土木工程材料與實(shí)訓(xùn)（第三版）課件 17-項(xiàng)目七：鋼材的技術(shù)性能

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要求設(shè)計(jì)用于鳳凰湖新區(qū)水泥混合砂漿配合比。設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為M5，稠度為70~90mm。原材料的主要參數(shù)：（1）水泥：P.C42.5礦渣水泥；（2）干砂：細(xì)砂，堆積密度為1400kg/m3，含水率為0.3%；（3）石灰膏：稠度120mm；（4）施工水平：較差

課前回顧：CONTENTS課程目錄04項(xiàng)目三：氣硬性膠凝材料03項(xiàng)目二：天然石材02項(xiàng)目一：建筑材料的基本性質(zhì)01緒論08項(xiàng)目七：鋼材07項(xiàng)目六：砂漿06項(xiàng)目五：混凝土05項(xiàng)目四：水泥10實(shí)驗(yàn)1~1009項(xiàng)目八：瀝青主要內(nèi)容項(xiàng)目7

建筑鋼材7-1鋼材的冶煉、分類(lèi)7-2鋼材的主要性能（重點(diǎn)、難點(diǎn)）7-3鋼材的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及選用鋼材的主要技術(shù)性能力學(xué)性能加工工藝性能抗拉性能冷彎性能7-2鋼材的主要性能冷加工及時(shí)效沖擊韌性硬度耐疲勞性

鋼材的力學(xué)性能，即是指鋼材在外力（載荷）作用時(shí)表現(xiàn)出來(lái)的性能，包括：強(qiáng)度、塑性、硬度、韌性和疲勞強(qiáng)度等。

拉伸壓縮彎曲剪切扭轉(zhuǎn)荷載形式7-2鋼材的主要性能一、鋼材的力學(xué)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7-2鋼材的主要性能一、鋼材的力學(xué)性能素混凝土梁鋼筋混凝土梁1、鋼材的抗拉性能7-2鋼材的主要性能L1

＞L0伸長(zhǎng)L0L1F0F1F1

＜F0頸縮

n=[(L1-L0)/L0]×100%=[(F0-F1)/F0]×100%7-2鋼材的主要性能1、鋼材的抗拉性能【實(shí)驗(yàn)視頻】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彈性階段OA屈服階段AB強(qiáng)化階段BC頸縮階段CDABCDO低碳鋼受拉的應(yīng)力－應(yīng)變圖7-2鋼材的主要性能問(wèn)題：屈服現(xiàn)象的特征是什么？其特征是：鋼材拉伸試驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)力不增加而塑性變形不斷增加。屈服階段1、鋼材的抗拉性能【職教云1】鋼材抵抗塑性變形或斷裂的能力稱為其強(qiáng)度，鋼材的強(qiáng)度用拉伸試驗(yàn)測(cè)定。強(qiáng)度指標(biāo)根據(jù)其變形特點(diǎn)分下列幾個(gè)：彈性極限（σp）表示鋼材保持彈性變形,不產(chǎn)生塑性變形的最大應(yīng)力,是彈性零件的設(shè)計(jì)依據(jù)。屈服強(qiáng)度（

σs）表示鋼材開(kāi)始發(fā)生明顯塑性變形的抗力，是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的依據(jù)。強(qiáng)度極限(抗拉強(qiáng)度σb)表示鋼材受拉時(shí)所能承受的最大應(yīng)力。

7-2鋼材的主要性能1、鋼材的抗拉性能【職教云2】

（1）伸長(zhǎng)率是反映鋼筋塑性性能的基本指標(biāo)。（2）伸長(zhǎng)率是鋼筋拉斷后的伸長(zhǎng)值與原長(zhǎng)的比率，

思考并提問(wèn)：（1）式中l(wèi)1，l2分別代表什么？？？（2）在應(yīng)力-應(yīng)變圖中將伸長(zhǎng)率表示出來(lái)7-2鋼材的主要性能1、鋼材的抗拉性能問(wèn)題：鋼材的伸長(zhǎng)率與鋼材中的含碳量有何關(guān)系？

答：伸長(zhǎng)率反映鋼材的塑性，伸長(zhǎng)率越大，塑性越好。鋼材的塑性隨著含碳量增加而變差，因此，鋼材的伸長(zhǎng)率隨著含碳量增加而減小。7-2鋼材的主要性能1、鋼材的抗拉性能【職教云3】相關(guān)習(xí)題1.低碳鋼受拉破壞經(jīng)歷的四個(gè)階段分別是

、

、

、

。答案：彈性階段

、屈服階段

、強(qiáng)化階段

、頸縮階段2.低碳鋼受拉過(guò)程中的三個(gè)強(qiáng)度指標(biāo)分別是、、。答案：7-2鋼材的主要性能【職教云4】3.火災(zāi)中鋼筋容易喪失力學(xué)性能是因?yàn)樵诨鸬淖饔孟拢ǎ〢.鋼筋會(huì)變脆B.鋼筋被點(diǎn)燃C.鋼筋會(huì)軟化D.鋼筋被分解相關(guān)習(xí)題7-2鋼材的主要性能【職教云5】4.將一根直徑為16mm鋼筋做拉伸試驗(yàn)，達(dá)到屈服點(diǎn)時(shí)的荷載為72.4kN，達(dá)到極限抗拉強(qiáng)度時(shí)的荷載為105.6kN。試求該鋼筋的屈服強(qiáng)度及抗拉強(qiáng)度。定義：沖擊韌性指鋼材抵抗沖擊荷載而不破壞的能力2、沖擊韌性7-2鋼材的主要性能鋼材在交變荷載反復(fù)作用下，可在遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于抗拉強(qiáng)度的情況下突然破壞，這種破壞叫做疲勞破壞，用疲勞強(qiáng)度表示。3、疲勞強(qiáng)度7-2鋼材的主要性能問(wèn)題：鋼材的疲勞破壞過(guò)程怎樣？其疲勞強(qiáng)度與哪些因素有關(guān)？答：疲勞破壞過(guò)程包括在交變應(yīng)力作用下，疲勞裂縫的產(chǎn)生→擴(kuò)展→突然斷裂。其主要影響因素有：內(nèi)部缺陷（晶界、微孔、夾雜物等）；成分偏析；過(guò)大的內(nèi)應(yīng)力，截面沿縱向的突變；表面狀態(tài)；受力的種類(lèi)、應(yīng)力循環(huán)特征值、循環(huán)次數(shù)等。3、疲勞強(qiáng)度7-2鋼材的主要性能1．定義鋼材表面抵抗硬物壓入產(chǎn)生局部變形的能力，即對(duì)局部塑性變形的能力。2．測(cè)定方法布氏法：以壓痕面積來(lái)計(jì)算硬度4、硬度7-2鋼材的主要性能思考并提問(wèn)7-2鋼材的主要性能鋼筋中含碳量越高，屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度就（A越低/B越高）？伸長(zhǎng)率就（A越小/B越大）流幅也相應(yīng)縮短。

鋼材應(yīng)具有良好的工藝性能，以保證剛才順利通過(guò)各種加工，滿足施工工藝的要求。鋼材的工藝性能主要有：（1）冷彎性能（2）冷加工性能7-2鋼材的主要性能二、鋼材的工藝性能

鋼筋的冷彎性能反映鋼筋的塑性，它通過(guò)冷彎試驗(yàn)反映，冷彎試驗(yàn)(定義)。當(dāng)彎心直徑D愈小，而冷彎角度α值愈大，則塑性性能愈好。鋼筋的冷彎α—冷彎角度；D—彎曲直徑1、鋼筋冷彎性能7-2鋼材的主要性能1、鋼筋冷彎性能7-2鋼材的主要性能2、鋼材的冷加工鋼材在常溫下以超過(guò)屈服強(qiáng)度但不超過(guò)抗拉強(qiáng)度而進(jìn)行冷拉、冷拔或冷軋，使之產(chǎn)生塑性變形，從而提高強(qiáng)度、硬度，但鋼材的塑性和韌性會(huì)降低，這個(gè)過(guò)程稱為冷加工強(qiáng)化處理。自然時(shí)效：常溫下存放15～20d。人工時(shí)效：加熱到100～200℃，并保持2～3h。7-2鋼材的主要性能（1）冷拉鋼筋定義作用：鋼筋產(chǎn)生塑性變形，以達(dá)到調(diào)直鋼筋，提高強(qiáng)度冷拉后直徑比較7-2鋼材的主要性能冷拉設(shè)備冷拉鋼筋的使用條件冷拉I級(jí)鋼筋可用于——普通鋼筋砼結(jié)構(gòu)不用于——水工鋼筋砼軸心受拉及小偏心受拉構(gòu)件。冷拉Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級(jí)鋼筋可用于——預(yù)應(yīng)力鋼筋不用于——重復(fù)荷載的構(gòu)件及處于負(fù)溫下的結(jié)構(gòu)

7-2鋼材的主要性能光圓鋼筋冷拔低碳鋼絲冷拔2.鋼筋冷拔定義作用7-2鋼材的主要性能盤(pán)圓鋼筋進(jìn)行冷拔（方法）7-2鋼材的主要性能1、鋼材經(jīng)冷拉、冷拔、冷軋等冷加工后，性能會(huì)發(fā)生顯著改變。以下（）表現(xiàn)何者不正確？A強(qiáng)度提高B塑性增大C變硬