【學(xué)習(xí)課件】第七章鋼材的抗拉性能

1、第八章 建筑鋼材掌握：建筑鋼材的主要性能。 熟悉：建筑鋼材的常用鋼種及應(yīng)用。 了解：鋼筋混凝土用鋼材的品種及應(yīng)用。 本章教學(xué)目標(biāo)本 章 內(nèi) 容第一節(jié) 概述第二節(jié) 建筑鋼材的主要技術(shù)性能第三節(jié) 建筑鋼材的常用鋼種第四節(jié) 鋼筋混凝土用鋼材第一節(jié)鋼的冶煉和分類(lèi)一、建筑鋼材的類(lèi)型建筑鋼材 前言型材板材線材管材結(jié)構(gòu)用的角鋼I字鋼（基礎(chǔ)支撐）槽鋼方鋼吊車(chē)軌鋼板樁薄板厚板鋼筋鋼絲鋼絞線供水、供氣（汽）管線等。二、建筑鋼材的應(yīng)用建筑鋼材 前言重型工業(yè)廠的屋架、吊車(chē)梁；大跨度房屋結(jié)構(gòu)；大跨度橋梁；多層、高層房屋的梁架；移動(dòng)式結(jié)構(gòu)；輕型結(jié)構(gòu)；在抗震要求比較高的地方。三、建筑鋼材的特點(diǎn)建筑鋼材 前言?xún)?yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)承載力高

2、而重量較輕；材質(zhì)均勻、致密，可靠性高；鋼材的塑性和韌性好；加工性能好，便于安裝；耐熱性較好。易銹蝕；耐火性差；能耗大、成本高；特點(diǎn)建筑鋼材 鋼的生產(chǎn)與分類(lèi)四、鋼的生產(chǎn)鋼的生產(chǎn)鋼的鑄錠鋼的壓力加工鋼的生產(chǎn)過(guò)程鋼的生產(chǎn)方法鑄錠脫氧處理化學(xué)偏析熱加工冷加工氧氣轉(zhuǎn)爐法空氣轉(zhuǎn)爐法平爐煉鋼法電爐煉鋼法煉鋼生鐵+氧生鐵礦生鐵FeO、Fe2O3鋼Fe2O3高爐中高溫、加C（燃料）、石灰石等溶劑Fe，含C、S、P等有害元素，硬而脆、塑性差、抗拉強(qiáng)度差。C+O2 CO2S+O2 SO2P+O2 P2O5加氧脫氧C、S、P等元素含量減少，技術(shù)性能及質(zhì)量比生鐵好的多。鋼的生產(chǎn)過(guò)程示意圖返回比重較大，生成礦渣加 Mn、

3、Si建筑鋼材 鋼的生產(chǎn)與分類(lèi)五、鋼的分類(lèi)按化學(xué)成分按脫氧程度按有害物質(zhì)含量按冶煉方法按用途碳素鋼合金鋼低碳鋼中碳鋼高碳鋼低合金鋼中合金鋼高合金鋼沸騰鋼F一般工程鎮(zhèn)靜鋼Z預(yù)應(yīng)力砼半鎮(zhèn)靜鋼B特殊鎮(zhèn)靜鋼TZ特別重要工程普通鋼優(yōu)質(zhì)鋼高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼平爐、轉(zhuǎn)爐、電爐結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、特殊鋼0.02%C2.06Fe C S Pf 塑性韌性塑性韌性二 鋼的分類(lèi)(1)沸騰鋼(2)鎮(zhèn)靜鋼(3)半鎮(zhèn)靜鋼根據(jù)脫氧程度分為：名稱(chēng)脫氧程度質(zhì)量沸騰鋼不完全組織不夠致密，氣泡多，化學(xué)偏析大，成分不均勻，質(zhì)量較差，成本較低鎮(zhèn)靜鋼充分組織致密，成分均勻，機(jī)械性能好，質(zhì)量較好，成本較高半鎮(zhèn)靜鋼均介于上二者之間第二節(jié)建筑鋼材的主

4、要技術(shù)性能鋼的主要技術(shù)性能力學(xué)性能加工工藝性能抗拉性能沖擊韌性耐疲勞性硬度冷彎性能冷加工性能時(shí)效強(qiáng)化焊接性能 建筑鋼材的技術(shù)性能力學(xué)性能工藝性能化學(xué)性能抗拉性能沖擊韌性疲勞強(qiáng)度硬 度冷彎性能1.應(yīng)力 2.應(yīng)變3.彈性與彈性變形4.塑性與塑性變形FFALL0L1建筑鋼材的抗拉性能一、鋼材的拉伸性能鋼材的拉伸演示過(guò)程以低碳鋼為例L0F1F1F2F2F3F3d0L0=5d0或10d0L1L2低碳鋼的受拉過(guò)程分為四個(gè)階段建筑鋼材的抗拉性能O彈性階段OA屈服階段AB強(qiáng)化階段BC頸縮階段CDABCD低碳鋼受拉的應(yīng)力應(yīng)變圖編輯ppt建筑鋼材的抗拉性能一、彈性階段OA 一條通過(guò)原點(diǎn)的直線，應(yīng)力與應(yīng)變成正比。

5、彈性彈性模量 E值的大小反映了鋼材抵抗彈性變形的能力。 A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力。OA低碳鋼受拉的應(yīng)力應(yīng)變圖 E1 E2圖形的特點(diǎn)： 試件的特點(diǎn)：計(jì)算的指標(biāo)：ABCD彈性極限編輯ppt建筑鋼材的抗拉性能二、屈服階段AB 一條波動(dòng)的曲線，應(yīng)力增加很小，而應(yīng)變?cè)黾雍艽蟆?所能承受的拉力增加很小，而塑性變形迅速增加，似乎鋼材不能承受外力 屈服強(qiáng)度（也叫屈服點(diǎn)） 點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力。圖形的特點(diǎn)：試件的特點(diǎn)：計(jì)算的指標(biāo)：OA低碳鋼受拉的應(yīng)力應(yīng)變圖ACDBB上B下屈服。編輯ppt三、強(qiáng)化階段BC 一段上升的曲線。抵抗塑性變形的能力又重新提高抗拉強(qiáng)度 圖形的特點(diǎn)：試件的特點(diǎn)：計(jì)算的指標(biāo)：OA低碳鋼受拉的應(yīng)力應(yīng)變圖ACDBB

6、上B下C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力。建筑鋼材的抗拉性能強(qiáng)化。編輯ppt四、頸縮階段CD 一段下降的曲線。變形迅速發(fā)展，在有雜質(zhì)或缺陷處，斷面急劇縮小 ，直到斷裂。伸長(zhǎng)率： 圖形的特點(diǎn)：試件的特點(diǎn)：計(jì)算的指標(biāo)：OAACDBB上B下L1L0建筑鋼材的抗拉性能計(jì)算的指標(biāo)：頸縮編輯ppt三個(gè)重要的指標(biāo)1.屈服強(qiáng)度s 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中鋼材強(qiáng)度取值的依據(jù)2.抗拉強(qiáng)度b 鋼材所能承受的最大應(yīng)力 屈強(qiáng)比 屈強(qiáng)比，利用率 ，安全可靠程度3.伸長(zhǎng)率 衡量鋼材塑性的指標(biāo)，越大說(shuō)明鋼材的塑性越好 OAACDBB上B下編輯ppt4斷面收縮率L1d0L0L0=5d0或10d0A0、 An前后的截面積5與10誰(shuí)大中碳鋼、高碳鋼的應(yīng)力應(yīng)變圖規(guī)定

7、：產(chǎn)生殘余變形為原始標(biāo)距的0.2%時(shí)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值，作為硬鋼的屈服強(qiáng)度，稱(chēng)為條件屈服強(qiáng)度，用0.2表示。0.2%硬鋼的屈服點(diǎn)0.2編輯ppt二、沖擊韌性 鋼材抵抗沖擊荷載的能力。 定義試件討論與分析計(jì)算式測(cè)試方法演示ak沖擊韌性。鋼的化學(xué)成分;例：S、P沖擊韌性冶煉及軋制質(zhì)量質(zhì)量沖擊韌性溫度溫度，沖擊韌性 ak影響沖擊韌性的因素 三、疲勞強(qiáng)度受交變荷載反復(fù)作用，鋼材在應(yīng)力低于其屈服強(qiáng)度的情況下突然發(fā)生脆性斷裂破壞的現(xiàn)象,稱(chēng)為疲勞破壞。鋼材的疲勞破壞一般是由拉應(yīng)力引起的，首先在局部開(kāi)始形成細(xì)小斷裂，隨后由于微裂紋尖端的應(yīng)力集中而使其逐漸擴(kuò)大，直至突然發(fā)生瞬時(shí)疲勞斷裂。疲勞破壞是在低應(yīng)力狀態(tài)下突然

8、發(fā)生的，所以危害極大，往往造成災(zāi)難性的事故。 鋼材疲勞曲線示意圖四、鋼材的硬度硬度是指鋼材抵抗硬物體壓入鋼材的表面的能力。方法：布氏法、洛氏法和維氏法，常用方法是布氏法和洛氏法。定義測(cè)定方法演示討論與分析材料的硬度往往與材料的其它性能有一定的相關(guān)系，如：鋼材的HB值與抗拉強(qiáng)度之間有較好的相關(guān)關(guān)系。五、鋼材的冷彎性能 指鋼材在常溫下承受彎曲變形的能力， 試件被 彎曲角度、彎心直徑與厚度的比值d/a 定義指標(biāo)試驗(yàn)演示彎曲角度 d/a ，表示對(duì)冷彎性能要求越高。結(jié)論鋼材的冷彎 鋼材的冷加工方式有冷拉、冷拔和冷軋。六 鋼材的冷加工(一) 鋼材的冷加工及時(shí)效冷加工強(qiáng)化處理是指常溫下對(duì)鋼材進(jìn)行冷拉、冷拔或

9、冷軋，使其產(chǎn)生塑性變形并提高屈服點(diǎn)。1、冷拉：常溫下對(duì)鋼材進(jìn)行拉長(zhǎng)，這時(shí)屈服點(diǎn)提高了，長(zhǎng)度增加了，抗拉強(qiáng)度基本不變，塑性和韌性有所下降。時(shí)效：冷拉的鋼筋，常溫下存放一定時(shí)間。時(shí)效處理：一般常溫下存放1520天，用于級(jí)鋼筋（自然時(shí)效）；加熱100200并保持一定時(shí)間（2h），用于、級(jí) 鋼筋（人工時(shí)效）冷拉：屈服強(qiáng)度提高、 抗拉強(qiáng)度不變、 延伸率降低。時(shí)效：屈服強(qiáng)度進(jìn)一步提高、 抗拉強(qiáng)度提高、 延伸率進(jìn)一步降低。鋼筋冷拉后屈服強(qiáng)度可提高15%-20%，冷拔后屈服強(qiáng)度可提高40%-60%。鋼筋經(jīng)冷拉時(shí)效后應(yīng)力-應(yīng)變圖的變化 2、冷拔：將鋼筋通過(guò)比原來(lái)直徑小的拔絲摸拔出，鋼筋受擠壓后更密實(shí)、均勻。效果

10、：屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度提高； 塑性、韌性下降 ，脆性升高。 在常受沖擊荷載作用、低溫的環(huán)境中，不宜采用冷拔鋼筋。（四）鋼的熱處理熱處理：按照一定規(guī)則加熱、保溫和冷卻，以改變鋼材組織，從而獲得需要的性能的一種工藝過(guò)程。常用的方法有：淬火、回火、退火和正火淬火是指將鋼材加熱到723以上某一溫度，經(jīng)保溫停留一段時(shí)間后在鹽水、冷水或油中急速處理的過(guò)程。 經(jīng)過(guò)淬火的鋼材硬度極高，脆性大而塑性小。淬火對(duì)淬火處理的鋼，再進(jìn)行加熱，冷卻的過(guò)程稱(chēng)為回火，回火的溫度低于723。其目的是、消除淬火鋼件的內(nèi)應(yīng)力，適當(dāng)降低淬火鋼件的硬度并提高其韌性?；鼗?將鋼材加熱到800850，經(jīng)保溫停留一段時(shí)間，然后隨爐溫冷卻或埋在

11、細(xì)紗中，緩慢冷卻處理的過(guò)程稱(chēng)為退火。 退火可降低鋼材的原有硬度，改善鋼材的塑性和韌性及加工性能，也可以消除加工及焊接時(shí)的內(nèi)應(yīng)力。退火將鋼加熱經(jīng)保溫停留后，在空氣中冷卻處理的過(guò)程叫正火。與退火相比，經(jīng)正火的鋼材強(qiáng)度和硬度更高，而塑性減小。正火(二)焊接性能 焊接：把兩塊金屬局部加熱，并使其接縫部分迅速呈熔融或半熔融狀態(tài)，而牢固的連接起來(lái)。它是鋼結(jié)構(gòu)的主要連接形式。焊接性能：是指在一定的焊接工藝條件下，在焊縫及其附近過(guò)熱區(qū)不產(chǎn)生裂紋及硬脆傾向，焊接后鋼材的力學(xué)性能，特別是強(qiáng)度不低于原有鋼材的強(qiáng)度。影響因素：鋼材的化學(xué)成分對(duì)鋼材的可焊性有很大的影響。選擇：焊接結(jié)構(gòu)用鋼，選含碳量較低的氧氣轉(zhuǎn)爐或平爐鎮(zhèn)

12、靜鋼。對(duì)高碳鋼及合金鋼，需要采用焊前預(yù)熱及焊后熱處理等措施。某燒結(jié)礦倉(cāng)庫(kù)運(yùn)輸廊道于1965年1月發(fā)生倒塌。事故發(fā)生時(shí)室外氣溫為36左右。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及取樣試驗(yàn)可知所用的沸騰鋼含碳0.230.25，含硫0.06，焊接質(zhì)量差。請(qǐng)分析事故原因。 案例分析分析答案分析：原因之一是所使用的鋼材不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，發(fā)生脆性斷裂。所用鋼材含碳量及含硫量均超過(guò)用于焊接結(jié)構(gòu)鋼材要求，即含碳不超過(guò)0.22，含硫量不超過(guò)0.055 。硫的析出集中點(diǎn)正是弦桿鋼發(fā)生脆性破壞部位。原因之二是斷裂處焊縫低劣，以及焊接結(jié)構(gòu)處有應(yīng)力集中現(xiàn)象，助長(zhǎng)了此衍架的斷裂破壞。經(jīng)檢查，多處焊縫明顯未焊透，有焊瘤，夾雜缺陷，焊接質(zhì)量差。 1.碳是

13、決定鋼材性能的主要元素。隨著含碳量的增加，鋼的強(qiáng)度和硬度提高，塑性和韌性下降。但當(dāng)含碳量大于1.0%時(shí)，由于鋼材變脆，強(qiáng)度反而下降。七鋼的化學(xué)成分對(duì)鋼材性能的影響 碳 碳是鋼材中最重要的合金元素，故鋼材也被稱(chēng)為鐵-碳合金。鋼材中碳原子與鐵原子的結(jié)合有三種基本方式：固溶體、化合物和機(jī)械混合物。與此相對(duì)應(yīng)，碳素鋼在常溫下形成的基本組織也有三種：鐵素體、滲碳體和珠光體。結(jié)合方式基本組織固溶體鐵素體化合物滲碳體機(jī)械混合物珠光體鐵素體:鋼材中的鐵素體系碳在-Fe中的固溶體，由于-Fe體心立方晶格的原子間的空隙小，溶碳能力較差，故鐵素體含碳量很少，由缺陷對(duì)鋼材性能的影響可知其塑性、韌性好；但強(qiáng)度、硬度低。

14、滲碳體:滲碳體為鐵和碳的化合物Fe3C，其含碳量高達(dá)6.67，晶體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，塑性差，性硬脆，抗拉強(qiáng)度低。珠光體:珠光體為鐵素體和滲碳體的機(jī)械混合物，含碳量較低(0.8)，層狀結(jié)構(gòu)，性能介于鐵素體與滲碳體之間。 碳素鋼基本組織含量與含碳量的關(guān)系基本組織的相對(duì)含量（%）0 0.8 2.0含碳量（%）含碳量對(duì)熱軋?zhí)妓劁撔再|(zhì)的影響 b抗拉強(qiáng)度；k沖擊韌性；HB硬度；伸長(zhǎng)率；面積縮減率 土木工程材料 第2章 建筑鋼材 隨碳含量增大， b抗拉強(qiáng)度先增大后減小，HB硬度增大， k沖擊韌性減小，伸長(zhǎng)率減小，面積縮減率減小，即塑性降低。 除此之外，碳含量增大還會(huì)降低鋼材的可焊性和抗大氣銹蝕性，增加冷脆性和時(shí)效敏

15、感性。2.硅、錳 硅和錳是兩種重要的合金元素，通常在煉鋼后期作為脫氧劑加入?？商岣咪摬牡膹?qiáng)度，而且對(duì)塑性和韌性的影響不明顯。加入硅和錳可以與鋼中有害成分FeO和FeS分別形成SiO2、MnO和MnS而進(jìn)入鋼渣排出，起到脫氧、降硫的作用。 3.硫、磷硫使鋼材的熱脆性增加，磷能使鋼的強(qiáng)度、硬度提高，但顯著降低鋼材的塑性和韌性，使鋼材的冷脆性增加。 “熱脆”：硫能生成易于熔化的硫化鐵，當(dāng)熱加工及焊接使溫度達(dá)8001000時(shí)，使鋼材出現(xiàn)裂紋、變脆的現(xiàn)象。 “冷脆”：在低溫時(shí)，磷使鋼材的沖擊韌性大幅度下降的現(xiàn)象。4.氧、氮降低了鋼材的強(qiáng)度、冷彎性能和焊接性能。氧還使鋼的熱脆性增加，氮使冷脆性及時(shí)效敏感性

16、增加。5.鋁、鈦、釩、鈮是鋼的強(qiáng)脫氧劑和合金元素。能改善鋼的組織、細(xì)化晶粒、改善韌性，并顯著提高強(qiáng)度。 第三節(jié)建筑鋼材的常用鋼種普通碳素結(jié)構(gòu)鋼簡(jiǎn)稱(chēng)碳素結(jié)構(gòu)鋼，化學(xué)成分主要是鐵，其次是碳，故也稱(chēng)鐵-碳合金。其含碳量為0.02%-2.06%，此外尚含有少量的硅、錳和微量的硫、磷等元素。一 碳素結(jié)構(gòu)鋼 碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)由代表屈服點(diǎn)的字母、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)、脫氧程度符號(hào)四部分按順序組成。(一) 碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)表示方法隨著牌號(hào)的增大鋼的碳含量、抗拉強(qiáng)度增大，塑性、韌性、冷彎性能降低。質(zhì)量等級(jí)代號(hào)：A、B、C、D屈服點(diǎn)數(shù)值（N/mm2）： 195、215、235、255、275鋼材屈服點(diǎn)代號(hào)：Q

17、脫氧程度代號(hào)：F、b、Z、TZ，其中Z、TZ可以省略 (二) 碳素結(jié)構(gòu)鋼的技術(shù)要求(三) 碳素結(jié)構(gòu)鋼的性能和應(yīng)用低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼綜合性能較為理想，尤其在大跨度、承受動(dòng)荷載和沖擊荷載的結(jié)構(gòu)中更適用，而且與使用碳素鋼相比，可節(jié)約鋼材20%-30%，但成本并不很高。 二 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)由代表屈服點(diǎn)的字母、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)三部分按順序組成,共有5個(gè)牌號(hào)。 (一)低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)表示方法 質(zhì)量等級(jí)代號(hào)：A、B、C、D、E 屈服點(diǎn)數(shù)值（N/mm2）：295、345、390、420、460 鋼材屈服點(diǎn)代號(hào)：Q(二)低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的技術(shù)要求(三)低合金高強(qiáng)度結(jié)

18、構(gòu)鋼的性能和應(yīng)用注：低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的A、B級(jí)屬于鎮(zhèn)靜鋼， C、D、E級(jí)屬于特殊鎮(zhèn)靜鋼。第四節(jié)鋼筋混凝土用鋼材熱軋鋼筋：由冶金工廠直接熱軋成型；冷加工鋼筋：主要是為了節(jié)約鋼材而采用的，有冷拉鋼筋、冷拔低碳鋼絲；預(yù)應(yīng)力砼用鋼絲、鋼絞線：用優(yōu)質(zhì)碳素鋼條加工而成，分矯直回火鋼絲、顆痕鋼絲、冷拉鋼絲；預(yù)應(yīng)力砼熱處理鋼筋：一般經(jīng)過(guò)淬火、回火處理，具有較好的塑性和強(qiáng)度。 混凝土具有較高的抗壓強(qiáng)度，但抗拉強(qiáng)度很低。用鋼筋增強(qiáng)混凝土，可大大擴(kuò)展混凝土的應(yīng)用范圍，而混凝土又對(duì)鋼筋起保護(hù)作用。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋，主要由碳素結(jié)構(gòu)鋼和優(yōu)質(zhì)碳素鋼制成。 鋼筋按外形分類(lèi)光面鋼筋變形鋼筋一、熱軋鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用熱軋鋼筋

19、應(yīng)有較高的強(qiáng)度，具有一定的塑性、韌性、冷彎和可焊性。熱軋鋼筋是經(jīng)熱軋成型并自然冷卻的成品鋼筋，主要有用Q235軋制的光圓鋼筋和用合金鋼軋制的帶肋鋼筋兩類(lèi)。 帶肋鋼筋(a)月牙肋鋼筋(b)等高肋鋼筋 (a)等高肋鋼筋；(b)月牙肋鋼筋 熱軋鋼筋的力學(xué)性能和工藝性能 熱軋光圓鋼筋HPB235級(jí)：強(qiáng)度較低，但塑性及焊接性能很好，便于各種冷加工，用作普通鋼筋混凝土構(gòu)件的受力筋及構(gòu)造筋；HRB335和HRB400鋼筋：強(qiáng)度較高，塑性和焊接性能也較好，廣泛用作大、中型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的受力鋼筋；HRB500鋼筋：強(qiáng)度高，但塑性和焊接性能較差，可用作預(yù)應(yīng)力鋼筋。低碳鋼熱軋圓盤(pán)條 強(qiáng)度較低，但塑性好，便于彎折成

20、形，容易焊接。主要用做箍筋，以及作為冷加工的原料，也可作為中、小型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的受力鋼筋。低碳鋼熱軋圓盤(pán)條二、冷拔鋼絲和冷軋帶肋鋼筋冷拔鋼絲是將Q235(或Q215)圓盤(pán)條通過(guò)截面小于鋼筋截面的鎢合金拔絲模而制成。 冷軋帶肋鋼筋是用低碳熱軋圓盤(pán)條經(jīng)冷軋或冷拔減徑后，在其表面冷軋成三面有肋的鋼筋。它克服冷拉、冷拔鋼筋握裹力低的缺點(diǎn)，同時(shí)具有和冷拉、冷拔相近的強(qiáng)度，廣泛應(yīng)用于在中、小型預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件和普通混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件中。 冷軋帶肋鋼筋三 預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處理鋼筋熱處理鋼筋是將熱軋的帶肋鋼筋經(jīng)淬火和高溫回火調(diào)質(zhì)處理而成的。其特點(diǎn)是塑性降低不大，但強(qiáng)度提高很多，綜合性能比較理想，主要用于預(yù)應(yīng)

21、力混凝土軌枕，代替碳素鋼絲。 熱處理鋼筋的力學(xué)性質(zhì)(GB 44631984) 公稱(chēng)直徑(mm)牌號(hào)屈服強(qiáng)度(MPa)抗拉強(qiáng)度(MPa)伸長(zhǎng)率(%) 不小于 640Si2Mn 1325147068.248Si2Mn 1045Si2Cr 2）熱軋型鋼（圖2.1.2）四 預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲質(zhì)量穩(wěn)定、安全可靠、強(qiáng)度高、無(wú)接頭、施工方便，主要用于大跨度的屋架、薄腹架、吊車(chē)梁或橋梁等大型預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，還可用于軌枕、壓力管道等預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件。螺旋肋鋼絲外形示意圖 預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲是用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼制成，抗增強(qiáng)度高，分為消除應(yīng)力光圓鋼絲（S）、消除應(yīng)力刻痕鋼絲（SI）、消除應(yīng)力螺旋力

22、鋼絲（SH）和冷拉鋼絲（RCD）四種。SI和SH與混凝土的粘結(jié)力好。三面刻痕鋼絲外形示意圖 五 預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線鋼絞線具有強(qiáng)度高，與混凝土粘結(jié)好，斷面面積大，使用根數(shù)少，在結(jié)構(gòu)中排列布置方便，易于錨固等優(yōu)點(diǎn)，主要用于大跨度、大荷載的預(yù)應(yīng)力屋架、薄腹梁等構(gòu)件。 預(yù)應(yīng)力鋼絞線截面圖 預(yù)應(yīng)力混凝鋼絞線是以數(shù)根優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼絲以絞捻和消除內(nèi)應(yīng)力的熱處理而制成。分為三種結(jié)構(gòu)類(lèi)型：12、13和17。鋼絞線與混凝土的粘結(jié)力較好。 某廠的鋼結(jié)構(gòu)屋架用中碳鋼焊接而成，使用一段時(shí)間后，屋架坍塌，請(qǐng)分析事故原因。 案例分析分析答案鋼結(jié)構(gòu)屋架坍塌 鋼結(jié)構(gòu)屋架分析：首先是因?yàn)殇摬牡倪x用不當(dāng)，中碳鋼的塑性和韌性比低碳

23、鋼差；且其焊接性能較差，焊接時(shí)鋼材局部溫度高，形成了熱影響區(qū)，其塑性及韌性下降較多，較易產(chǎn)生裂紋。建筑上常用的主要鋼種是普通碳素鋼中的低碳鋼和合金鋼中的低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼。 8.4.1 鋼材的銹蝕定義：鋼材表面與周?chē)橘|(zhì)發(fā)生作用而引起破壞的現(xiàn)象稱(chēng)作銹蝕。發(fā)生：鋼材銹蝕的現(xiàn)象普遍存在，如在大氣中生銹，特別是當(dāng)環(huán)境中有各種侵蝕性介質(zhì)或濕度較大時(shí)，情況就更為嚴(yán)重。后果：不僅使鋼材有效截面積均勻減小，還會(huì)產(chǎn)生局部銹坑，引起應(yīng)力集中；腐蝕會(huì)顯著降低鋼的強(qiáng)度、塑性韌性等力學(xué)性能。分類(lèi)：根據(jù)鋼材與環(huán)境介質(zhì)的作用原理，腐蝕可分為化學(xué)銹蝕和電化學(xué)銹蝕。 8.4 鋼材的銹蝕及防止化學(xué)銹蝕化學(xué)銹蝕指鋼材與周?chē)慕橘|(zhì)

24、（如氧氣、二氧化碳、二氧化硫和水等）直接發(fā)生化學(xué)作用，生成疏松的氧化物而引起的腐蝕。 在干燥環(huán)境中化學(xué)銹蝕的速度緩慢，但在溫度高和濕度較大時(shí)銹蝕速度大大加快。電化學(xué)銹蝕 金屬在潮濕氣體以及導(dǎo)電液體（電解質(zhì)）中，由于電子流動(dòng)而引起的腐蝕，稱(chēng)為電化學(xué)腐蝕。 鋼材由不同的晶體組織構(gòu)成，并含有雜質(zhì)，由于這些成分的電極電位不同，當(dāng)有電解質(zhì)溶液(如水)存在時(shí)，就會(huì)在鋼材表面形成許多微小的局部原電池，造成銹蝕。 水是弱電解質(zhì)溶液，而溶有CO2的水則成為有效的電解質(zhì)溶液，從而加速電化學(xué)銹蝕的過(guò)程。 鋼材在大氣中的腐蝕，實(shí)際上是化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕共同作用所致，但以電化學(xué)腐蝕為主。 保護(hù)層法 在鋼材表面施加保護(hù)

25、層，使鋼與周?chē)刂粮綦x，從而防止銹蝕。保護(hù)層可分為金屬（耐蝕性強(qiáng)）保護(hù)層和非金屬（有機(jī)或無(wú)機(jī)物質(zhì)）保護(hù)層兩類(lèi)。制成合金鋼 在鋼中加入合金元素鉻、鎳、鈦、銅等，制成不銹鋼，提高耐銹蝕能力。8.4.2 銹蝕的防止鋼結(jié)構(gòu)建筑有許多優(yōu)點(diǎn)，與鋼筋混凝土相比，有更好的抗震、防腐、耐久、環(huán)保和節(jié)能效果；可實(shí)現(xiàn)構(gòu)架的輕量化和構(gòu)件的大型化，施工亦較為簡(jiǎn)便。但同時(shí)也存在不少缺點(diǎn)，其中較突出的一點(diǎn)是防火問(wèn)題。美國(guó)紐約的世貿(mào)大廈為鋼結(jié)構(gòu)，2001年9月11日被恐怖主義者襲擊、倒塌，給人們提出了鋼結(jié)構(gòu)防火、防襲擊破壞的新課題。實(shí)事鏈接911事件世貿(mào)大廈倒塌 美國(guó)世貿(mào)中心大樓是典型的鋼結(jié)構(gòu)高層建筑，位于美國(guó)紐約市曼哈頓鬧市區(qū)南部、紐約海港旁，由5幢建筑物組成，其主樓呈雙塔形，使用鋼材7.8萬(wàn)噸，樓的外圍有密置的鋼柱，墻面由鋁板和玻璃窗組成，素有“世界之窗”之稱(chēng)?！?.11”恐怖襲擊中，在大火的作用下主樓僅僅經(jīng)過(guò)30分鐘便轟然倒塌，造成了死亡2797人、損失360億美元的舉世震驚慘案。