢材钢材的力学性能，尤其是强度不得低于原有钢材 化学成分化学成分有益因素有益因素猛猛硅硅化学成分化学成分有害因素有害因素硫硫磷磷氧、氮、氢氧、氮、氢钢材的冷加工及时效钢材的冷加工及时效钢筋的冷加工方式钢筋的冷加工方式冷拉冷拉 冷拔冷拔冷轧冷轧钢筋经冷拉时效后应力钢筋经冷拉时效后应力

18、- -应变图的变化应变图的变化 一、学习型工作任务一、学习型工作任务查阅相关检测标准，对试验数据进行判定，整理查阅相关检测标准，对试验数据进行判定，整理完成试验报告，得出试验结论。完成试验报告，得出试验结论。 二、教学目标二、教学目标1能力目标能力目标能对钢材合格与否做出正确判定；会填写和审阅能对钢材合格与否做出正确判定；会填写和审阅试验报告。试验报告。任务三任务三 钢筋的合格判定钢筋的合格判定2知识目标知识目标能陈述钢材的质量标准，能对数据修约和计算，能陈述钢材的质量标准，能对数据修约和计算，能熟练说出试验报告的根本内容，会根据试验报能熟练说出试验报告的根本内容，会根据试验报告对数据进行判定告对数据进行判定 。3素质目标素质目标通过阅读检测标准，培养学生分析问题的