第六章建筑钢材

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三、学习重点
钢材的拉伸性能、冷弯性能指标及其检测方法。
四、学习难点
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。
五、学习内容
1.钢筋的力学性能
2.钢筋的工艺性能 3.钢筋的化学性能
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抗拉性能
冲击韧性
建
力学性能
筑
疲劳强度
钢
材
的
工艺性能
硬度
技 术
冷弯性能
性
能
化学性能
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（二）钢筋弯曲的检测步骤如下
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①测定室温10～35℃。室温要求严格的实验室温是 18～28℃。
②依据给定条件进行弯曲，在作用力下弯曲程度分为 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 ③弯曲试验时应缓慢平稳地方施加试验力。
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（三）焊接性能
定 义
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 缝处钢材的力学性能，尤其是强度不得低于原 有钢材
热轧光圆钢筋
特点
强度高塑性好 握裹力强 节约钢材降低成本 提高构件整体质量
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冷轧带肋钢筋
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三、热处理钢筋 四、预应力混凝土用钢丝和钢绞线
螺旋肋钢丝外形示意图
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五、型钢
型钢是长度和截面周长之比相当大的直条 钢材的统称。
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六、钢板
钢板是宽厚比很大的矩形板。
L1
36
中碳钢、高碳钢的应力－应变图
规定：产生残余变
形为原始标距的0.2%
时所对应的应力值， 0.2 作为硬钢的屈服强度，
称为条件屈服强度，
用σ0.2表示。
1
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1.测定试样原始横截面（S0）
拉
伸
2.标记试样原始标记（L0)
实
验 步
3.测定上屈服强度（ReH）和下屈服强度（ReL）
骤
4.测定断后伸长率（A）和断后总伸长率（At）
项目一 钢筋检测
任务1 钢筋的进场检验与取样
任务2 钢筋的性能检测 任务3 钢筋的合格判定
1
任务一 钢筋的进场检验与取样
一、学习型工作任务
使用现行检测规范，完成对进场钢材的分类存放、 外观质量检测、现场取样及试验的委托。
二、教学目标
1.能力目标 会对进场钢材分类存放及正确编号；能通过阅读现 行检测标准表述常用钢材的质量标准；能对进场钢 材外观质量检查及合格判定；能对常用钢材取样， 会填写取样记录表，会对样品正确存放；根据真实 的工作任务，会填写试验委托单。
2
2.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；能清楚表述钢材的现场取 样方法。
3.素质目标 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，培养学生认真填写表格的习惯。
B
C D
颈缩阶段CD
O
L L0
低碳钢受拉的应力－应变图 30
一、弹性阶段OA
图形的特点： 一条通过原点
的直线，应力与应变成正比。
试件的特点： 弹性
计算的指标：
弹性模量 Et g
E值的大小反映了钢材抵抗
弹性变形的能力。
弹性极限
A点对应
的应力。
p:
F A
AB
C D
p
α
O
L L0
低碳钢受拉的应力－应变图
试件的特点：
变形迅速发展，在有杂质或 缺陷处，断面急剧缩小——
颈缩 直到断裂。
计算的指标： 伸长率δ：
L1 L0 10% 0
L0
F A
b s p
B上 A B下 B
α
O
C D
L L0
L1
L0
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F A
三个重要的指标
1.屈服强度σs
结构设计中钢材强度取值的依据
2.抗拉强度σb
钢材所能承受的最大应力
α
O 低碳钢受拉的应力－应变图
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三、强化阶段BC
F A
图形的特点：
C
一段上升的曲线。
B上
D
试件的特点：
抵抗塑性变形的能力又重新
提高—— 强化。
b s p
B A B下
计算的指标：
抗拉强度
α
b :C点对应的应力。
O
L L0
低碳钢受拉的应力－应变图
b
Fb A
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四、颈缩阶段CD 图形的特点： 一段下降的曲线。
E1 ＞ E2
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二、屈服阶段AB
图形的特点： 一条波动的曲 线，应力增加很小，而应变增加 很大。
试件的特点： 所能承受的拉 力增加很小，而塑性变形迅速 增加，似乎钢材不能承受外力
——屈服。
计算的指标：
屈服强度（也叫屈服点） s :
B下 点对应的应力。
s
Fs A
F A
B上 B
A B下
C D
s p
任务二 钢筋的性能检测
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 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 相应的试验记录。
二、教学目标
1．能力目标 能够基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 骤；能熟练操作仪器；会根据试验步骤进行试验
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会填写试验原始记录；能对检测数据进行处理。
2．知识目标 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 握钢筋的拉伸性能、冷弯性能指标。
3．素质目标 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 动手操作和解决问题的能力。
一、钢材的拉伸性能
d0
L0
L0=5d0或10d0
F1
F1
ΔL1
F2
F2
ΔL2
F3
F3
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建筑钢材的抗拉性能
1.应力 2.应变
NF
AA
L0
L1 L0 L
L0
L0
F
3.弹性与弹性变形
L1
4.塑性与塑性变形
A F
ΔL
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低碳钢的受拉过程分为四个阶段
F A
弹性阶段OA
屈服阶段AB 强化阶段BC
A
3
三、学习重点
进场钢材的检验步骤、现场取样方法及常用钢 材的质量标准。
四、学习难点
钢材的现场取样方法。
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一 钢的冶炼
平炉 炼钢
转炉 炼钢
电炉 炼钢
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二、钢的分类
按化学成分
按脱氧程度
碳素钢
合金钢 沸腾钢 半镇静钢 镇静钢 特殊镇静钢
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按有害杂质含量分 按用途分
普通钢 优质钢 高级优质钢 特级优质钢 结构钢 特殊钢 工具钢
5.测定抗拉强度（ Rm）
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(二)、冲击韧性
定义 钢材抵抗冲击荷载的能力。
试件
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影响冲击韧性的因素
ak
钢的化学成分; 例：S、P↑冲击韧性↓
冶炼及轧制质量 质量↑冲击韧性↑
温度 温度↓，冲击韧性↓
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（三）疲劳强度
定义
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 疲劳破坏
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三 、影响钢材性能的因素
化学成分 有益因素
碳
猛
硅
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化学成分 有害因素
硫
磷
氧、氮、氢
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钢材的冷加工及时效 钢筋的冷加工方式
冷拉
冷拔
冷轧
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钢筋经冷拉时效后应力-应变图的变化
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任务三 钢筋的合格判定
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 完成试验报告，得出试验结论。
二、教学目标
1．能力目标 能对钢材合格与否做出正确判定；会填写和审阅 试验报告。
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2．知识目标 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基本内容，会根据试验报 告对数据进行判定 。
3．素质目标
通过阅读检测标准，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， 培养学生认真填写表格的习惯；通过填写实训 报告，培养学生工程文档撰写能力。
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三、学习重点
检测钢材合格与否的标准。
四、学习难点
对数据的修约、判定。
五、学习内容 1.伸长率的结果评定 2.钢筋弯曲检测
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伸长率的结果评定
（1）试验出现下列情况之一者，实验结果无效。
①试样断在机械刻划的标记上或 标距之外，造成断后伸长率小于 规定最小值。 ②试验记录有误或设备发生故障 影响实验结果。
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三、钢材的加工
将 钢 锭
热轧 钢材
进行 热轧
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四、碳素结构钢
牌号组 成
代 表 屈
屈 服
质 量
服 点
点
等 级
的
名
符
字 母
称
号
脱 氧 程 度 符 号
9
五、优质碳素结构钢
分类
优质钢
高级优 质钢
特级优 质钢
10
六、低合金高强度结构钢
牌号组成
屈服点 字母Q
屈服点 数值
质量 等级
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一、热轧钢筋
按表面 形状分
机械性能检测
钢材拉 伸试验
钢材弯 曲试验