土木工程材料-建筑钢材.ppt

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1、建筑材料第八章建筑钢材第一节概述什么是建筑钢材？钢材是钢经过冷、热加工而得到的各种定型产品。建筑钢材是指用于钢结构的各种型材（如圆钢、角钢、工字钢等）、钢管、钢板和用于钢筋混凝土的各种钢筋、钢丝等。建筑钢材的特点？强度高；韧性、塑性好；抗冲击，能承受较大的塑性变形，便于冷加工；质量均匀，性能可靠；易锈蚀；高温时易丧失强度。明石海峡大桥——20世纪最长的桥（主跨1990m）韧性好、抗冲击能力强强度高、韧性好西尔斯大厦钢材的缺陷容易腐蚀：措施：表面涂层，电镀，与混凝土复合耐火性差世贸中心钢筋铁骨为何不堪一击?几十吨飞

2、机汽油引起的失火，导致大楼钢结构软化甚至熔化，上层开始倒塌，往下逐层传递，形成“多米诺骨牌效应”，最后导致整座大楼坍塌。双塔巨型的中心区钢柱，与外围钢柱，通过地板横梁以多重锁扣和焊接的方式，紧密相连，形成相对轻盈而又异常坚固的“筒中筒”结构。谁能想象这栋曾被称为世界建筑典范的双塔，却在9/11当天，被飞机在82层和96层撞击后，整栋大楼以近乎完美的垂直方式自我毁灭了呢？大楼轻易地承受了飞机的撞击。撞击口很快变黑，提示中心区有大火。南塔在飞机撞击后56分钟，爆炸而成巨大的粉尘，各种碎片向四周喷射。北塔完完全全地在半空

3、中化为粉末，形成了与火山碎屑流非常相似的尘雾云，并迅速扩张到原来建筑物的数倍之大(四张照片分别为开始倒塌后7，13.3，14.5，22秒)。完美地塌陷在其边界内，没有对周围建筑物产生如何损坏。建筑钢材的用途？建筑工程中作为结构材料用型材作钢结构；用钢筋作钢筋混凝土结构。钢材的分类1.按化学成分分类铁（C>2%）：炼钢生铁；铸造生铁；合金生铁钢（C<2%）碳素钢低碳钢（C<0.25%）中碳钢（0.25～0.6%）高碳钢（C>0.6%）合金钢低合金钢（合金<5%）中合金钢（5～10%）高合金钢（>10%）轻质高强、韧性

4、好东　京　塔——钢材埃菲尔铁塔——铸铁2.按冶炼时脱氧程度分类（１）沸腾钢。（２）镇静钢。（３）半镇静钢。（４）特殊镇静钢。脱氧沸腾钢：碳、磷、硫等成分偏析严重，钢致密程度、焊接性能、低温下的冲击韧性较差。(F)半镇静钢：脱氧程度与性能介于沸腾钢和镇静钢之间。(b)镇静钢：脱氧充分，成分均匀纯净、杂质少、组织致密；冷脆性和时效敏感性较低，疲劳强度和可焊性较好。(Z)特殊镇静钢：脱氧很充分，晶粒细化，质量与性能比镇静钢更好。(TZ)3.按有害杂质含量分类按钢中有害杂质磷（Ｐ）和硫（S）含量的多少，钢材可分为以下四类：

5、（１）普通钢。（２）优质钢。（３）高级优质钢。（４）特级优质钢。4.根据性能及使用特性分类结构钢工具钢特殊性能钢专门用途钢主要建筑钢材建筑上所用的主要是：属于碳素结构钢的低碳钢；属于普通钢的低合金结构钢。钢的冶炼、加工及对钢材性能的影响1.钢的冶炼1.钢的冶炼根据炼钢设备的不同，炼钢方法有转炉、平炉和电炉三种方法：三种主要炼钢方法的特点炉种原料特点生产钢种氧气转炉铁水，废钢可有效除去磷、硫杂质少，碳素钢效率高质量好。低合金钢电炉生铁、废钢产量低、耗电大，杂质少合金钢质量最好，成本高优质碳素钢平炉生铁、废钢

6、时间长，成分稳定碳素钢质量较好、成本较高低合金钢2.钢的加工热轧（压力热加工）冷加工（常温冷拉、冷拔、冷轧）热处理时效自然时效：冷拉后常温下放15~20天人工时效：加热100~200℃，存放一段时间钢的晶体组织金属的晶体结构1、金属材料都是晶体结构，金属原子按几何形状排列，形成体心立方、面心立方和密排六方等三种晶格；2、晶格节点上的金属原子互相以金属键相结合，所有的价电子为自由电子；3、钢材内部结构是由很多晶粒组成的多晶体，各晶粒之间存在晶界。钢中的晶体组织与性能铁素体碳溶于－Fe中的固溶体。－Fe为体心结构，

7、孔隙较小，溶碳量较低，因而具有良好的塑性和韧性，强度与硬度较低。渗碳体铁和碳的化合物Fe3C，含碳量高达6.69％，故性质硬脆，塑性和韧性几乎为零，硬度高。珠光体铁素体与渗碳体的混合物，两者相间存在于同一晶体中，含碳量0.77％，其性质介于二者之间。奥氏体碳溶于－Fe中的固溶体，在7270C以上存在，含碳量0.77％～2.11％，其强度与硬度不高，塑性好，故钢材在高温下热加工。钢材的力学性能及工艺性能一、力学性能1.抗拉性能抗拉性能是建筑钢材最重要的技术性质。技术指标：由拉力试验测定的屈服点、抗拉强度和伸长率。强

8、度指标弹性极限（σe）表示钢材保持弹性变形,不产生塑性变形的最大应力,是弹性零件的设计依据。屈服强度（σs）表示钢材开始发生明显塑性变形的抗力，是钢结构设计的依据。条件屈服强度0.2对于屈服现象不明显的硬钢，则规定以产生残余变形为0.2%时的应力。强度极限(抗拉强度σb)表示金属受拉时所能承受的最大应力。（１）屈服点当对试件的拉伸进入塑性变形的屈服阶段ＢＣ