钢材

本章练习 复习要点

　　1.常用建筑钢材种类和应用

　　(1)钢的分类：

　　1)钢材按脱氧程度不同，又可分为沸腾钢、镇静钢、半镇静钢和特殊镇静钢。

　　2)按化学成分分为：碳素钢与合金钢

　　碳素钢又分为低碳钢(碳含量<0.25%)、中碳钢(碳含量为0.25%～0.60%)和高碳钢(碳含量>0.60%)。

　　合金钢按合金元素含量不同，分为低合金钢(合金元素总含量小于5%)、中合金钢(合金元素总含量5%～10%)、高合金钢(合金元素总含量大于10%)。

　　(2)钢筋混凝土用钢材

　　钢筋混凝土结构用钢主要品种有热轧钢筋、冷加工钢筋、预应力混凝土用热处理钢筋、预应力混凝土用钢丝和钢绞线等。热轧钢筋、冷轧带肋钢筋是建筑工程中用量最大的钢材品种之一，主要用于钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构的配筋;冷轧扭钢筋特别适合于现浇楼板;大型预应力混凝土构件常采用高强度钢丝或钢绞线作为主要受力钢筋。

　　(3)钢结构用钢材

　　钢结构用钢材主要包括碳素结构钢和低合金高强度结构钢。

　　碳素结构钢分为Q195.Q215.Q235.Q255.Q275五个牌号，数值越高，强度和硬度越好，塑性和韧性越差，其中用途最广泛的是Q235钢。

　　低合金高强度结构钢分为Q345.Q390、Q420、Q460、Q500、Q620、Q690八个牌号，其中Q345钢是常用钢材，Q390是推荐使用的钢材。

　　2.钢材的力学和工艺性能

　　钢材的主要性能包括力学性能和工艺性能。

　　(1)力学性能是钢材最重要的使用性能，包括拉伸性能、冲击韧性、硬度、疲劳强度等。

　　拉伸性能——拉伸实验：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、劲缩阶段。

　　屈服强度、抗拉强度和伸长率是钢材的三个重要技术指标。

　　①拉伸性能

　　反映建筑钢材拉伸性能的指标包括屈服强度、抗拉强度和伸长率。屈服强度是结构设计中钢材强度的取值依据。抗拉强度与屈服强度之比(强屈比)是评价钢材使用可靠性的一个参数。强屈比愈大，钢材受力超过屈服点工作时的可靠性越大，安全性越高;但强屈比太大，钢材强度利用率偏低，浪费材料。

　　国家标准规定，有较高要求的抗震结构适用的钢筋应满足以下的要求：

　　①钢筋实测抗拉强度与实测屈服强度之比≥1.25;

　　②钢筋实测屈服强度与规定的屈服强度特征值之比≤1.30;

　　③钢筋的最大力总伸长率≥9%。

　　②冲击性能(冲击韧性)

　　冲击性能是指钢材抵抗冲击荷载的能力。钢的化学成分及冶炼、加工质量都对冲击性能有明显的影响。除此以外，钢的冲击性能受温度的影响较大，冲击性能随温度的下降而减小;当降到一定温度范围时，冲击值急剧下降，从而可使钢材出现脆性断裂，这种性质称为钢的冷脆性，这时的温度称为脆性临界温度。脆性临界温度的数值愈低，钢材的低温冲击性能愈好。所以，在负温下使用的结构，应当选用脆性临界温度较使用温度为低的钢材。

　　③疲劳性能

　　受交变荷载反复作用时，钢材在应力远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。疲劳破坏是在低应力状态下突然发生的，所以危害极大，往往造成灾难性的事故。钢材的疲劳极限与其抗拉强度有关，一般抗拉强度高，其疲劳极限也较高。

　　(2)工艺性能表示钢材在各种加工过程中的行为，包括冷弯性能、可焊性、冷加工强化处理与时效处理等。

　　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。钢材冷弯时的弯曲角度越大，弯心直径越小，则表示其冷弯性能越好。

　　2)冷加工强化处理：将钢材在常温下进冷拉、冷拔、冷轧、冷扭等，使之产生塑性变形，从而提高其屈服强度，但钢材的塑性和韧性降低，这个过程称为钢材的冷加工强化处理。建筑用钢筋常利用冷加工、时效处理来提高其强度，增加钢筋的品种规格，节约钢材。

　　练习题

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