建筑钢材的力学性能.ppt

Remained heat
treatment
屈服强度 fyk（标准值=钢材废品限值，保证率95%）
HPB235级： fyk = 235 N/mm2
HRB335级： fyk = 335 N/mm2
HRB400级、RRB400级： .fyk = 400 N/mm2
2.1 钢 筋
第二章 钢筋和混凝土的力学性能
HPB235级(Ⅰ级) 为热轧光面钢筋（Plain Bar），符号 ，多 作为现浇楼板的受力钢筋和箍筋。
HRB335级(Ⅱ级)和 HRB400级(Ⅲ级)为热轧带肋钢筋 (Ribbed Bar)，符号 。钢筋强度较高，多作为钢筋混凝土构 件的受力钢筋，尺寸较大的构件，也有用Ⅱ级钢筋作箍筋的。 为增强与混凝土的粘结（Bond），外形制作成月牙肋或等高肋 的变形钢筋（Deformed Bar）。
消除应力钢丝、螺旋肋钢丝、刻痕钢丝
钢绞线
.
Es 2.1×105
2.0×105
2.05×105 1.95×105
2.1 钢筋
第二章 钢筋和混凝土的力学性能
◆无明显屈服点的钢筋（Steel bar without yield point）
fu
s0.2
a
0.2%
a点：比例极限，约为0.65fu a点前：应力-应变关系为线弹性 a点后：应力-应变关系为非线性， 有一定塑性变形，且没有明显的屈 服点 强度设计指标——条件屈服点 残余应变为0.2%所对应的应力
有物理屈服点的钢筋，如热轧钢筋、冷拉钢筋；
无物理屈服点的钢筋，如钢丝、钢绞线及热处理钢筋。
. 2.1 钢筋
第二章 钢筋和混凝土的力学性能
二、钢筋的形式
▪ 普通钢筋（柔性钢筋）

第2章 建筑结构材料
§2–1 结构材料的性质 §2-2 钢筋 §2-3 混凝土 §2-4 钢筋与混凝土的粘结
§2-1 结构材料的性质
钢筋 混凝 土结 构对 钢筋 性能 的要 求：
强度 塑性 焊接性能 粘结力 经济性 质量稳定性
§ 2-2 钢筋
钢筋的种类
HPB235 光圆钢筋
热轧钢筋
HRB335 HRB400
轴心抗压强度设计值
fc

f ck 1 .4
轴心抗拉强度设计值
ft

f tk 1 .4
表2-5 混凝土强度标准值和设计值/N·mm-2
f ck fc f tk ft
混凝土的变形
混凝土的受力变形 混凝土的非受力变形
受压混凝土一次短期加荷的应力—应变曲线
混凝土的弹性模量
σ 原点切线
σ
割线
σ
切线
a0
ε
2. 钢筋的强度设计值——等于标准值除以分项系数。
热轧钢筋强度设计值：
fy,
f

y

f
yk，f

yk
பைடு நூலகம்
g
,g

s
1.1
见书中表2-2
预应力钢筋强度设计值：
f py ,
f

py

sf
ptk，f

ptk
g
,g

s
1.2
见表2-3
s
钢筋的常用直径
d=6mm,8mm,10mm,12mm,14mm,16mm,18mm,20mm, 22mm,25mm,28mm,32mm
a点后：应力-应变关系为非线性， 有一定塑性变形，且没有明显的屈 服点

L1 L0 100% L0
用于衡量钢材塑性的一个重要指标。
对于高碳钢，规定产生残余变形 为原标距长度的0.2%时所对应的应力 值,作为屈服强度,称为条件屈服点,
用
0.2 表示.
冲击韧性:抵抗冲击荷载作用的能力. 测试:夏比V形 或 梅氏U形 缺口试件 指标:冲击韧性值αk=功/缺口面积 (J/cm2)
调质处理=淬火+高温回火
钢材调质处理的目的
使钢材具有良好的综合技术性质
加工硬化与时效对钢性质的影响 1 基本概念 冷加工, 冷加工强化, 时效 2 对钢性质的影响 冷加工:σs↑ HB↑ δ↓αk↓ 冷加工与时效:σs↑ σb↑ HB↑δ↓αk↓
冷加工：指钢材在再结晶温度下（一般为 常温）进行的机械加工，如冷拉、冷拔 或冷轧等。 冷加工强化：将钢材在常温下进行冷加工，
牌号的顺序 屈服强度字母Q、 屈服强度数值、
质量等级（A、B、C、D）、
脱氧程度符号（F、b、Z、TZ）。
例如： Q235AF ，表示屈服强度为 235MPa ， A级沸腾（F）碳素结构钢。 钢牌号与性能的关系 钢牌号越大，钢的含碳量增加，强
度与硬度增高，塑性和韧性降低，可焊
性变差。
钢材选用原则 应根据钢结构的工作条件、荷载
铝合金的弹性模量只有钢材的1/3； 铝合金的线膨胀系数是钢材的2倍；
铝合金的耐久性比钢材高，普通压型钢板 的使用寿命只有铝合金型板1/3.5～1/5 。
1.钢材的屈强比越大，表示结构使用安全度越高。 2.碳素结构钢的牌号越大，其强度越高，塑性越 差。 3.钢结构设计时，对直接承受动荷载的结构应选 用沸腾钢。

H0
摆锤
试件放置位置
H1
试

要求高。 角接接头
两焊件端面间构成大于30°、小于 135°夹角的接头形式，承载能力较弱，
常用于不重要的结构中。
T形接头
一焊件之端面与另一焊件表面构成复 角或近似直角的接头形式，受力情况 复杂，需采取加强措施。
搭接接头
两焊件部分重叠构成的接头形式，承 载能力低，应力分布不均匀，应避免 使用。
焊接质量检查与验收标准
高强度螺栓连接和铆钉连接承 载能力较高，普通螺栓连接承
载能力较低。
疲劳性能
高强度螺栓连接和铆钉连接疲 劳性能好，普通螺栓连接疲劳
性能较差。
安装拆卸方便性
普通螺栓连接安装拆卸方便， 高强度螺栓连接和铆钉连接安
装拆卸较困难。
适用范围
普通螺栓连接适用于次要结构 部位，高强度螺栓连接和铆钉
连接适用于重要结构部位。
维护保养
根据检查结果制定相应的维护保养 策略，如补漆、更换涂层等，确保 钢结构的防腐、防火性能得到有效 维护。
执行与记录
按照维护保养策略执行相关操作， 并做好记录，以便后续跟踪和管理。
案例分析：典型钢结
06
构工程实例剖析
高层建筑中应用实例分享
上海中心大厦
采用钢框架-核心筒结构体系，高度达632米，为世界第二高楼。通过高强度钢材和先进焊接技术实现结 构轻量化。
防火涂料种类和涂刷技巧
防火涂料种类
根据防火等级和使用要求，选择合适的防火涂料，如膨胀型防火涂料、非膨胀型防火涂料等。
涂刷技巧
施工前对钢结构表面进行处理，确保表面平整、无油污和杂质；涂刷时采用适当的涂刷工具，确保涂层均匀、无 漏刷现象。
维护保养策略制定和执行
定期检查
定期对钢结构进行防腐、防火涂 层检查，发现问题及时处理。