要求：

　　1．熟悉土木建筑工程主要材料的分类及特性；

　　2．熟悉混凝土强度等级及配合比计算；

　　3．了解主要装饰材料的基本知识。

　　钢筋

　　将生铁（含碳量高于2．06%）在炼钢炉中冶炼，将含碳量降低到指定范围，并控制其它杂质含量后得到钢。

　　（一）钢材分类

　　1、按化学成分分类有：碳素钢、合金钢：

　　碳素钢分为：低碳钢（C；0．25%）；中碳钢（C：0．25%～0．60%）；高碳钢（C：0．60%）。

　　合金钢：含有某些用来改善钢材性能的合金元素，如Si、Mn、Ti、V等。合金元素总含量小于5%为低合金钢；5%～10%为中合金钢；大于10%为高合金钢。

　　2、按用途分类：分为结构钢、工具钢和特殊钢（如不锈钢、耐热钢、耐酸钢等）。

　　3、按脱氧程度分类：脱氧充分者为镇静钢及特殊镇静钢（代号Z及TZ），脱氧不充分者为沸腾钢（F），介于二者之间为半镇静钢（b）。

　　建筑钢材多为普通碳素钢结构钢的低碳钢与低合金钢结构钢。

　　（二）钢材的力学性能与工艺性能

　　1．抗拉性能。抗拉性能是建筑钢材最重要的性能。表征抗拉性能的技术指标有：屈服点、抗拉强度及伸长率。

　　（1）屈服点。设计时，一般以屈服强度或压服点作为强度取值的依据。

　　（2）抗拉强度。在设计中，一定范围内，屈强比小则表明钢材在超过屈服点工作时可靠性较高，较为安全。太小了则反映钢材不能有效的被利用。

　　（3）伸长率。表征了钢材的塑性变形能力。越大越好。

　　2．冷弯性能。冷弯性能指钢材在常温下承受弯曲变形的能力，它表征在恶劣变形条件下钢材的塑性，试件按规定条件弯曲，若弯曲处的外表面无裂断、裂缝或起层，即认为冷弯性能合格。能揭示内应力，杂质等缺陷，可用于焊接质量的检验，能揭示焊件在受弯表面裂纹，杂质等缺陷。

　　3．冲击韧性。冲击韧性指钢材抵抗冲击载荷的能力。对直接承受动荷载而且可能在负温下工作的重要结构，必须进行冲击韧性检验。

　　4．硬度。硬度指表面层局部体积抵抗压入产生塑性变形的能力。表征值常用布氏硬度值HB表示。

　　5．耐疲劳性。在反复荷载作用下，钢材在远低于抗拉强度时突然发生断裂，称为疲劳破坏。疲劳破坏的危险应力用疲劳表示，其含义是：试件在交变应力下工作，在规定的周期基数内不发生断裂的最大应力。

　　6．焊接性能。可焊性主要指焊接后在焊缝处的性质与母材性质的一致程度。

　　例题：（　　）性能表征在恶劣变形条件下钢材的塑性，能揭示内应力，杂质等缺陷。

　　A．焊接性能

　　B．耐疲劳性

　　C．伸长率

　　D．冷弯性能

　　答案：D

　　（三）、钢材的化学成分

　　1．碳（C）；当含碳量小于o.8%时，C含量增加将使抗拉强度及硬度提高，但塑性与韧性将降低，焊接性能、耐腐蚀性能也下降。

　　2．硅（Si）：当小于等于1%时，Si含量的增加可显著提高强度及硬度，而对塑性及韧性无显著影响。

　　3．锰（Mn）：在一定限度内，随Mn含量的增加可显著提高强度并可消减因氧与硫引起的热脆性。改善热加工性能。

　　4．硫（S）：为有害元素，有强烈的偏析作用，使机械性能、焊接性能下降（引起热裂纹）。

　　5．磷（P）；为有害元素，含量的增加可提高强度，塑性及韧性显著下降。

　　有强烈的偏析作用，引起冷脆性，焊接性下降。但可提高耐磨性及耐腐蚀性。

　　例题：钢材的化学成分中：在一定限度内，随〔　　〕含量的增加可显著提高强度并可消减因氧与硫引起的热脆性，改善热加工性能。

　　A．S

　　B．Si

　　C．Mn

　　D．P

　　答案：C

　　（四）土木建筑常用钢材

　　1、碳素结构钢

　　碳素结构钢指一般的结构钢，碳素结构钢的牌号包括四个部分，依顺序为：屈服点字母（Q）、屈服点数值（单位为MPa）、质量等级（分为A．B．C．D四级，逐级提高）、脱氧方法符号（F为沸腾钢，B为半镇静钢，Z为镇静钢，TZ为特殊镇静钢。但表示中如遇Z、TZ可省略）。

　　例1，Q235A．F，表示屈服点为235MPa，A级沸腾钢。

　　例2，Q235-B，表示屈服点为235MPa，B级镇静钢。

　　碳素结构钢依据屈服点Q数值的大小被划分为五个牌号，Q195，Q215，Q235，Q255，Q275，依牌号升序，含碳量及抗拉强度增大，但冷弯性及伸长率呈下降趋势。建筑工程中主要应用的碳素钢是Q235号钢，可轧制各种型钢、钢板、钢管与钢筋。Q235号钢广泛用于一般钢结构。其中C．D级可用在重要的焊接结构。

　　Q195、Q215号钢材强度较低，但塑性、韧性较好，易于冷加工，可制作铆钉、钢筋。

　　Q255、Q275号钢材强度高，但塑性、韧性、可焊性差，可用于钢筋混凝土配筋及钢结构中的构件及螺栓等。

　　选用钢材时，还要根据工程结构的荷载类型（动荷载或静荷载）、连接方式（焊接或铆接）及环境温度等，综合考虑钢材的牌号、质量等级、脱氧方法加以选择。如受动荷载、焊接结构、在低温情况下工作的结构，不能选用A．B质量等级钢材及沸腾钢。

　　2、低合金高强度结构钢

　　低合金高强度结构钢是在碳素结构钢的基础上，少量添加若干合金元素而成。提高强度、韧性、耐磨性及耐腐蚀性。

　　3、型钢、钢板：

　　热轧钢板按板厚分两种：

　　（1）中厚板，厚度大于4mm；

　　（2）薄板，厚度为0.35-4mm.冷轧钢板只有薄板一种，厚度为0.2-4mm.

　　4、钢筋（P68）

　　（1）热轧钢筋I级钢筋（表面光圆，）的强度较低，但塑性及焊接性好，便于冷加工，广泛用作普通混凝土中非预应力钢筋，Ⅱ级与Ⅲ级钢筋的强度较高，塑性及焊接性也较好，广泛用作大、中型钢筋混凝土结构的受力钢筋。

　　（2）冷加工钢筋在常温下对钢筋进行机械加工（冷拉、冷拔、冷轧），使其产生塑性变形，从而达到提高强度（屈服点）、节约钢材的目的，这种方法称为冷加工。经冷加工后，虽钢筋的强度有所提高，但其塑性、韧性有所下降。

　　（3）热处理钢筋热处理钢筋是以热轧的螺纹钢筋经淬火和回火调质处理而成，即以热处理状态交货，成盘供应，每盘长约200m.预应力混凝土用热处理钢筋强度高，可代替高强钢丝使用，配筋根数少，预应力值稳定，主要用作预应力钢筋混凝土轨枕，也可用于预应力混凝土板、吊车梁等构件。

　　（4）碳素钢丝、刻痕钢丝和钢绞线预应力混凝土需使用专门的钢丝，这些钢丝用优质碳素结构钢经冷拔、热处理、冷轧等工艺过程制得，具有很高的强度，安全可靠且便于施工。预应力混凝土用钢丝分为碳素钢丝（矫直回火钢丝，代号J）、冷拉钢丝（代号L）及矫直回火刻痕钢丝（代号JK）三种。

　　碳素钢丝（矫直回火钢丝）。由含碳量不低于0．8%的优质碳素结构钢盘条，经冷拔及回火制成。碳素钢丝具有很好的力学性能，是生产刻痕钢丝和钢绞线的母材。

　　刻痕钢丝。将碳素钢丝表面沿长度方向压出椭圆形刻痕，即为刻痕钢丝。压痕后，成盘的刻痕钢丝需作低温回火处理后交货。

　　钢绞线。钢绞线是将碳素钢丝若干根，经绞捻及热处理后制成。钢绞线强度高、柔性好，特别适用于曲线配筋的预应力混凝土结构、大跨度或重荷载的屋架等。

　　钢丝和钢绞线主要用于大跨度、大负荷的桥梁、电杆、枕轨、屋架、大跨度吊车梁等，安全可靠，节约钢材，且不需冷拉、焊接接头等加工，因此在土木建筑工程中得到广泛应用。

责任编辑：风信子