土木工程材料与实训（第三版）课件 17-项目七：钢材的技术性能

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要求设计用于凤凰湖新区水泥混合砂浆配合比。设计强度等级为M5，稠度为70~90mm。原材料的主要参数：（1）水泥：P.C42.5矿渣水泥；（2）干砂：细砂，堆积密度为1400kg/m3，含水率为0.3%；（3）石灰膏：稠度120mm；（4）施工水平：较差

课前回顾：CONTENTS课程目录04项目三：气硬性胶凝材料03项目二：天然石材02项目一：建筑材料的基本性质01绪论08项目七：钢材07项目六：砂浆06项目五：混凝土05项目四：水泥10实验1~1009项目八：沥青主要内容项目7

建筑钢材7-1钢材的冶炼、分类7-2钢材的主要性能（重点、难点）7-3钢材的技术标准及选用钢材的主要技术性能力学性能加工工艺性能抗拉性能冷弯性能7-2钢材的主要性能冷加工及时效冲击韧性硬度耐疲劳性

钢材的力学性能，即是指钢材在外力（载荷）作用时表现出来的性能，包括：强度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度等。

拉伸压缩弯曲剪切扭转荷载形式7-2钢材的主要性能一、钢材的力学性能1.应力

2.应变3.弹性与弹性变形4.塑性与塑性变形7-2钢材的主要性能一、钢材的力学性能素混凝土梁钢筋混凝土梁1、钢材的抗拉性能7-2钢材的主要性能L1

＞L0伸长L0L1F0F1F1

＜F0颈缩

n=[(L1-L0)/L0]×100%=[(F0-F1)/F0]×100%7-2钢材的主要性能1、钢材的抗拉性能【实验视频】低碳钢的受拉过程分为四个阶段建筑钢材的抗拉性能弹性阶段OA屈服阶段AB强化阶段BC颈缩阶段CDABCDO低碳钢受拉的应力－应变图7-2钢材的主要性能问题：屈服现象的特征是什么？其特征是：钢材拉伸试验过程中，应力不增加而塑性变形不断增加。屈服阶段1、钢材的抗拉性能【职教云1】钢材抵抗塑性变形或断裂的能力称为其强度，钢材的强度用拉伸试验测定。强度指标根据其变形特点分下列几个：弹性极限（σp）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。强度极限(抗拉强度σb)表示钢材受拉时所能承受的最大应力。

7-2钢材的主要性能1、钢材的抗拉性能【职教云2】

（1）伸长率是反映钢筋塑性性能的基本指标。（2）伸长率是钢筋拉断后的伸长值与原长的比率，

思考并提问：（1）式中l1，l2分别代表什么？？？（2）在应力-应变图中将伸长率表示出来7-2钢材的主要性能1、钢材的抗拉性能问题：钢材的伸长率与钢材中的含碳量有何关系？

答：伸长率反映钢材的塑性，伸长率越大，塑性越好。钢材的塑性随着含碳量增加而变差，因此，钢材的伸长率随着含碳量增加而减小。7-2钢材的主要性能1、钢材的抗拉性能【职教云3】相关习题1.低碳钢受拉破坏经历的四个阶段分别是

、

、

、

。答案：弹性阶段

、屈服阶段

、强化阶段

、颈缩阶段2.低碳钢受拉过程中的三个强度指标分别是、、。答案：7-2钢材的主要性能【职教云4】3.火灾中钢筋容易丧失力学性能是因为在火的作用下（）A.钢筋会变脆B.钢筋被点燃C.钢筋会软化D.钢筋被分解相关习题7-2钢材的主要性能【职教云5】4.将一根直径为16mm钢筋做拉伸试验，达到屈服点时的荷载为72.4kN，达到极限抗拉强度时的荷载为105.6kN。试求该钢筋的屈服强度及抗拉强度。定义：冲击韧性指钢材抵抗冲击荷载而不破坏的能力2、冲击韧性7-2钢材的主要性能钢材在交变荷载反复作用下，可在远远小于抗拉强度的情况下突然破坏，这种破坏叫做疲劳破坏，用疲劳强度表示。3、疲劳强度7-2钢材的主要性能问题：钢材的疲劳破坏过程怎样？其疲劳强度与哪些因素有关？答：疲劳破坏过程包括在交变应力作用下，疲劳裂缝的产生→扩展→突然断裂。其主要影响因素有：内部缺陷（晶界、微孔、夹杂物等）；成分偏析；过大的内应力，截面沿纵向的突变；表面状态；受力的种类、应力循环特征值、循环次数等。3、疲劳强度7-2钢材的主要性能1．定义钢材表面抵抗硬物压入产生局部变形的能力，即对局部塑性变形的能力。2．测定方法布氏法：以压痕面积来计算硬度4、硬度7-2钢材的主要性能思考并提问7-2钢材的主要性能钢筋中含碳量越高，屈服强度和抗拉强度就（A越低/B越高）？伸长率就（A越小/B越大）流幅也相应缩短。

钢材应具有良好的工艺性能，以保证刚才顺利通过各种加工，满足施工工艺的要求。钢材的工艺性能主要有：（1）冷弯性能（2）冷加工性能7-2钢材的主要性能二、钢材的工艺性能

钢筋的冷弯性能反映钢筋的塑性，它通过冷弯试验反映，冷弯试验(定义)。当弯心直径D愈小，而冷弯角度α值愈大，则塑性性能愈好。钢筋的冷弯α—冷弯角度；D—弯曲直径1、钢筋冷弯性能7-2钢材的主要性能1、钢筋冷弯性能7-2钢材的主要性能2、钢材的冷加工钢材在常温下以超过屈服强度但不超过抗拉强度而进行冷拉、冷拔或冷轧，使之产生塑性变形，从而提高强度、硬度，但钢材的塑性和韧性会降低，这个过程称为冷加工强化处理。自然时效：常温下存放15～20d。人工时效：加热到100～200℃，并保持2～3h。7-2钢材的主要性能（1）冷拉钢筋定义作用：钢筋产生塑性变形，以达到调直钢筋，提高强度冷拉后直径比较7-2钢材的主要性能冷拉设备冷拉钢筋的使用条件冷拉I级钢筋可用于——普通钢筋砼结构不用于——水工钢筋砼轴心受拉及小偏心受拉构件。冷拉Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级钢筋可用于——预应力钢筋不用于——重复荷载的构件及处于负温下的结构

7-2钢材的主要性能光圆钢筋冷拔低碳钢丝冷拔2.钢筋冷拔定义作用7-2钢材的主要性能盘圆钢筋进行冷拔（方法）7-2钢材的主要性能1、钢材经冷拉、冷拔、冷轧等冷加工后，性能会发生显著改变。以下（）表现何者不正确？A强度提高B塑性增大C变硬