PPT《1.什么是土工布？简述土工布在道路工程中的作用。2.什么是...》

1.

什么是土工布?简述土工布在道路工程中的作用.2.什么是高分子聚合物?简述其特征.3.了解常用高分子聚合物改性水泥混凝土和改性沥青混合料的特点和应用.

第六章 工程高分子聚合物材料

第七章 建筑钢材 拱肋转体施工 基础砼

一、钢的冶炼和分类 钢理论上,凡是把含碳量小于2%,含杂质比较少的铁碳合金称为钢.含碳量超过2%,称为生铁;

含碳量小于0.08%,称为工业纯铁. 白口铁 液态生铁 吹入空气或氧气 钢 浇注成钢锭 脱氧熔融 钢的分类 1.按冶炼方法分 钢 转炉钢 沸腾钢(F) 电炉钢 平炉钢 按冶炼方法分 按脱氧程度分 半镇静钢(b) 镇静钢(Z) 特殊镇静钢(TZ) 脱氧:在钢水中加入脱氧剂,使之与FeO反应生成钢渣 而被除去的过程. 2.按化学成分分 钢 中碳钢 低合金钢 高碳钢 低碳钢 碳素钢 合金钢 中合金钢 高合金钢 C0.60% 合金总含量10% 3.按用途分 分为结构钢(碳素结构钢和合金结构钢)、工具钢、 特殊性能钢(如不锈钢、耐酸钢、耐碱钢、磁钢等). 4.按质量分 按S和P元素含量,分为普通质量钢、优质钢和特殊质量钢. 5.按生产工艺、机械性能和加工条件分 热轧带肋钢筋、热轧光圆钢筋、冷轧带肋钢筋、余热处理钢筋、钢丝等. 对于桥梁结构用钢材,要求具有较高的强度、良好的塑形、韧性和可焊性,所以其所用钢筋是属于碳素结构钢或低合金结构钢.

二、建筑钢材的技术性质 强度、塑性、冷弯性能、冲击韧性和硬度等五个方面. 1.强度 用低碳钢在拉伸试验中的应力 C 应变曲线来描述 1)屈服强度 2)抗拉强度 碳素钢受拉时的应力 C 应变曲线 标准试件 按照一定的要求,对表面进行车削加工后的试件. l0 A0 d0 l 头部 头部 工作段 低碳钢的拉伸性能 万能材料试验机 σ ε

0 钢材拉伸过程的σ-ε图OB―弹性阶段 BC―屈服阶段 CD―强化阶段 DE―颈缩阶段 A

0 B C B

0 D C E D F E C上 上屈服点 C下 下屈服点 σ ε

0 钢材拉伸弹性阶段示意图 A B

0 弹性阶段 σp―比例极限,MPa. σp σB σB―弹性极限,MPa. 注:由于A、B两点相距较近,一般认为σp=σB . σ ε

0 钢材拉伸屈服阶段示意图 A B

0 C下 C上 C 屈服阶段 以下屈服点的应力作为钢材的屈服强度. 屈服强度是结构设计中强度取值的依据. σ ε

0 钢材拉伸强化阶段示意图 A B

0 C下 C上 C D D D D D 强化阶段 σb σb――极限抗拉强度 D C σ ε

0 E 钢材拉伸颈缩阶段示意图 A B

0 C下 C上 C D DE――颈缩阶段 拉伸过程的参数 强度指标屈服强度:抗拉强度:塑性指标伸长率:断面收缩率: 硬钢(高碳钢)的拉伸性能 硬钢强度高,塑性差,拉伸过程无明显屈服阶段,无法直接测定屈服强度.用条件屈服强度σ0.2来代替屈服强度.条件屈服点σ0.2 :使硬钢产生0.2%塑性变形时的应力.见左图. σ ε

0 A 0.2% a b oa――总变形.ba――弹性变形99.8%.ob――塑性变形0.2%. 2.冲击韧性 定义及指标指钢材抵抗冲击荷载而不被破坏的能力.其大小用冲击韧性值αk表示.αk 越大,则冲击韧性越好.αk是以试件冲击破坏时缺口处单位面积上所消耗的功(J/cm2).影响因素硫、磷含量高,含非金属夹杂物,焊接形成裂纹,温度降低等,均会降低冲击韧性.对于承受冲击荷载和振动荷载部位的钢材,必须考虑冲击韧性. 3.硬度 1)定义:钢材表面局部体积内抵抗更硬物体压入的能力. 2)测定方法:布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等3种 常用布氏硬度和洛氏硬度法 4.工艺性能 1)冷弯性能 指钢材在常温下承受弯曲变形的能力,是建筑钢材的重要工艺性能. 冷弯试验的指标:弯心直径d与试件厚度(直径)a的比值d/a;

弯曲角度(90°或180°);

试样弯曲外表面无肉眼可见裂纹则冷弯合格. 通过冷弯试验,更有助于暴露钢材的某些内在缺陷,它能揭示钢材是否存在内部组织不均匀、内应力和夹杂物等缺陷. 可焊性是指在一定焊接工艺条件下,在焊缝及其附近过热区是否产生裂缝及脆硬影响,焊接后接头强度是否与母体相近的性能.可焊性受化学成分及含量的影响.含碳量高、含硫量高、合金元素含量高等,均会降低可焊性.含碳量小于0.25%的非合金钢具有良好的可焊性. 焊接结构应选择含碳量较低的镇静钢.当采用高碳钢及合金钢时,为了改善焊接后的硬脆性,焊接时一般要采用焊前预热及焊后热处理等措施. 2)可焊性 3)钢材的冷加工强化和时效 冷加工强化冷加工强化是钢材在常温下,以超过其屈服点但不超过抗拉强度的应力对其进行的加工.建筑钢材常用的冷加工有冷拉、冷拔、冷轧等.对钢材进行冷加工的目的,主要是利用时效提高强度,利用塑性节约钢材,同时也达到调直和除锈的目的. 时效冷加工后的钢材随时间的延长,其强度、硬度提高,而塑性、冲击韧性降低的现象称为时效.时效处理分为自然时效和人工时效两种.自然时效是将其冷加工后,在常温下放置15~20d;

人工时效是将冷加工后的钢材加热至100~200℃保持2h以上.经过时效处理后的钢材,其屈服强度、抗拉强度及硬度都将提高,而塑性和韧性降低.

三、桥梁建筑用钢材及其制品 常见钢材的钢种及牌号 1.碳素结构钢(非合金钢) 牌号表示法由代表屈服点的字母、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法符号等四个部分按顺序组成;

如:Q235-AF表示为屈服强度不小于235MPa的A级沸腾钢. 牌号共有Q

195、Q

215、Q

235、Q

255、Q275五个牌号.技术要求化学成分、力学性能、冷弯性能应符合GB700规定. 应用Q

195、Q215,含碳量低,强度低,塑性、韧性、加工性能和可焊性好,主要用于轧制薄板和盘条、制造铆钉、地脚螺栓等.Q235,含碳适中,综合性能好,强度、塑性和焊接等性能得到很好配合,用途最广泛.常轧制成盘条或钢筋,以及圆钢、方钢、扁钢、角钢、工字钢、槽钢等型钢,广泛地应用于建筑工程中.Q

255、Q275,强度、硬度较高,耐磨性较好,塑性和可焊性能有所降低.主要用作铆接与螺栓连接的结构及加工机械零件. 2.低合金高强度结构钢 是在碳素钢的的基础上加入小于总量5%的合金元素 牌号表示方法由代表屈服点的拼音字母(Q)、屈服点数值、质量等级符号(A、B、C、D、E)三部分按顺序组成.如Q345A表示屈服点不小于345MPa的A级钢. 牌号共有Q

295、Q

345、Q

390、Q

420、Q460五个牌号.技术要求其化学成分、力学性能、冷弯性能应符合GB/T1591 的规定 应用Q295,钢中只含有极少量合金元素,强度不高,但有良好的塑性、冷弯、焊接及耐蚀性能.主要用于建筑工程中对强度要求不高的一般工程结构.Q

345、Q390,综合力学性能好,焊接性能、冷热加工性能和耐蚀性能均好,C、D、E级钢具有良好的低温韧性.主要用于承受较高荷载的焊接结构.Q

420、Q460,强度高,特别是在热处理后有较高的综合力学性能.主要用于大型工程结构及要求强度高、荷载大的轻型结构. 钢筋1.热轧钢筋 生产采用钢锭经加热轧制 自然冷却而成.分类钢筋混凝土用热轧钢筋分为 光圆钢筋和带肋钢筋两种.牌号热轧直条光圆钢筋 :HPB235热轧带肋钢筋:HRB

335、HRB

400、HRB500 数字表示其屈服强度的最小值. H、R、B分别为热轧(Hotrolling)、带肋(Ribbed)、钢筋(Bars)三个词英文首位字母. 月牙肋钢筋 2.冷轧带肋钢筋 生产冷轧带肋钢筋由热轧圆盘条经冷轧或冷拔减径后,在表面冷轧成两面或三面有肋的钢筋.钢筋冷轧后允许进行低温回火处理.牌号按抗拉强度分为CRB

550、CRB

650、CRB

800、CRB

970、共四个牌号,数字表示钢筋抗拉强度的最小值. 规格直径范围为4~12mm,推荐的公称直径为

5、

6、

7、

8、

9、10mm 力学性能和工艺性能应符合GB13788的相关规定 .应用冷轧带肋钢筋用于非预应力构件,与热轧钢筋相比,强度提高17%左右,可节约钢材30%左右;

用于预应力构件,与低碳冷拔钢丝比,伸长率高,钢筋与混凝土之间的粘结力较大,适用于中、小预应力混凝土结构构件,也适用于焊接钢筋网. 3.热处理钢筋 概述热处理钢筋是经过淬火和回火调质处理的螺纹钢筋.分有纵肋和无纵肋两种,其外形分别见右图.代号为RB150.规格公称直径

6、8.

2、10mm.牌号 有40Si2Mn、48Si2Mn和45Si2Cr三个 . 有纵肋 无纵肋 力学性能 见规范规定,书中表7-5特点及应用热处理钢筋具有很高的强度外,还具有较好的塑性和韧性,特别适合于预应力构件.但其对应力腐蚀及缺陷敏感性强,应防止产生锈蚀及刻痕等现象.热处理钢筋不适用于焊接和点焊的钢筋 . 钢丝及钢绞线 4.钢丝 生产以优质碳素结构钢盘条为原料,经淬火、酸洗、冷拉制成的用作预应力混凝土骨架的钢丝. 分类按加工状态分为冷拉钢丝和消除应力钢丝两种;

按外形分为光圆钢丝(代号为P)、刻痕钢丝(代号为I)和螺旋肋钢丝(代号为H)三种.力学性能应符合相应标准规定.钢丝主要用作桥梁、吊车梁、电杆、楼板、大口径管道等预应力混凝土构件中的预应力筋 . 5.钢绞线 生产:由多根圆形断面钢丝捻制而成.规格标号应包含:预应力钢绞线,结构代号,公称直径,强度级别,标准号.eg:1*7-15.20-1860-GB/T 5224-2003特点及应用钢绞线与其他配筋材料相比,具有强度高、柔性好、质量稳定、成盘供应不需接头等优点.适用于作大型建筑、公路或铁路桥梁、吊车梁等大跨度预应力混凝土构件的预应力钢筋,广泛地应用于大........