项目５建筑钢材（课件）- 《建筑材料》同步教学（北理工版）

项目５　建筑钢材 任务5.1　建筑钢材的基本知识 任务5.2　建筑钢材力学性能的检测 任务5.3　钢材工艺性能的测定 任务5.4　建筑工程常用的钢种 任务5.5　建筑钢材的防护 任务5.6　钢筋接头力学性能的测定 返回 1 任务5.1　建筑钢材的基本知识 ５.１.１　钢材的冶炼 钢是由生铁经冶炼而成的,生铁的含碳量大于２％,同时含有较多的硫、磷等杂质,因而,生铁表现出强度较低、性脆、韧性较差等特点,且不能采用轧制或锻压等方法来进行加工.生铁的品种有白口铁、灰口铁、铁合金等.白口铁为炼钢用铁,炼钢是对熔融的生铁进行高温氧化,使其中的含碳量降低到２％以下,同时,使其他杂质的含量降低到允许范围内.在炼钢后期投入脱氧剂,除去钢液中的氧,这个过程称为“脱氧”. 炼钢的方法根据炼钢炉种类的不同可分为氧气转炉法、平炉法及电炉法. (１)氧气转炉法炼钢是以熔融铁水为原料,由转炉顶部吹入高压纯氧去除杂质,冶炼时间短,约３０min,钢质较好且成本低. 下一页 返回 任务5.1　建筑钢材的基本知识 (２)平炉法炼钢是以铁矿石、废钢、液态或固态生铁为原料,用煤气或重油为燃料,靠吹入空气或氧气及利用铁矿石或废钢中的氧使碳及杂质氧化.这种方法冶炼时间长,为４~１２h,钢质好,但成本较高. (３)电炉法炼钢是以生铁和废钢为原料,利用电能转变为热能来冶炼钢材的一种方法.电炉熔炼温度高,而且温度可以自由调节,因此,该方法去除杂质干净、质量好,但能耗大、成本高. ５.１.２　钢材的分类 根据现行国家标准«钢分类»(-B/T１３３０４—２００８)规定,按化学成分、合金元素含量将钢材分为非合金钢、低合金钢和合金钢三类.在建筑工程中,常用的钢种为非合金钢以及合金钢中的一般低合金结构钢. 上一页 下一页 返回 任务5.1　建筑钢材的基本知识 钢的分类方法很多,通常有以下几种分类方法. １. 按冶炼时的脱氧程度分类 (１)沸腾钢.炼钢时仅加入锰铁进行脱氧,脱氧不完全.这种钢液铸锭时,有大量的CO气体逸出,钢液冷却时呈沸腾状,故称为沸腾钢,代号为“F”.沸腾钢组织不够致密,成分不太均匀,硫、磷等杂质偏析较严重,故质量较差.但因其成本低、产量高,故被广泛应用于一般工程的建筑结构中. 上一页 下一页 返回 任务5.1　建筑钢材的基本知识 (２)镇静钢.炼钢时一般用硅脱氧,也可以采用锰铁、硅铁和铝锭等作为脱氧剂,脱氧完全.这种钢液铸锭时能平静地充满锭模并冷却凝固,故称为镇静钢,代号为“Z”.镇静钢虽然成本较高,但其组织致密、成分均匀、含硫量较少、性能稳定,故质量好.但因其成本高,故适用于预应力混凝土等承受冲击荷载的重要结构工程. (３)半镇静钢.用少量的硅进行脱氧,脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间,钢液浇筑后有微弱沸腾现象,故称为半镇静钢,代号为“b”.半镇静钢是质量较好的钢. (４)特殊镇静钢.比镇静钢脱氧程度更充分、更彻底的钢,故称为特殊镇静钢,代号为“TZ”.特殊镇静钢的质量最好,适用于特别重要的结构工程. 上一页 下一页 返回 任务5.1　建筑钢材的基本知识 ２. 按化学成分分类 (１)非合金钢.化学成分主要是铁,其次是碳,其含碳量为０.０２％~２.０６％.非合金钢除含有铁、碳外,还含有极少量的硅、锰和微量的硫、磷等元素.按其主要质量等级分为:普通质量非合金钢,Q１９５、Q２１５、Q２３５、Q２５５的A、B级和Q２７５;优质非合金钢,如除普通质量A、B级钢以外的所有牌号及A、B级规定冷成型性及模锻性特殊要求者;特殊质量非合金钢. (２)合金钢.合金钢是在炼钢过程中,为改善钢材的性能,特意加入某些合金元素而制得的一种钢.常用合金元素有硅、锰、钛、钒、铌、铬等.合金钢按主要质量等级分为:优质合金钢(如一般工程结构用合金钢、合金钢筋钢)、特殊质量合金钢(如压力容器用合金钢,不锈、耐蚀和耐垫钢,工具钢,轴承钢等). 上一页 下一页 返回 任务5.1　建筑钢材的基本知识 ３.按有害杂质含量分类 按钢中有害杂质磷(P)和硫(S)的含量,钢材可分为以下四类: (１)普通钢:磷含量不大于０.０４５％,硫含量不大于０.０５０％. (２)优质钢:磷含量不大于０.０３５％,硫含量不大于０.０３５％. (３)高级优质钢:磷含量不大于０.０２５％,硫含量不大于０.０２５％. (４)特级优质钢:磷含量不大于０.０２５％,硫含量不大于０.０１５％. 上一页 下一页 返回 任务5.1　建筑钢材的基本知识 ４.按用途分类 (１)结构钢:主要用于工程结构及机械零件的钢,一般为低、中碳钢. (２)工具钢:主要用于各种刀具、量具及模具的钢,一般为高碳钢. (３)特殊钢:具有特殊的物理、化学及机械性能的钢,如不锈钢、耐热钢、耐酸钢、耐磨钢、磁性钢等. ５.１.３　钢材的化学成分 钢中的主要成分为铁元素,另外,还含有少量的碳、硅、锰、硫、磷、氧、氮等元素,这些元素对钢材性质的影响各不相同. (１)碳(C):碳是决定钢材性能最重要的元素,含碳量对碳素钢性能的影响如图５-１所示.当钢中含碳量在０.８％以下时,随着含碳量的增加,钢材的强度和硬度提高,而塑性和韧性降低;但当含碳量在１.０％以上时,随着含碳量的增加,钢材的强度反而下降. 上一页 下一页 返回 任务5.1　建筑钢材的基本知识 (２)硅(Si):硅作为脱氧剂而残留于钢中,是钢中的有益元素.硅含量较低(小于１.０％)时,能提高钢材的强度和硬度以及耐蚀性,而对塑性和韧性无明显影响.但当硅含量超过１.０％时,将显著降低钢材的塑性和韧性,增大冷脆性实效敏感性,并降低可焊性. (３)锰(Mn):锰是炼钢时用来脱氧去硫而残留于钢中的,是钢中的有益元素.锰具有很强的脱氧去硫能力,能消除或减轻氧、硫所引起的热脆性,大大改善钢材的热加工性能,同时,能提高钢材的强度和硬度,但塑性和韧性略有降低.在钢材中含锰量太高,则会降低钢材的塑性、韧性和可焊性.锰是我国低合金结构钢中的主要合金元素. (４)硫(S):硫是钢中很有害的元素.硫的存在会加大钢材的热脆性,降低钢材的各种机械性能,也使钢材的可焊性、冲击韧性、耐疲劳性和抗腐蚀性等均降低.为消除硫的这些危害,可在钢中加入适量的锰. 上一页 下一页 返回 任务5.1　建筑钢材的基本知识 (５)磷(P):磷是钢中很有害的元素.随着磷含量的增加,钢材的强度、屈强比、硬度均有提高,而塑性和韧性显著降低.特别是温度越低,对塑性和韧性的影响越大,显著加大钢材的冷脆性.磷也使钢材的可焊性显著降低.但磷可提高钢材的耐磨性和耐蚀性,故在经过合理的冶金工艺之后,低合金钢中也将磷配合其他元素作为合金元素使用. (６)氧(O):氧是钢中的有害元素.随着氧含量的增加,钢材的强度有所提高,但塑性、特别是韧性显著降低,可焊性变差. (７)氮(N)、氢(H):氮对钢材性能的影响与碳、磷相似,随着氮含量的增加,可使钢材的强度提高,塑性、特别是韧性显著降低,可焊性变差,冷脆性加剧.氮在铝、铌、钒等元素的配合下可以减少其不利影响,改善钢材性能,可作为低合金钢的合金元素使用. 上一页 下一页 返回 任务5.1　建筑钢材的基本知识 钢中溶有氢则会引起钢的白点(圆圈状的断裂面)和内部裂纹,断口有白点的钢一般不能用于建筑结构. (８)钛(Ti):钛是强脱氧剂.钛能显著提高强度,改善韧性、可焊性,但稍降低塑性. 钛是常用的微量合金元素. (９)钒(V):钒是弱脱氧剂.钒加入钢中可减弱碳和氮的不利影响,有效地提高强度,但有时也会增加焊接淬硬倾向.钒也是常用的微量合金元素. 上一页 返回 任务５.２　建筑钢材力学性能的检测 ５.２.１　基本知识 力学性能又称机械性能,是钢材最重要的使用性能.在建筑结构中,对承受静荷载作用的钢材,要求其具有一定的力学强度,并要求所产生的变形不致影响到结构的正常工作和安全使用.对承受动荷载作用的钢材,还要求其具有较高的韧性而不致发生断裂. １.抗拉性能 抗拉性能是钢材最重要的力学性能.在建筑工程中,对进入现场的钢材首先要有质保单以提供钢材的抗拉性能指标,然后对钢材进行抗拉性能的复试以确定其是否符合标准要求.拉伸中测试所得的屈服点、抗拉强度、伸长率则是衡量钢材力学性能好坏的主要技术指标. 对钢材进行拉伸试验时的试件如图５-２所示. 下一页 返回 任务５.２　建筑钢材力学性能的检测 钢材在拉伸时的性能,可用应力-应变关系曲线表示.低碳钢在拉力作用下产生变形,直至破坏,这个过程可以分为四个阶段,如图５-３所示. (１)弹性阶段(OB).弹性阶段中,OA 段为直线段.在OA 段中,应变随应力增加而增大,应力与应变成正比例关系.即 (２)屈服阶段(BC).应力过B 点后,曲线呈锯齿形.此时,应力在很小范围内波动,而应变显著增加,应力与应变之间不再成正比关系.当荷载消除后,钢材不会恢复原有的形状和尺寸,似产生屈服现象,故BC 段称屈服阶段.在BC 段中C′点为上屈服点,C″点为下屈服点,工程上,通常将C″点对应的应力称为屈服极限,用符号σs 表示.当钢材在外力作用下达到屈服点后,虽未产生破坏,但已产生很大的变形而不能满足使用的要求,因此,σs 是结构设计的重要指标. 上一页 下一页 返回 任务５.２　建筑钢材力学性能的检测 对无明显塑性变形的硬钢,以产生０.２％残余应变时所对应的应力为屈服强度,用符号σ０.２表示,如图５-４所示. ３)强化阶段(CD).应力超过C 点后,曲线呈上升趋势,此时钢材内部组织产生变化,钢材恢复了抵抗变形的能力,应变随应力的提高而增大,故称强化阶段.曲线最高点D 点对应的应力称为强度极限(即抗拉强度),用符号σb 表示.在工程设计中,强度极限不作为结构设计的依据,但应考虑屈服极限σs 与强度极限σb 的比值(屈强比).屈强比越小,反映钢材在应力超过屈服强度工作时的可靠性越大,即延缓结构损坏过程的潜力越大,因而结构越安全.但屈强比过小时,钢材强度的有效利用率低,造成浪费.常用碳素钢的屈强比为０.５８~０.６３,合金钢的屈强比为０.６５~０.７５. (４)颈缩阶段(DK).应力达到D 点后,曲线呈下降趋势,钢材标距长度内某一截面急剧缩小,形成颈缩,当应力达到K 点时钢材断裂. 上一页 下一页 返回 任务５.２　建筑钢材力学性能的检测 ２.塑性 塑性表示钢材在外力作用下产生塑性变形而不被破坏的能力.它是钢材的一个重要指标.通常,钢材的塑性用拉伸试验时的伸长率或断面收缩率来表示. (１)伸长率.伸长率反映钢材拉伸断裂时所能承受的塑性变形能力,是衡量钢材塑性的重要技术指标.伸长率以试件拉断后标距长度的增量与原标距长度之比的百分率表示. 伸长率按下式计算: 上一页 下一页 返回 任务５.２　建筑钢材力学性能的检测 (２)断面收缩率.断面收缩率按下式计算: 伸长率和断面收缩率表示钢材断裂前经受塑性变形的能力.伸长率越大或断面收缩率越高,说明钢材塑性越大.钢材塑性大,不仅便于进行各种加工,而且能保证钢材在建筑上的安全使用.因为钢材的塑性变形能调整局部高峰应力,使之趋于平缓,以免引起建筑结构的局部破坏致其导致整个结构的破坏.钢材在塑性破坏前,有很明显的变形和较长的变形持续时间,便于被人们发现和补救. 上一页 下一页 返回 任务５.２　建筑钢材力学性能的检测 ３.冲击韧性 冲击韧性是指材料在冲击荷载作用下,抵抗破坏的能力.根据«金属材料夏比摆锤冲击试验方法»(-B/T２２９—２００７)的规定,用V 型缺口试件在受摆锤冲击破坏时,单位断面面积上所消耗的能量(功),用冲击韧性值(αk)来表示.冲击韧性值αk 越大,表明钢材的冲击韧性越好,如图５-６所示. 钢材的冲击韧性随温度的降低而下降,其规律是:开始冲击韧性随温度的降低而缓慢下降,但当温度降至一定的范围(狭窄的温度区间)时,钢材的冲击韧性骤然下降很多而呈脆性,即冷脆性,这时的温度称为脆性转变温度,如图５-７所示.脆性转变温度越低,表明钢材的低温冲击韧性越好.为此,在负温下使用的结构,设计时必须考虑钢材的冷脆性,应选用脆性转变温度低于最低使用温度的钢材,并应满足规范规定的－２０℃或－４０℃条件下冲击韧性指标的要求. 上一页 下一页 返回 任务５.２　建筑钢材力学性能的检测 ４.硬度 硬度是指钢材抵抗硬物压入表面的能力,即表示钢材表面局部体积内抵抗变形的能力.其是衡量钢材软硬程度的一个重要指标.硬度值与钢材的力学性能之间有着一定的相关性. 我国现行标准测定金属硬度的方法有布氏硬度法、洛氏硬度法和维氏硬度法三种.常用的硬度指标为布氏硬度和洛氏硬度. (１)布氏硬度.布氏硬度试验是按规定选择一个直径为D(mm)的淬硬钢球或硬质合金球,以一定荷载P(N)将其压入试件表面,持续至规定时间后卸去荷载,测定试件表面上的压痕直径d(mm),根据计算或查表确定单位面积上所承受的平均应力值(或以压力除以压痕面积即得布氏硬度值),其值作为硬度指标,称为布氏硬度,代号为HB.布氏硬度值越大表示钢材越硬. 上一页 下一页 返回 任务５.２　建筑钢材力学性能的检测 布氏硬度法比较准确,但压痕较大,不宜用于成品检验.建筑钢材常用布氏硬度值HB表示,布氏硬度的测定示意图如图５-８所示. (２)洛氏硬度.洛氏硬度试验是将金刚石圆锥体或钢球等压头,按一定试验力压入试件表面,以压头压入试件的深度来表示其硬度值(无量纲),称为洛氏硬度,代号为HR. 由于洛氏硬度法的压痕小,所以常用于判断工件的热处理效果. ５.疲劳强度 受交变荷载反复作用,钢材在应力低于其屈服强度的情况下突然发生脆性断裂破坏的现象,称为疲劳破坏. 上一页 下一页 返回 任务５.２　建筑钢材力学性能的检测 疲劳破坏首先是从局部缺陷处形成细小裂纹,由于裂纹尖端处的应力集中使其逐渐扩展,直至最后断裂.疲劳破坏是在低应力状态下突然发生的,所以危害极大,往往造成灾难性事故. 在一定条件下,钢材疲劳破坏的应力值随应力循环次数的增加而降低.钢材在无数次交变荷载作用下而不致引起断裂的最大循环应力值,称为疲劳强度极限.实际测量市场以２×１０６ 应力循环为基准.钢材的疲劳强度与很多因素有关,如组织结构、表面状态、合金成分、夹杂物和应力等. 上一页 下一页 返回 任务５.２　建筑钢材力学性能的检测 ５.２.２　试验准备 １.取样 钢筋应按批进行检查和验收,每批由同一牌号、同一炉罐号、同一规格的钢筋组成.每批重量通常不大于６０t.超过６０t的部分,每增加４０t(或不足４０t的余数),增加一个拉伸试验试样和一个弯曲试验试样.允许同一牌号、同一冶炼方法、同一浇筑方法的不同炉罐号组成混合批,各炉罐号含碳量之差不大于０.０２％,含锰量之差不大于０.１５％,混合批重量不大于６０t.从同一批(同一牌号、同一炉罐号、同一规格、同一交货状态)钢筋中任取四根,每根钢筋距端部５０cm 处均截取一定长度的钢筋作试样,其中两根做拉伸试验,两根做冷弯试验.拉伸、冷弯试验用钢筋试样不允许进行车削加工. 上一页 下一页 返回 任务５.２　建筑钢材力学性能的检测 ２.试验温度 试验一般在室温为１０℃~３５℃的范围内进行.对温度要求严格的试验,温度为(２３±５)℃. ３.试验设备 万能材料试验机(示值误差不大于１％,测值应在试验机最大荷载的２０％~８０％范围内)、量具(精确度为０.１mm). ４.试样制备 (１)热轧带肋钢筋试样长度L≥L０＋３a＋２h,其中a 为钢筋直径,原始标距L０＝５a,h 为夹持长度. 上一页 下一页 返回 任务５.２　建筑钢材力学性能的检测 (２)原始标距的计算值应修约至最接近５mm 的倍数,中间值向较大一方修约.因此,如钢筋的自由长度(夹具间非夹持部分的长度)比原始标距长许多,可在自由长度范围内用小标记、细画线或细墨线均匀划分１０mm、５mm 的等间距标记,相当于一系列套叠的原始标记,便于在拉伸试验后根据钢筋断裂的位置选择合适的原始标记. ５.２.３　试验步骤 (１)将试样固定在试验机夹具内,应确保试样受轴向拉力的作用.试验机测力盘的指针调零;拨动副指针,使之与主指针重叠.开动试验机进行拉伸,应力速度应恒定在６~６０MPa/s.试验时可记录力的延伸曲线或力的位移曲线. 上一页 下一页 返回 任务５.２　建筑钢材力学性能的检测 (２)强度的测定. １)从曲线图或测力盘读取,不计初始瞬间效应时屈服阶段的最小力或屈服平台的恒定力FeL(图５-９),试验过程中的最大力Fm. ２)屈服强度ReL、抗拉强度Rm 按下式分别计算: ３)强度数值修约至１MPa(R≤２００MPa)、５MPa(２００MPa＜R≤１０００MPa). 上一页 下一页 返回 任务５.２　建筑钢材力学性能的检测 (３)断后伸长率的测定. １)选取拉伸前标记间距为５a(a 为钢筋公称直径)的两个标记作为原始标距(L０)的标记. 原则上只有断裂部位处在原始标距中间１/３的范围内为有效.但若断后伸长率大于或等于规定值,则不管断裂位置处于何处,测量均为有效. ２)试样断裂的部分应仔细地配接在一起使其轴线处于同一直线上,并确保试样断裂部分适当接触下一测量试样断裂后的标距,精确至±０.２５mm. 上一页 下一页 返回 任务５.２　建筑钢材力学性能的检测 ３)断后伸长率A 按下式计算(精确至０.５％): ５.２.４　成果评定 钢筋力学性能特征值应符合表５-２的规定,可作为交货检验的最小保证值. 上一页 返回 任务５.３　钢材工艺性能的测定 ５.３.１　基本知识 工艺性能表示钢材在各种加工过程中的行为.良好的工艺性能是钢制品或构件的质量保证,而且可以提高成品率、降低成本.其具体包括以下性能. １.冷弯性能 冷弯性能是指钢材在常温下承受弯曲变形的能力,是钢材的主要工艺性能之一.通常,用弯曲角度及弯心直径与试件厚度的比值这两个指标来衡量,如图５-１０所示. 弯曲角度越大,弯心直径与试件厚度的比值越小,则冷弯性能越好.钢材的冷弯性能与伸长率一样,也是反映钢材在静荷载作用下的塑性,而且冷弯是在更苛刻的条件下对钢材塑性的严格检验,它能反映钢材内部组织是否均匀,是否存在内应力及夹杂物等.在工程中,冷弯试验还被用作对钢材焊接质量进行严格检验的一种手段. 下一页 返回 任务５.３　钢材工艺性能的测定 ２.焊接性能(可焊性) 焊接是指把两块金属局部加热并使其接缝处迅速呈熔融或半熔融状态,从而使之更牢固地连接起来. 焊接性能是指钢材在常用的焊接方法与工艺条件下获得良好焊接接头的性能.可焊性好的钢材易于用一般焊接方法和工艺施焊,焊接时不易形成裂纹、气孔、夹渣等缺陷,焊接接头牢固可靠,焊缝及其附近受热影响区的性能不低于母材的力学性能. 在建筑工程中,焊接结构应用广泛,如钢结构构件的连接、钢筋混凝土的钢筋骨架、接头及预埋件、连接件等,这就要求钢材要有良好的焊接性能.低碳钢有优良的可焊接性,高碳钢的焊接性能较差. 上一页 下一页 返回 任务５.３　钢材工艺性能的测定 ５.３.２　冷弯试验 １.试验设备 压力机或万能试验机、弯曲装置(支辊式、V 型模具式、虎钳式或翻板式). ２.试验步骤 (１)按表５-３确定弯曲的弯心直径d、弯曲角度α. (２)采用支辊式弯曲装置时,钢筋长度L≈０.５π(d＋a)＋１４０. (３)调节支辊间距为l＝(d＋３a)±０.５a,此间距在试验期间应保持不变. 上一页 下一页 返回 任务５.３　钢材工艺性能的测定 (４)将钢筋试样放于两支辊上(图５-１１),试样轴线应与弯曲压头轴线垂直,弯曲压头在两支座之间的中点处对试样连续缓慢地施加力使其弯曲到１８０°.如不能直接达到１８０°,应将试样置于两平行压板之间,在其两端连续施加压力,使其进一步弯曲,直至达到１８０°(图５-１２).试验时加或不加垫块均可. ３.结果评定 检查试样弯曲处的外表面,无肉眼可见裂纹则评定为合格. 钢筋的拉伸和弯曲项目,如有某一项试验结果不符合标准要求,则从同一批中再任选取双倍数量的试样进行该不合格项目的复验.复验结果(包括该项试验所要求的任一指标)中,即使有一个指标不合格,则判定整批为不合格. 上一页 下一页 返回 任务５.３　钢材工艺性能的测定 ４.复验与判定 在拉伸试验的两根试件中,如果其中一根试件的屈服强度、抗拉强度和断后伸长率三个指标中有一个指标达不到钢筋标准中的规定数值,应再抽取双倍(四根)钢筋,即取双倍(四根)试件重做试验,如仍有一根试件的任一指标达不到标准中的规定数值,则拉伸试验项目判定为不合格.在冷弯试验中,如有一根试件不符合标准要求,应同样抽取双倍钢筋,制成双倍(四根)试件重新试验,如仍有一根不符合标准要求,则冷弯试验项目判定为不合格. 上一页 返回 任务５.４　建筑工程常用的钢种 ５.４.１　钢结构用钢 钢结构中常用的钢有非合金钢和低合金结构钢. ５.４.１.１　非合金钢 １.非合金钢的牌号 非合金钢的牌号由字母和数字组合而成,按顺序为:屈服点符号、屈服极限值、质量等级及脱氧程度.其共有五个牌号,即Q１９５、Q２１５、Q２３５、Q２５５、Q２７５;按质量等级分为A、B、C、D四级.A 级不要求冲击韧性;B级要求＋２０℃冲击韧性;C级要求０ ℃冲 击韧性;D级要求－２０℃冲击韧性;E级要求－４０℃冲击韧性(碳素结构钢无该等级).按脱氧程度可分为沸腾钢(F)、镇静钢(Z)、半镇静钢(b)、特殊镇静钢(TZ)四类,Z和TZ在钢号中可省略. 下一页 返回 任务５.４　建筑工程常用的钢种 ２.主要技术标准 各牌号钢的主要力学性质应符合表５-４的要求. 冷弯性能应符合表５-５的要求. 化学成分(熔炼分析)应符合表５-６的规定. 从表５-４、表５-５、表５-６中可以看出:非合金钢随着牌号的增大,其含碳量和含锰量增加,强度和硬度提高;但塑性和韧性降低,冷弯性能逐渐变差. 上一页 下一页 返回 任务５.４　建筑工程常用的钢种 ３.非合金钢的选用 非合金钢各钢号中Q１９５、Q２１５强度较低、塑性韧性较好,易于冷加工和焊接,常用作铆钉、螺丝、铁丝等;Q２３５强度较高,塑性、韧性也较好,可焊性较好,为建筑工程中主要钢号;Q２５５、Q２７５强度高、塑性韧性较差,可焊性较差,且不易冷弯,多用于机械零件,极少数用于混凝土配筋及钢结构或制作螺栓.同时,应根据工程结构的荷载情况、焊接情况及环境温度等因素来选择钢的质量等级和脱氧程度.如受振动荷载作用的重要焊接结构,处于计算温度低于－２０℃的环境下,宜选用质量等级为D的特种镇静钢. ５.４.１.２　低合金结构钢 工程上使用的钢材要求强度高,塑性好,且易于加工,非合金钢的性能不能完全满足工程的需要.在非合金钢的基础上掺入少量(掺量小于５％)的合金元素(如锰、钒、钛、铌、镍等)即称为低合金结构钢. 上一页 下一页 返回 任务５.４　建筑工程常用的钢种 １.低合金结构钢的牌号 根据«低合金高强度结构钢»(-B/T１５９１—２００８)的规定:低合金高强度结构钢按力学性能和化学成分分为Q３４５、Q３９０、Q４２０、Q４６０、Q５００、Q５５０、Q６２０、Q６９０八个钢号.与Q３４５相应的低合金钢有１６锰钢(１６Mn)、１２锰钒钢(１２MV)、１４锰铌钢(１４MnNb)等;与Q３９０ 相应的低合金钢有１５ 锰钒钢(１５MnV)、１５ 锰钛钢(１５MnTi)、１６ 锰铌钢(１６MnNb)等.规范推荐的钢种为Q３４５(１６Mn)与Q３９０(１５MnV). ２.低合金结构钢的技术标准 低合金高强度结构钢的化学成分和力学性能见表５-７、表５-９、表５-１０. 上一页 下一页 返回 任务５.４　建筑工程常用的钢种 ３.低合金结构钢的选用 低合金高强度结构钢与碳素结构钢相比,具有较高的强度,综合性能好,所以在相同的使用条件下,用钢量可比碳素结构钢节省２０％~３０％,对减轻结构自重有利.同时,还具有良好的塑性、韧性、可焊性、耐磨性、耐蚀性和耐低温性等性能. 低合金高强度结构钢主要用于轧制各种型钢、钢板、钢管及钢筋,广泛用于钢结构和钢筋混凝土结构中,特别适用于各种重型结构、高层结构、大跨度结构及桥梁结构等工程中. 上一页 下一页 返回 任务５.４　建筑工程常用的钢种 ５.４.１.３　钢材的选用标准 常用氧气转炉钢或平炉钢,最少应保证具有屈服点、抗拉强度、伸长率三项机械性能指标和硫、磷含量两项化学成分的合格保证. １.大型构件承受动力荷载的要求 (１)较大型构件、直接承受动力荷载的结构:钢材应具有冷弯试验的合格保证. (２)大、重型构件和直接承受动力荷载的结构:根据冬期工作温度情况,钢材应具有常温或低温冲击韧性的合格保证. 上一页 下一页 返回 任务５.４　建筑工程常用的钢种 ２.不同建筑结构对材质的要求 (１)重要结构构件(如梁、柱、屋架等)高于一般构件(如墙架、平台等). (２)受拉、受弯构件高于受压构件. (３)焊接结构高于拴接或铆接结构. (４)低温工作环境的结构高于常温工作环境的结构. (５)直接承受动力荷载的结构高于间接承受动力荷载的结构. (６)中级工作制构件(如重型吊车梁)高于中、轻级工作制构件. 上一页 下一页 返回 任务５.４　建筑工程常用的钢种 ３.高层建筑结构用钢 高层建筑结构用钢宜采用B、C、D 等级的Q２３５碳素结构钢和B、C、D、E 等级的Q３４５低合金高强度结构钢. 抗震结构钢材:屈强比不应小于１.２,应有明显的屈服台阶,伸长率应大于２０％,且有良好的可焊性. Q２３５沸腾钢不宜用于下列结构:重级工作制焊接结构,冬期工作温度≤－２０ ℃的轻、中级工作制焊接结构和中级工作制的非焊接结构,冬期工作温度≤－３０ ℃的其他承重结构. 上一页 下一页 返回 任务５.４　建筑工程常用的钢种 ５.４.２　钢筋混凝土结构用钢 土木工程中钢筋混凝土用钢材,主要根据结构的重要性、荷载性质(动荷载或静荷载)、连接方法(焊接或铆接)、温度条件(正温或负温)等来确定,并综合考虑钢种或钢牌号、质量等级和脱氧程度等,以保证结构的安全. 钢筋混凝土结构用钢,主要由碳素结构钢和低合金结构钢轧制而成,主要有热轧钢筋、冷加工钢筋、热处理钢棒、预应力混凝土用钢丝和钢绞线等. １.热轧钢筋 热轧钢筋是经过热轧成型并自然冷却的成品钢筋.根据其表面形状可分为光圆钢筋和带肋钢筋两类.带肋钢筋有月牙肋钢筋和等高肋钢筋等,如图５-１３所示. 上一页 下一页 返回 任务５.４　建筑工程常用的钢种 各级钢筋的力学性质见表５-１１. 热轧钢筋的级别越高,强度越强,但塑性韧性越差.在热轧钢筋中,HPB３００级钢筋为光圆钢筋,强度较低,塑性好,易于加工成型,可焊性好;HRB３３５、HRB４００、RRB４００级为月牙肋钢筋,强度较高,塑性、可焊性好,是钢筋混凝土结构的主要用筋;HRB５００级钢筋,强度高,塑性韧性有保证,但可焊性较差.HPB３００、HRB３３５、HRB４００级钢筋在钢筋混凝土中作受力筋及构造筋,HRB３３５、HRB４００、HRB５００、RRB４００级钢筋经冷拉后可作为预应力筋. 上一页 下一页 返回 任务５.４　建筑工程常用的钢种 ２.热处理钢棒 热处理钢棒以热轧中碳低合金钢筋经淬火和回火调质处理而成.«预应力混凝土用钢棒»(-B/T５２２３.３—２００５)规定热处理钢棒有光圆钢棒、螺旋槽钢棒、螺旋肋钢棒、带肋钢棒四个品种. ３.冷轧带肋钢筋 冷轧带肋钢筋是将热轧盘条经冷轧或冷拔减径后,在其表面冷轧成两面或三面带肋的钢筋.根据现行国家标准«冷轧带肋钢筋»(-B１３７８８—２００８)的规定,冷轧带肋钢筋按抗拉强度最小值可分为三级牌号,即LL５５０、LL６５０、LL８００.其中,LL分别表示“冷轧”“带肋”,后面的数字表示钢筋抗拉强度的最小数值. 上一页 下一页 返回 任务５.４　建筑工程常用的钢种 ４.预应力混凝土用钢丝和钢绞线 (１)预应力混凝土用钢丝.是应用优质碳素结构钢制作,经冷拉或冷拉后消除应力处理制成. 根据«预应力混凝土用钢丝»(-B/T５２２３—２０１４)规定:按加工状态分为冷拉钢丝(代号为WCD)和消除应力光圆钢丝,消除应力钢丝按松弛性能又分为低松弛级钢丝(WLR)和普通松弛级钢丝(WNR). (２)预应力混凝土用钢绞线.是由若干根直径为２.５~５.０mm 的高强度钢丝,以一根钢丝为中心,其余钢丝围绕其中心钢丝绞捻,再经消除应力热处理而制成. 上一页 返回 任务５.５　建筑钢材的防护 ５.５.１　钢材的锈蚀 钢材的锈蚀是指其表面与周围介质发生化学作用或电化学作用而遭到破坏. 钢材锈蚀不仅使截面面积减小,性能降低甚至报废,而且产生锈坑,造成应力集中,加速结构破坏.尤其在冲击荷载、循环交变荷载的作用下,产生锈蚀疲劳现象,使钢材的疲劳强度大为降低,甚至出现脆性断裂. 根据锈蚀作用机理,钢材的锈蚀可分为化学锈蚀和电化学锈蚀两种. 下一页 返回 任务５.５　建筑钢材的防护 １.化学锈蚀 化学锈蚀是指钢材直接与周围介质发生化学反应而产生的锈蚀. 这种锈蚀多数是氧化作用,使钢材表面形成疏松的氧化物.在常温下,钢材表面形成一薄层氧化保护膜FeO,可以起一定的防止钢材锈蚀的作用,故在干燥环境中,钢材锈蚀进展缓慢.但在温度或湿度较高的环境中,化学锈蚀进展加快. ２.电化学锈蚀 电化学锈蚀是指钢材与电解质溶液接触,形成微电池而产生的锈蚀. 上一页 下一页 返回 任务５.５　建筑钢材的防护 潮湿环境中钢材表面会被一层电解质水膜所覆盖,而钢材本身含有铁、碳等多种成分,由于这些成分的电极电位不同,则会形成许多微电池.在阳极区,铁被氧化成为Fe２＋ 离子进入水膜;在阴极区,溶于水膜中的氧被还原为OH－ 离子.随后两者结合生成不溶于水的Fe(OH)２,并进一步氧化成为疏松易剥落的红棕色铁锈Fe(OH)３.电化学锈蚀是钢材锈蚀的最主要形式. 影响钢材锈蚀的主要因素有:环境中的湿度、氧,介质中的酸、碱、盐;钢材的化学成分及表面状况等.一些卤素离子,特别是氯离子能破坏保护膜,促进锈蚀反应,使锈蚀迅速发展. 上一页 下一页 返回 任务５.５　建筑钢材的防护 ５.５.２　防止钢材锈蚀的措施 １.采用耐候钢 耐候钢即耐大气腐蚀钢,在钢中加入一定量的铬、镍、钛等合金元素,可制成不锈钢.通过加入某些合金元素,可以提高钢材的耐锈蚀能力. ２.金属覆盖 以电镀或喷镀的方法覆盖在钢材表面,提高钢材的耐腐蚀能力.薄壁钢材可采用热浸镀锌(白铁皮)、镀锡(马口铁)、镀铜、镀铬或镀锌后加涂塑料涂层等措施. ３.非金属覆盖 通常,钢结构防止锈蚀采用表面刷漆、喷涂涂料、搪瓷、塑料等措施.常用的底漆有红丹、环氧富锌漆、铁红环氧底漆等;面漆有调和漆、醇酸磁漆、酚醛磁漆等. 上一页 下一页 返回 任务５.５　建筑钢材的防护 ４.混凝土用钢筋的防锈 混凝土配筋的防锈措施,需根据结构的性质和所处环境,并考虑混凝土的质量要求等因素.主要作用是提高混凝土的密实度,保证足够的钢筋保护层厚度,限制氯盐外加剂的掺入量.混凝土中还可以掺用阻锈剂. 钢材锈蚀时会伴随体积增大,最严重的可达原体积的６倍,在钢筋混凝土中会使周围的混凝土胀裂.埋入混凝土中的钢材,由于混凝土的碱性介质(新浇混凝土的pH 值为１２左右)在钢材表面形成碱性保护膜,阻止锈蚀继续发展,故混凝土中的钢材一般不易锈蚀. 预应力钢筋一般含碳量较高,又多是经过变形加工或冷加工的,因而对锈蚀破坏较敏感,特别是高强度热处理钢筋,更容易产生锈蚀现象.所以,重要的预应力混凝土结构,除禁止掺用氯盐外,还应对原材料进行严格检验. 上一页 下一页 返回 任务５.５　建筑钢材的防护 ５.５.３　钢材的防火措施 钢是不燃性材料,但这并不表明钢材能够抵抗火灾.耐火试验与火灾案例调查表明:以失去支持能力为标准,无保护层时,钢柱和钢屋架的耐火极限仅为０.２５h,而裸露钢梁的耐火极限仅为０.１５h.温度在２００℃以内,可以认为钢材的性能基本不变;超过３００ ℃以后,弹性模量、屈服点和极限强度均开始下降,应变急剧增大;达到６００ ℃时已失去承载能力.所以,没有防火保护层的钢结构是不耐火的. 钢结构防火保护的基本原理是采用绝热或吸热材料,阻隔火焰和热量,推迟钢结构的升温速率.防火方法以包覆法为主,即以防火涂料、不燃性板材或混凝土和砂浆将钢构件包裹起来. 上一页 下一页 返回 任务５.５　建筑钢材的防护 １.防火涂料 防火涂料按受热时的变化分为膨胀型(薄型)和非膨胀型(厚型)两种. (１)膨胀型防火涂料的涂层厚度一般为２~７mm,附着力很强,有一定的装饰效果.由于其内含膨胀组分,遇火后会膨胀增厚５~１０倍,形成多孔结构,从而起到良好的隔热防火作用,根据涂层厚度可使构件的耐火极限达到０.５~１.５h. (２)非膨胀型防火涂料的涂层厚度一般为８~５０mm,呈粒状面,密度小,强度低,喷涂后需再用装饰面层隔护,耐火极限可达０.５~３.０h.为使防火涂料牢固地包裹钢构件,可在涂层内埋设钢丝网,并使钢丝网与钢构件表面的净距保持在６mm 左右. ２.不燃性板材 常用的不燃性板材有石膏、硅酸钙板、蛭石板、珍珠岩板、岩棉板等,可通过胶粘剂或钢钉、钢箍等固定在钢构件上. 上一页 返回 任务５.６　钢筋接头力学性能的测定 ５.６.１　钢筋的绑扎搭接技术 １.钢筋绑扎搭接的基本原理 钢筋绑扎搭接的基本原理是:将两根钢筋搭接一定长度,用细钢丝在多处将两根钢筋绑扎牢固,置于混凝土中.承受荷载后,一根钢筋中的力通过钢筋与混凝土之间的握裹力(粘结力)传递给附近的混凝土,再由混凝土传递给另一根钢筋.在受拉区域,HPB３００级光圆钢筋绑扎搭接接头中,还通过钢筋末端弯钩来增强钢筋与混凝土之间力的传递. ２.钢筋绑扎搭接的使用范围和技术要求 现行国家标准«混凝土结构设计规范»(-B５００１０—２０１０)中规定: (１)受力钢筋的接头宜设置在受力较小处,同一根钢筋上宜少设接头. 下一页 返回 任务５.６　钢筋接头力学性能的测定 (２)轴心受拉及小偏心受拉杆件(如桁架和拱的拉杆)的纵向受力钢筋不得采用绑扎搭接接头.当受拉钢筋的直径d＞２５mm 及受压钢筋的直径d＞２８mm 时,不宜采用绑扎搭接接头. (３)同一构件中相邻纵向受力钢筋的绑扎搭接接头宜相互错开. 钢筋绑扎搭接接头连接区段的长度为１.３倍搭接长度,凡搭接接头中点位于该连接区段长度内的搭接接头均属于同一连接区段.同一连接区段内纵向钢筋搭接接头面积百分率为该区段内有搭接接头的纵向受力钢筋截面面积与全部纵向受力钢筋截面面积的比值(图５-１４). 上一页 下一页 返回 任务５.６　钢筋接头力学性能的测定 在任何情况下,纵向受拉钢筋绑扎搭接接头的搭接长度均不应小于３００mm. (４)构件中的纵向受压钢筋,当采用搭接连接时,其受压搭接长度不应小于第(３)条规定的纵向受拉钢筋搭接长度的０.７倍,且在任何情况下均不应小于２００mm. (５)在纵向受力钢筋搭接长度范围内应配置箍筋,其直径不应小于搭接钢筋较大直径的０.２５倍.当钢筋受拉时,箍筋间距不应大于搭接钢筋较小直径的５倍,且不应大于１００mm;当钢筋受压时,箍筋间距不应大于搭接钢筋较小直径的１０倍,且不应大于２００mm.当受压钢筋直径d＞２５mm 时,还应在搭接接头两个端面外１００mm 范围内各设置两个箍筋. 上一页 下一页 返回 任务５.６　钢筋接头力学性能的测定 ５.６.２　钢筋焊接接头的试验方法 钢筋焊接技术自２０ 世纪５０ 年代开始逐步推广应用.近十几年来,焊接新材料、新方法、新设备不断涌现,工艺参数和质量验收逐步修正和完善.我国已制定相应的技术规程«钢筋焊接及验收规程»(J-J１８ —２０１２),其他相关标准还包括«钢筋混凝土用钢　第３部分:钢筋焊接网»(-B/T１４９９.３—２０１０). ５.６.２.１　钢筋的焊接性 钢筋的焊接性与钢材的焊接性是相近的,也可以碳当量Ceq来估计.Ceq可按现行国家标准«钢筋混凝土用钢　第２部分:热轧带肋钢筋»(-B/T１４９９.２—２００７)中规定的公式计算: 上一页 下一页 返回 任务５.６　钢筋接头力学性能的测定 ５.６.２.２　焊接方法与原理 通常,将钢筋焊接分为钢筋电阻点焊、钢筋闪光对焊、钢筋电弧焊、钢筋电渣压力焊、钢筋气压焊、预埋件钢筋埋弧压力焊共六种方法.但一般来说,钢筋焊接可分为电弧焊和接触对焊两大类. 电弧焊是利用焊接时产生的高温电弧,使焊条金属熔化在钢筋上,成为连接钢筋的焊缝金属的方法.同时,电弧的高温使钢筋边缘熔化,由于扩散作用与熔化的焊条金属均匀而密切地熔合,从而实现钢筋之间的牢固连接.接触对焊是利用电流通过两根钢筋的接触面所产生的高温,熔融接触面钢筋,加压熔合而成的方法.接触对焊不需采用焊条.在焊接过程中,钢筋中常发生复杂的、不均匀的反应和变化,这是由于瞬时的高温使钢筋熔化,而且钢的传热和冷却速度很快,导致受热部位的剧烈膨胀和收缩,因此,极易产生变形以及内应力和组织的变化. 上一页 下一页 返回 任务５.６　钢筋接头力学性能的测定 焊接不良易造成各种缺陷,常见的缺陷有焊缝金属缺陷(热裂纹、夹杂物和气孔)和钢筋热影响区的缺陷(冷裂纹、晶粒粗大、碳化物和氮化物析出).对焊接件质量影响最大的缺陷是裂纹和缺口,会降低焊接部位的强度、塑性、韧性和耐疲劳性. ５.６.２.３　各种焊接方法的适用范围 钢筋焊接时,各种焊接方法的适用范围应符合现行行业标准«钢筋焊接及验收规程»(J-J１８—２０１２)中的规定.表５-１３给出了不同焊接方法的适用范围. ５.６.２.４　钢筋焊接接头的测定方法 １.取样数量及要求 焊接钢筋取样要求见表５-１４. 上一页 下一页 返回 任务５.６　钢筋接头力学性能的测定 ２.试样制备及要求 拉伸试样(除预埋件钢筋T形接头外)的长度应为ls ＋２lj,其中,ls 为受试长度,lj 为夹持长度.闪光对焊接头、电渣压力焊接头、气压焊接头ls 均为８d(d 为钢筋直径),双面搭接焊接头ls 为８d＋１h(１h 为焊缝长度),单面搭接焊接头ls 为５d＋１h. ３.结果判定 钢筋闪光对焊接头、电弧焊接头、电渣压力焊接头、气压焊接头拉伸试验结果均应符合下列要求: (１)３ 个热轧钢筋接头试件的抗拉强度均不得小于该牌号钢筋规定的抗拉强度; RRB４００级钢筋接头试件的抗拉强度均不得小于５７０N/mm２. 上一页 下一页 返回 任务５.６　钢筋接头力学性能的测定 (２)至少应有２个试件断于焊缝之外,并应呈延性断裂. 当达到上述２项要求时,应评定该批接头为抗拉强度合格. 当试验结果有２个试件的抗拉强度小于钢筋规定的抗拉强度,或３个试件均在焊缝或热影响区发生脆性断裂时,则一次判定该批接头为不合格品. (３)弯曲试验可在万能试验机、手动或电动液压弯曲试验器上进行,焊缝应处于弯曲中心点,弯心直径和弯曲角应符合表５-１５的规定. 上一页 下一页 返回 任务５.６　钢筋接头力学性能的测定 ５.６.３　钢筋机械连接接头的试验方法 １.钢筋机械连接的类型与特点 钢筋机械连接是通过连接件直接或间接的机械咬合作用或钢筋端面的承压作用将一根钢筋中的力传递至另一钢筋的连接方法,国内外常用的钢筋机械连接方法有以下６种. (１)挤压套筒接头.通过挤压力使连接用的钢套筒塑性变形并与带肋钢筋紧密咬合而形成的接头.挤压套筒接头又可分为径向挤压套筒接头和轴向挤压套筒接头,如图５-１５所示. (２)锥螺纹套筒接头.通过钢筋端头特制的锥形螺纹与锥螺纹套筒咬合而形成的接头,如图５-１６所示. 上一页 下一页 返回 任务５.６　钢筋接头力学性能的测定 (３)直螺纹套筒接头.通过钢筋端头特制的直螺纹与直螺纹套筒咬合而形成的接头,如图５-１７所示.直螺纹套筒接头又可分为镦粗直螺纹接头和滚轧直螺纹接头.镦粗直螺纹接头是指通过钢筋端头镦粗后制作的直螺纹与连接件螺纹咬合而形成的接头;滚轧直螺纹接头是指通过钢筋端头直接滚轧或剥肋后制作的直螺纹与连接件螺纹咬合而形成的接头. (４)金属充填套筒接头.由高热剂反应产生熔融金属充填在钢制套筒内形成的接头,如图５-１８所示. (５)水泥灌浆充填套筒接头.用特制的水泥浆填充在特制的钢套筒内硬化后形成的接头,如图５-１９所示. (６)受压钢筋端面平接头.被接钢筋端头按规定工艺平切后,端面直接接触传递压力的接头.另外,还有一些复合接头,如复合螺纹套筒接头、挤压直螺纹套筒接头、挤压螺纹套筒接头等. 上一页 下一页 返回 任务５.６　钢筋接头力学性能的测定 ２.机械连接接头的性能 钢筋接头对混凝土结构的强度性能和变形性能(总伸长率、非弹性变形和残余变形)有重要的影响.机械连接接头与焊接接头的最大区别是接头的变形性能.所有能够承受拉力的钢筋机械连接的接头都是通过套筒剪切传力.这种接头在荷载作用下,接头端部的受力比较集中,钢筋与套筒或传力介质接触部分应力大,首先局部变形,这种变形逐步向接头内延伸.无论是直接连接的接头(螺纹套筒接头、挤压套筒接头),还是通过中间介质间接连接的接头(水泥灌浆充填套筒接头、熔融金属充填套筒接头),这些能承受拉伸荷载的机械连接接头在受力时都有相类似的应力分布.因此,接头即使在远小于屈服强度的应力之下,还是会产生非弹性变形和残余变形.这是钢筋机械连接接头受力发生变形时最显著的特点,也是接头性能级别分类的主要依据之一. 上一页 下一页 返回 任务５.６　钢筋接头力学性能的测定 钢筋焊接接头在不大于钢筋弹性极限荷载的情况下,接头的刚度是不变的,没有非弹性变形和残余变形.这是因为焊接接头是通过原子间的结合,钢筋焊接接头是一个相对连续的整体,其刚度只与接头形状有关,加强部位的刚度比钢筋还大.而机械连接接头的非弹性变形不仅与接头各组成部分的形状有关,还与各部分之间的紧密程度、预应力状况以及荷载大小有关.在不大于钢筋弹性极限荷载的情况下,焊接接头的刚度不变,也不产生残余变形,而机械连接接头的刚度在小荷载或中等荷载的条件下往往比钢筋大一些.随着荷载的增大,机械连接接头非弹性变形也增大,刚度逐渐减小.因此,在表示机械连接接头的非弹性变形(或残余变形)时,必须指明是在多大应力水平下发生的.钢筋机械连接接头根据强度、非弹性变形、残余变形、总伸长率、高应力和大变形条件下的反复拉压性能等指标的差异,可分为Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级. Ⅱ级和Ⅲ级接头的要求见表５-１６和表５-１７的有关规定. 上一页 下一页 返回 任务５.６　钢筋接头力学性能的测定 ３.取样数量及要求 (１)钢筋连接工程开始前及施工过程中,应对每批进场钢筋进行接头工艺检验.进行工艺检验时,应按以下规定进行: １)每种规格钢筋的接头取不少于３个试件进行抗拉强度检验. ２)自接头试件的同一根钢筋上,割取一个钢筋母材试件进行抗拉强度检验. ３)３根接头试件的抗拉强度均应符合表５-１６的要求.另外,I级接头,试件的抗拉强度尚应大于等于钢筋抗拉强度实测值的０.９５倍;Ⅱ级接头应大于０.９０倍. (２)接头的现场检验按验收批进行.同一施工条件下采用同一批材料的同等级、同形式、同规格接头,以５００个为一验收批,不足５００个也作为一个验收批.现场检验进行外观质量和单向拉伸. 上一页 下一页 返回 任务５.６　钢筋接头力学性能的测定 ４.结果判定 钢筋接头的破坏形态有三种,即钢筋拉断、接头连接件破坏、钢筋从连接件中拔出.对于Ⅱ级、Ⅲ级接头,无论试件属于哪种破坏形态,只要满足标准要求即为合格.对于Ⅰ级接头,当试件断于钢筋母材,即满足条件≥试件合格,当试件断于接头长度区域内,即满足≥１.１０fuk,才能判为合格.对接头的每一验收批,必须在工程结构中随机截取３个接头试件作抗拉强度试验,按设计要求的接头等级进行评定. 当３个接头试件的抗拉强度均符合表５-１６中相对应等级的要求时,该验收批评为合格.如有１个试件的强度不符合要求,应再取６个试件进行复检.复检中如仍有１个试件的强度不符合要求,则该验收批评为不合格. 上一页 返回 图５-１　含碳量对碳素钢性能的影响 返回 图５-２　钢材的拉伸试件 返回 图５-３　低碳钢拉伸时的应力-应变曲线 返回 图５-４　硬钢应力-应变图 返回 图５-６　冲击韧性试验示意图 返回 图５-７　钢的脆性转变温度 返回 图５-８　布氏硬度的测定示意图 返回 图５-９　屈服强度 返回 表５-２　钢筋力学性能特征值的要求 返回 图５-１０　钢筋冷弯 返回 表５-３　钢筋冷弯的弯心直径和弯曲角度 返回 图５-１１　支辊式弯曲装置 返回 图５-１２　弯曲至两臂平行 返回 表５-４　非合金钢的主要力学性质要求 返回 表５-５　非合金钢冷弯的要求 返回 表５-６　非合金钢的化学成分 返回 表５-７　钢的牌号及化学成分 返回 表５-９　低合金高强度结构钢的夏比(V 型)冲击试验温度和冲击吸收能量 返回 表５-１０　低合金高强度结构钢的弯曲试验 返回 图５-１３　带肋钢筋 返回 表５-１１　热轧钢筋的力学性能和工艺性能 返回 图５-１４　同一连接区段内的纵向受拉钢筋绑扎搭接接头 返回 表５-１３　不同焊接方法的适用范围 返回 表５-１４　焊接钢筋取样要求 返回 表５-１５　焊缝的弯心直径和弯曲角 返回 图５-１５　钢筋挤压套筒接头 返回 图５-１６　钢筋锥螺纹套筒接头 返回 图５-１７　钢筋直螺纹套筒接头 返回 图５-１８　钢筋熔融金属充填套筒接头 返回 图５-１９　钢筋水泥灌浆充填套筒接头 返回 表５-１６　接头的抗拉强度 返回 表５-１７　接头的变形性能 返回 $$