『壹』 建築鋼材的力學性能主要有哪些
鋼材的力學性能:有明顯流幅的鋼筋,塑形好、延伸率大。
技術指標:屈服強度、延伸率、強屈比、冷彎性能。
力學性能是最重要的使用性能,包括抗拉性能、沖擊韌性、耐疲勞性等。工藝性能包括冷彎性能和可焊性。
(1)抗拉性能:抗拉性能鋼材最重要的力學性能。
屈服強度是結構設計中鋼材強度的取值依據。
抗拉強度與屈服強度之比(強屈比)σb/σs,是評價鋼材使用可靠性的一個參數。
對於有抗震要求的結構用鋼筋,實測抗拉強度與實測屈服強度之比不小於1.25;
實測屈服響度與理論屈服強度之比不大於1.3;
強屈比愈大,鋼材受力超過屈服點工作時的可靠性越大,安全性越高;但強屈比太大,鋼材強度利用率偏低,浪費材料。
鋼材受力破壞前可以經受永久變形的性能,稱為塑性,它是鋼材的一個重要指標。鋼材的塑性指標通常用伸長率表示。伸長率隨鋼筋強度的增加而降低。
冷彎也是考核鋼筋塑性的基本指標。
(2)沖擊韌性,是指鋼材抵抗沖擊荷載的能力,在負溫下使用的結構,應當選用脆性臨界溫度較使用溫度為低的鋼材。
(3)耐疲勞性:鋼材在應力遠低於其屈服強度的情況下突然發生脆斷破裂的現象,稱為疲勞破壞。危害極大,鋼材的疲勞極限與其抗拉強度有關,一般抗拉強度高,其疲勞極限也較高。
來源:中國鋼材網
『貳』 從鋼材的力學性能和工藝性能要求,分析如何評定建築鋼材的質量.
建築鋼材的力學性能有:抗拉性能、沖擊韌性、耐疲勞性
建築鋼材的工藝性能有:冷彎性能、可焊性能
1. 抗拉性能
低碳鋼拉伸時的應力-應變圖 硬鋼應力-應變圖
抗拉性能是建築鋼材最重要的力學性能。鋼材受拉時,在產生應力的同時,相應地產生應變。應力和應變的關系反映出鋼材的主要力學特徵。從低碳鋼(軟鋼)的應力-應變關系中可看出,低碳鋼從受拉到拉斷,經歷了四個階段:彈性階段(OA)、屈服階段(AB)、強化階段(BC)和頸縮階段(CD)。
⑴ 彈性階段
在圖中OA段,應力較低,應力與應變成正比例關系,卸去外力,試件恢復原狀,無殘余形變,這一階段稱為彈性階段。彈性階段的最高點(A點)所對應的應力稱為彈性極限,用σp表示,在彈性階段,應力和應變的比值為常數稱為彈性模量,用E表示,即E=σ/ε。
⑵ 屈服階段
當應力超過彈性極限後,應變的增長比應力快,此時,除產生彈性變形外,還產生塑性變形。當應力達到B上點時,即使應力不再增加,塑性變形仍明顯增長,鋼材出現了「屈服」現象,這一階段稱為屈服階段。在屈服階段中,應力會有波動,出現上屈服點(B上)和下屈服點(B下)。由於下屈服點比較比較穩定且容易測定,因此,採用下屈服點對應的應力作為鋼材的屈服極限(σS)或屈服強度。
鋼材受力達到屈服強度後,變形迅速增長,盡管尚未斷裂,已不能滿足使用要求,故結構設計中以屈服強度作為容許應力取值的依據。
⑶ 強化階段
在鋼材屈服到一定程度後,由於內部晶格扭曲、晶粒破碎等原因,阻止了塑性變形的進一步發展,鋼材抵抗外力的能力重新提高,在應力-應變圖上,曲線從B點開始上升直至最高點C,這一過程稱為強化階段;
對應於最高點C的應力稱為抗拉強度(σb)。它是鋼材所承受的最大拉應力。常用低碳鋼的抗拉強度為375~500MPa。
條件屈服點: 某些合金鋼或含碳量高的鋼材(如預應力混凝土用鋼筋和鋼絲)具有硬鋼的特點,其抗拉強度高,無明顯屈服階段,伸長率小。
故採用產生殘余變形為0.2%原標距長度時的應力作為屈服強度,稱為條件屈服點,用δ0.2表示。
強屈比:抗抗拉強度與屈服強度之比(強屈比)σb/σS,是評價鋼材使用可靠性的一個參數。強屈比愈大,鋼材受力超過屈服點工作時的可靠性越大,安全性越高,但是,強屈比太大,鋼材強度的利用率偏低,浪費材料。鋼材的強屈比一般不低於1.2,用於抗震結構的普通鋼筋實測的強屈比應不低於1.25。
⑷ 頸縮階段
在鋼材達到C點後,試件薄弱處的斷面將顯著減小,塑性變形急劇增加,產生「頸縮」現象而斷裂(圖8-3)。
鋼材的塑性通常用拉伸試驗時的伸長率或斷面收縮率來表示。
伸長率:將拉斷後試件拼合起來,測量出標距長度l1,l1與試件受力前的原標距l0之差為塑性變形值,它與原標距l0之比為伸長率δ,按下式計算:
式中 δ——伸長率;
l0——試件原始標距長度,mm;
l1——斷裂試件拼合後標距長度,mm;
斷面收縮率:是指斷口處的面積收縮量與原面積之比
試件拉伸前和斷裂後標距的長度
2.冷彎性能
冷彎性能是指鋼材在常溫下承受彎曲變形的能力,以試驗時的彎曲角度α和彎心直徑d為指標表示。
鋼材的冷彎試驗是通過直徑(或厚度)為a的試件,採用標准規定的彎心直徑d(d = na,n為整數),彎曲到規定的角度時(180°或90°),檢查彎曲處有無裂紋、斷裂及起層等現象。若沒有這些現象則認為冷彎性能合格。鋼材冷彎時的彎曲角度α越大,d/a越小,則表示冷彎性能越好。
3. 沖擊韌性
鋼材的沖擊韌性是處在簡支梁狀態的金屬試樣在沖擊負荷作用下折斷時的沖擊吸收功。鋼材的沖
擊韌性與鋼材的化學成分、組織狀態,以及冶煉、加工都有關系。例如,鋼材中磷、硫含量較高,存在偏析、非金屬夾雜物和焊接中形成的微裂紋等都會使沖擊韌性顯著降低。
沖擊韌性隨溫度的降低而下降,其規律是:開始下降緩和,當達到一定溫度范圍時,突然下降很多而呈脆性,這種性質稱為鋼材的冷脆性;
4. 耐疲勞性
受交變荷載反復作用時,鋼材在應力低於其屈服強度的情況下突然發生脆性斷裂破壞的現象,稱為疲勞破壞。疲勞破壞是在低應力狀態下突然發生的,所以危害極大,往往造成災難性的事故。
在一定條件下,鋼材疲勞破壞的應力值隨應力循環次數的增加而降低。鋼材在無窮次交變荷載作用下而不至引起斷裂的最大循環應力值,稱為疲勞強度極限,實際測量時常以2×106次應力循環為基準。一般來說,鋼材的抗拉強度高,其疲勞極限也較高。
5.焊接性能
焊接是把兩塊金屬局部加熱,並使其接縫部分迅速呈熔融或半熔融狀態,而牢固的連接起來。它是鋼結構的主要連接形式。建築工程的鋼結構中,焊接結構要佔90%以上。
鋼材的焊接性能是指在一定的焊接工藝條件下,在焊縫及其附近過熱區不產生裂紋及硬脆傾向,焊接後鋼材的力學性能,特別是強度不低於原有鋼材的強度。
鋼材的化學成分對鋼材的可焊性有很大的影響。隨鋼材的含碳量、合金元素及雜質元素含量的提高,鋼材的可焊性降低。鋼材的含碳量超過0.25%時,可焊性明顯降低;硫含量較多時,會使焊口處產生熱裂紋,嚴重降低焊接質量。
『叄』 鋼筋的屈服強度越大強度越高嗎
鋼筋的屈服強度越大,抗拉強度也越大。但鋼筋的屈服強度過高對混凝土構件來說,沒有什麼作用。
因為混凝土達到強度極限時的延伸率為0.002,當鋼筋強度超過400MPa後,混凝土強度達到極限強度時鋼筋沒有屈服,不能充分利用鋼筋的強度;否則混凝土強度下降,構件承載力下降。
大於屈服強度的外力作用,將會使零件永久失效,無法恢復。如低碳鋼的屈服極限為207MPa,當大於此極限的外力作用之下,零件將會產生永久變形。
(3)鋼材受力超過屈服強度會發生什麼意思擴展閱讀:
建設工程上常用的屈服標准有三種:
1、比例極限應力-應變曲線上符合線性關系的最高應力,國際上常採用σp表示,超過σp時即認為材料開始屈服。
2、彈性極限試樣載入後再卸載,以不出現殘留的永久變形為標准,材料能夠完全彈性恢復的最高應力。國際上通常以ReL表示。應力超過ReL時即認為材料開始屈服。
3、屈服強度 以規定發生一定的殘留變形為標准,如通常以0.2%殘留變形的應力作為屈服強度,符號為Rp0.2。
『肆』 屈服極限與材料強度的關系
屈服強度指材料在出現屈服現象時所能承受的最大應力。
屈服強度:是金屬材料發生屈服現象時的屈服極限,亦即抵抗微量塑性變形的應力。對於無明顯屈服的金屬材料,規定以產生0.2%殘余變形的應力值為其屈服極限,稱為條件屈服極限或屈服強度。大於此極限的外力作用,將會使零件永久失效,無法恢復。如低碳鋼的屈服極限為207MPa,當大於此極限的外力作用之下,零件將會產生永久變形,小於這個的,零件還會恢復原來的樣子。
極限強度;ultimate strength
物體在外力作用下發生破壞時出現的最大應力,也可稱為破壞強度或破壞應力。一般用標稱應力來表示。根據應力種類的不同,可分為拉伸強度(σt)、壓縮強度(σc)、剪切強度(σs)等。
體育鍛煉方面,極限強度是指持續最大速度或最大力量(肌肉快速緊張地工作)做10~30秒的練習,心率在190次/分以上。
將鋼材拉伸,鋼材的伸長量與使用的力成正比,當力消失,鋼材就會恢復到原來的長度。這是鋼材的彈性范圍內的現象,拉伸時發生的伸長只是彈性變形。
當將鋼材拉伸,鋼材伸長到一定的程度,繼續再伸長時,力並不需要增加,只維持一定的大小就可以了。這種現象就是鋼材的應力達到屈服強度了,這時如果將力撤除,鋼材就不能在恢復原來的長度,被拉長了一點,發生了塑性變形。
如果鋼材到達屈服強度以後,我們繼續拉伸,則鋼材伸長到一定的程度時,還繼續拉伸,里就需要增加拉力才行了,這是叫做鋼材的塑性變形結束,強度開始增加了,直到最後,鋼材被拉斷。拉斷時的應力,就是鋼材的極限強度。
『伍』 建築鋼材的力學性能和工藝性能
鋼材的主要性能包括力學性能和工藝性能。其中力學性能是鋼材最重要的使用性能,包括拉伸性能、沖擊性能、疲勞性能等。工藝性能表示鋼材在各種加工過程中的行為,包括彎曲性能和焊接性能等。
(1)拉伸性能
反映建築鋼材拉伸性能的指標,包括屈服強度、抗拉強度和伸長率。屈服強度是結構設計中鋼材強度的取值依據。抗拉強度與屈服強度之比(強屈比)是評價鋼材使用可靠性的一個參數。強屈比愈大,鋼材受力超過屈服點工作時的可靠性越大,安全性越高;但強屈比太大,鋼材強度利用率偏低,浪費材料。
鋼材在受力破壞前可以經受永久變形的性能,稱為塑性。在工程應用中,鋼材的塑性指標通常用伸長率表示。伸長率是鋼材發生斷裂時所能承受永久變形的能力。伸長率越大,說明鋼材的塑性越大。試件拉斷後標距長度的增量與原標距長度之比的百分比即為斷後伸長率。對常用的熱軋鋼筋而言,還有一個最大力總伸長率的指標要求。
預應力混凝土用高強度鋼筋和鋼絲具有硬鋼的特點,抗拉強度高,無明顯的屈服階段,伸長率小。由於屈服現象不明顯,不能測定屈服點,故常以發生殘余變形為0.2%原標距長度時的應力作為屈服強度,稱條件屈服強度,用σ0.2表示。
(2)沖擊性能
沖擊性能是指鋼材抵抗沖擊荷載的能力。鋼的化學成分及冶煉、加工質量都對沖擊性能有明顯的影響。除此以外,鋼的沖擊性能受溫度的影響較大,沖擊性能隨溫度的下降而減小;當降到一定溫度范圍時,沖擊值急劇下降,從而可使鋼材出現脆性斷裂,這種性質稱為鋼的冷脆性,這時的溫度稱為脆性臨界溫度。脆性臨界溫度的數值愈低,鋼材的低溫沖擊性能愈好。所以,在負溫下使用的結構,應當選用脆性臨界溫度較使用溫度低的鋼材。
(3)疲勞性能
受交變荷載反復作用時,鋼材在應力遠低於其屈服強度的情況下突然發生脆性斷裂破壞的現象,稱為疲勞破壞。疲勞破壞是在低應力狀態下突然發生的,所以危害極大,往往造成災難性的事故。鋼材的疲勞極限與其抗拉強度有關,一般抗拉強度高,其疲勞極限也較高。
——2011年一級建造師《建築工程管理與實務》考點
『陸』 名詞解釋:下屈服強度(鋼筋)
屈服階段屬於力學性能中的拉伸性能。低碳鋼筋從受拉到拉斷,經歷以下四個階段:彈性階段,屈服階段,強化階段,頸縮階段。鋼筋受力達到屈服強度以後,變形迅速發展,盡管尚未斷裂破壞,但是因為變形過大已經不能滿足使用要求。因此,屈服強度表示鋼材在工作狀態下允許達到的應力值,是結構設計中鋼材強度取值的依據。H-NMeng
『柒』 屈服強度含義詳細的解釋啊
屈服強度:是金屬材料發生屈服現象時的屈服極限,亦即抵抗微量塑性變形的應力。對於無明顯屈服的金屬材料,規定以產生0.2%殘余變形的應力值為其屈服極限,稱為條件屈服極限或屈服強度。
大於此極限的外力作用,將會使零件永久失效,無法恢復。如低碳鋼的屈服極限為207MPa,當大於此極限的外力作用之下,零件將會產生永久變形,小於這個的,零件還會恢復原來的樣子。
(7)鋼材受力超過屈服強度會發生什麼意思擴展閱讀:
影響屈服強度的外在因素有:溫度、應變速率、應力狀態。
隨著溫度的降低與應變速率的增高,材料的屈服強度升高,尤其是體心立方金屬對溫度和應變速率特別敏感,這導致了鋼的低溫脆化。應力狀態的影響也很重要。
雖然屈服強度是反映材料的內在性能的一個本質指標,但應力狀態不同,屈服強度值也不同。我們通常所說的材料的屈服強度一般是指在單向拉伸時的屈服強度。
參考資料來源:網路-屈服強度
『捌』 什麼叫屈服強度
屈服強度是金屬材料發生屈服現象時的屈服極限,亦即抵抗微量塑性變形的應力。對於無明顯屈服的金屬材料,規定以產生0.2%殘余變形的應力值為其屈服極限,稱為條件屈服極限或屈服強度。
大於此極限的外力作用,將會使零件永久失效,無法恢復。
處於平台階段的力就是屈服力,試樣屈服時首次下降前的力稱為上屈服力,不計瞬時效應的屈服階段的最小力稱為下屈服力。相應的強度即為屈服強度、上屈服強度、下屈服強度。
(8)鋼材受力超過屈服強度會發生什麼意思擴展閱讀
屈服強度與斷裂強度
當我們開始加壓,這時材料要進入彈性階段,這個階段的特徵是:加力再大材料變形不大,松開後材料回彈。然後材料進入屈服階段,屈服階段的特性是不繼續加力材料依然會有一定的變形,那麼能使得屈服現象產生的最小應力就稱為屈服點或者屈服應力。這時的極限力為屈服強度。
屈服點過了之後材料進入塑性階段,這個階段特點是,力增加不大材料變形變大,也就是材料的彈性模量降低了,(俗稱,材料低頭了或者屈服了)這個階段你將力卸載掉,材料會產生永久變形;最後一個階段斷裂,這個時候材料在斷裂前的最大應力就是材料的抗拉強度。也就是說的斷裂強度。
這兩個強度是通過拉伸試驗得出的,是通過拉力試驗機(一般是萬能試驗機,可以進行各種拉和壓以及彎曲的試驗),用規定的恆定的加荷速率(就是單位時間內拉力的增加量),對材料進行持續拉伸,直到斷裂或達到規定的破壞程度(比如有些對接焊縫強度試驗可以不拉斷),這個造成材料最終破壞的力,就是該材料的抗拉極限載荷。