学习情境六 建筑钢材性能检测与分析选用原则

扬州职业大学道路建筑材料教案学习情境六建筑钢材性能检测与选用原则学习目标：了解建筑钢材的分类；掌握钢材的力学性能、工艺性能以及路桥常用建筑钢材的类型和应用范围；了解钢材中化学成分对钢材性能的影响；了解木材的技术性质及应用。教学内容：钢材的分类，力学性能、类型和应用范围；化学成分对钢材性能的影响；了解木材的技术性质及应用。重点与难点：钢材的力学性能和工艺性能及其在路桥工程中的应用；并介绍钢材分类、化学元素对其技术性能影响及木材的相关知识。附述相关实验实训内容。情境导入：钢材主要用于桥梁工程及建筑工程，钢材轻质高强性优于混凝土，但易锈蚀，长期使用过程中应注意防锈处理。教学单元一建筑钢材性能检测与分析一、钢材的分类（1）钢材按化学成分分类钢材按化学成分可分为碳素钢和合金钢两大类。①碳素钢低碳钢：含碳量小于0.25％；中碳钢：含碳量0.25％～0.6％；高碳钢：含碳量大于0.6％。②合金钢碳素钢中加入一定量的合金元素则称为合金钢。按合金元素的总含量可分为：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②镇静钢③半镇静钢（3）按用途分类结构钢，工具钢，特殊钢按品质进行分类，包括普通钢、优质钢和高级优质钢。二、建筑钢材的技术性质抗拉性能，冲击韧性，耐疲劳性，冷弯性能1、抗拉性能抗拉性能是建筑钢材最重要的力学性能，是表示钢材性能和选用钢材的重要指标①弹性阶段②屈服阶段③强化阶段屈强比④颈缩阶段2、钢材的冲击韧性概念：钢材的冲击韧性是指钢材抵抗冲击荷载的能力影响冲击韧性的因素：化学成分、组织状态，以及冶炼、加工都有关系。例如，钢材中磷、硫含量较高，存在偏析、非金属夹杂物和焊接中形成的微裂纹等都会使冲击韧性显著降低。冲击韧性与温度的关系3、钢材的耐疲劳性概念：受交变荷载反复作用时，钢材在应力远低于其抗拉强度的情况下突然发生破坏的现象，称为疲劳破坏。疲劳极限特点影响因素疲劳破坏原因4、钢材的冷弯性能概念：冷弯性能是指钢材在常温下承受弯曲变形的能力，是反映钢材缺陷的一种重要工艺性能，以试验时试件的弯曲角度和弯心直径为指标表示。钢材的冷弯试验是通过直径(或厚度)为a的试件，采用标准规定的弯心直径d（d=na，n为整数），弯曲到规定的角度时（180°或90°），检查弯曲处有无裂纹、断裂及起层等现象。若没有这些现象则认为冷弯性能合格。冷弯检验的意义补充：1.冷加工强化冷加工的效益2.焊接性能焊接是把两块金属局部加热，并使其接缝部分迅速呈熔融或半熔融状态，而牢固的连接起来。钢材的可焊性是指钢材是否适应用通常的方法与工艺进行焊接的性能。三、建筑钢材在道路桥梁结构工程中的应用与技术要求（一）钢结构用钢材碳素结构钢，低合金高强度结构钢1、碳素结构钢（1）碳素结构钢的牌号（2）碳素结构钢的化学成分要求（3）碳素结构钢的力学性能（二）桥梁用结构钢具备有较高的强度外，良好的塑性、韧性、可焊性及较高的疲劳强度，具有良好的抗腐蚀性1、牌号桥梁用结构钢的牌号由代表屈服强度的汉语拼音字母、屈服强度数值、桥字的汉语拼音字母、质量等级符号等几个部分组成。当要求钢板具有耐候性能或厚度方向性能时，则在上述规定的牌号后分别加上代表耐候的汉语拼音字母“NH”或厚度方向（Z向）性能级别的符号，例如：Q420qDNH或Q420qDZ15.2、技术要求国家标准《桥梁用结构钢》（GB/T714-2008）对桥梁用结构钢的化学成分及力学要求提出了具体的规定3、低合金高强度结构钢特点：强度大大高于碳素结构钢（三）钢筋混凝土结构用钢筋及钢丝主要有热轧光圆钢筋、热轧带肋钢筋、钢丝和钢绞线等1、钢筋混凝土用热轧钢筋光圆钢筋是用碳素结构钢轧制而成，横截面通常为圆形，表面光滑的钢筋。其强度较低，塑性及焊接性能好，伸长率高，便于弯折成型和进行各种冷加工，广泛用于普通钢筋混凝土构件中。2、预应力混凝土用热处理钢筋优点:强度高，锚固性好3、钢筋混凝土用冷轧钢筋4、冷轧带肋钢筋5、冷拔低碳钢丝随堂练习：一、填空题：1、建筑钢材的技术性质有，，，，。2、碳素钢按其含碳量的多少分类，当含碳量小于％为低碳钢，含碳量％为中碳钢，含碳量大于％为高碳钢。二、名词解释：1、钢材的屈服强度：2、钢材的伸长率：三、单选题：1、钢中的含碳量增加，会显著降低纲的（）。(A)抗拉强度(B)屈服强(C)硬度（D）塑性2、对于脆性材料，评定其强度的基本指标是（）。(A)抗拉强度极限(B)抗压强度极限(C)抗弯强度极限(D)抗剪强度极限五、简答题：1、建筑钢材的技术性质包括哪些？钢材的屈服强度、抗拉强度