单元6 检常用建筑钢材及钢筋焊接的性能.doc

单元6 检测常用建筑钢材及钢筋焊接的性能 单元概述：本单元主要学习建筑钢材的种类、性能，重点学习建筑钢材及建筑钢材焊接性能的检测，具备通过检测建筑钢材及钢材焊接性能控制工程质量的能力。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、冷弯性能指标的分析、判定。 学习目标：了解建筑钢材是指建筑工程中所用各种钢材。包括钢结构用的各种型钢（圆钢、角钢、槽钢和工字钢）、钢板和钢筋混凝土中的各种钢筋和钢丝等。掌握建筑钢材力学性能、工艺性能；掌握建筑钢材及钢材焊接检测的试验方法和结果评定。具有对钢材屈服强度、抗拉强度与延伸率测定，评定钢筋的强度等级冷弯试验，对钢筋塑性进行严格检验，也间接测定钢筋内部的缺陷[28.b（cm） 热轧普通槽钢品种 GB707—88 轻型槽钢 和a、b、c不同腹板厚度表示 [24.a（无b、c） YB164—63 扁钢 扁 钢 宽和厚（mm） －40×6 热轧扁钢品种 GB704—88 4．钢材的主要技术性能 （1）钢筋的力学性能 1）拉伸性能：在外力作用下，材料低抗塑性变形或断裂的能力叫强度。抗拉强度是建筑钢材最主要的技术性能。建筑钢材的抗拉强度包括：弹性极限、屈服强度、极限抗拉强度、疲劳强度。通过拉伸试验可以测得弹性极限、屈服强度、抗拉强度和延伸率，这些是钢材得重要技术性能指标。低碳钢得抗拉性能可用受拉时得应力—应变图来阐明。 从图6-1可以看出低碳钢受拉到拉断，经历了四个阶段： ①弹性阶段 OA为弹性阶段。在OA范围内，随着荷载得增加，应力和应变比例增加。如卸去荷载，则轨范恢复原状，这种性质称弹性。OA是一直线，在此范围内的变形。A点所对应的应力称为弹性极限，用σp表示。在这一范围内，应力与应变的比值为一常量，称为弹性模量，用E表示，即E＝σ／ε。弹性模量反映了钢材的刚度，是钢材在受力条件下计算结构变形的重要指标。普通碳素钢Q235的弹性模量E＝（2.0～2.1）×105MPa弹性极限内 σp＝（180－200）MPa。 ②屈服阶段 AB为屈服阶段。在AB曲线范围内，应力与应变不能成比例变化。应力超过σp后，即开始产生塑性变形。应力到达B上之后，变形急剧增加，应力则在不大的范围内波动，直到B点止。B上点是屈服上限，当应力到达B上点时，抵抗外力能力下降，发生“屈服”现象。B下点是屈服下限，也称为屈服点（即屈服强度），以σs表示。σs是屈服阶段应力波动的最低值，它表示钢材在工作状态允许达到的应力值，即在σs之前，钢材不会发生较大的塑性变形。故在设计中一般以屈服点作为强度取值的依据。普通碳素结构钢 Q235的。σs应不小于235MPa。对于在外力作用下屈服现象不明显的硬钢类，如高碳钢与某些合金钢，规定生产残余变形为0.2％L0时的应力作为屈服点，用σ0.2表示，如图5-2所示。常用低碳钢的σs为185~235Mpa ③强化阶段 BC为强化阶段。过B点后，抵抗塑性变形的能力又重新提高，变形发展速度比较快，随着应力的提高而增加。对应于最高点C的应力，称为抗拉强度，用。σb表示，抗拉强度不能直接利用，但屈服点和抗拉强度的比值（即屈强比）却能反映钢材的安全可靠程度和利用率。屈强比（ss/sb）：屈强比越小，钢材在受力超过屈服点时的可靠性越大，结构越安全。但如果屈强比过小，则钢材有效利用率太低，造成浪费。常用低碳钢的屈强比为0.58~0.63，合金钢为0.65~0.75。 ④颈缩阶段 CD为颈缩阶段。过C点，材料抵抗变形的能力明显降低。在CD范围内，应变迅速增加，而应力则反而下降，变形不能再是均匀的。钢材被拉长，并在变形最大处发生“颈缩”，直至断裂。 图6-1 低碳钢拉伸σ-ε 图6-2 硬钢的条件屈服点 根据断裂前产生塑性变形大小的不同，可分为两种类型的断裂：一种是断裂前出现大量塑性变形的韧性断裂，常温下低碳钢的拉伸断裂就是韧性断裂；另一种是断裂前无显著塑性变形的脆性断裂。脆性断裂发展速度极快，断裂时又无明显预兆，往往给结构物带来严重后果，应尽量避免。 因此，为了确保钢材在构件中的使用安全，钢结构设计应保证构件始终在弹性范围内工作，即应以钢材的弹性极限作为确定容许应力的依据。但是，由于钢材的弹性极限很难测准，多年来就以稍高于弹性极限的屈服强度作为确定容许应力的依据，所以屈服强度σs是钢结构设计中的一个重要力学指标。抗拉强度。σb虽不直接用于计算，但屈服强度与抗拉强度之比——屈强比（σs／σb），在选择钢材时却具有重要意义。一般来说，这个比值较小时，表示结构的安全度较大，也即结构由于局部超载而发生破坏的强度储备较大；但是这个比值过小时，则表示钢材强度的利用率偏低，不够经济