全國造價員考試輔導:土木工程材料(1)
要求:
1.熟悉土木建筑工程主要材料的分類及特性;
2.熟悉混凝土強度等級及配合比計算;
3.了解主要裝飾材料的基本知識。
一、鋼筋
將生鐵(含碳量高于2.06%)在煉鋼爐中冶煉,將含碳量降低到指定范圍,并控制其它雜質含量后得到鋼。
(一)鋼材分類
1、按化學成分分類有:碳素鋼、合金鋼:
碳素鋼分為:低碳鋼(C;<0.25%);中碳鋼(C:0.25%~0.60%);高碳鋼(C:>0.60%)。
合金鋼:含有某些用來改善鋼材性能的合金元素,如Si、Mn、Ti、V等。合金元素總含量小于5%為低合金鋼;5%~10%為中合金鋼;大于10%為高合金鋼。
2、按用途分類:分為結構鋼、工具鋼和特殊鋼(如不銹鋼、耐熱鋼、耐酸鋼等)。
3、按脫氧程度分類:脫氧充分者為鎮靜鋼及特殊鎮靜鋼(代號Z及TZ),脫氧不充分者為沸騰鋼(F),介于二者之間為半鎮靜鋼(b)。
建筑鋼材多為 普通碳素鋼結構鋼的低碳鋼與低合金鋼結構鋼。
(二)鋼材的力學性能與工藝性能
1.抗拉性能。抗拉性能是建筑鋼材最重要的性能。表征抗拉性能的技術指標有:屈服點、抗拉強度及伸長率。
(1) 屈服點。設計時,一般以屈服強度或壓服點作為強度取值的依據。
(2)抗拉強度。在設計中,一定范圍內,屈強比小則表明鋼材在超過屈服點工作時可靠性較高,較為安全。太小了則反映鋼材不能有效的被利用。
(3)伸長率。表征了鋼材的塑性變形能力。越大越好。
2.冷彎性能。冷彎性能指鋼材在常溫下承受彎曲變形的能力,它表征在惡劣變形條件下鋼材的塑性,試件按規定條件彎曲,若彎曲處的外表面無裂斷、裂縫或起層,即認為冷彎性能合格。能揭示內應力,雜質等缺陷,可用于焊接質量的檢驗,能揭示焊件在受彎表面裂紋,雜質等缺陷。
3.沖擊韌性。沖擊韌性指鋼材抵抗沖擊載荷的能力。對直接承受動荷載而且可能在負溫下工作的重要結構,必須進行沖擊韌性檢驗。
4.硬度。硬度指表面層局部體積抵抗壓入產生塑性變形的能力。表征值常用布氏硬度值HB表示。
5.耐疲勞性。在反復荷載作用下,鋼材在遠低于抗拉強度時突然發生斷裂,稱為疲勞破壞。疲勞破壞的危險應力用疲勞極限表示,其含義是:試件在交變應力下工作,在規定的周期基數內不發生斷裂的最大應力。
6.焊接性能。可焊性主要指焊接后在焊縫處的性質與母材性質的一致程度。
例題:[ ] 性能表征在惡劣變形條件下鋼材的塑性,能揭示內應力,雜質等缺陷。
A焊接性能 B耐疲勞性
C伸長率 D冷彎性能
答案:D
(三)、鋼材的化學成分
1.碳(C);當含碳量小于o.8%時,C含量增加將使抗拉強度及硬度提高,但塑性與韌性將降低,焊接性能、耐腐蝕性能也下降。
2.硅(Si):當小于等于1%時,Si含量的增加可顯著提高強度及硬度,而對塑性及韌性無顯著影響。
3.錳(Mn):在一定限度內,隨Mn含量的增加可顯著提高強度并可消減因氧與硫引起的熱脆性。改善熱加工性能。
4.硫(S):為有害元素,有強烈的偏析作用,使機械性能、焊接性能下降(引起熱裂紋)。
5.磷(P);為有害元素,含量的增加可提高強度,塑性及韌性顯著下降。
有強烈的偏析作用,引起冷脆性,焊接性下降。但可提高耐磨性及耐腐蝕性。
例題:鋼材的化學成分中:在一定限度內,隨〔 〕含量的增加可顯著提高強度并可消減因氧與硫引起的熱脆性,改善熱加工性能。
A、S B、 Si
C、Mn D、P
答案:C
(四)土木建筑常用鋼材
1、碳素結構鋼
碳素結構鋼指一般的結構鋼,碳素結構鋼的牌號包括四個部分,依順序為:屈服點字母(Q)、屈服點數值(單位為MPa) 、質量等級(分為A、B、C、D四級,逐級提高) 、脫氧方法符號(F為沸騰鋼,B為半鎮靜鋼,Z為鎮靜鋼,TZ為特殊鎮靜鋼。但表示中如遇Z、TZ可省略)。
[例]1,Q235—A.F,表示屈服點為235MPa,A級沸騰鋼。
[例]2,Q235-B,表示屈服點為235MPa,B級鎮靜鋼。
碳素結構鋼依據屈服點Q數值的大小被劃分為五個牌號,Q195,Q215,Q235,Q255,Q275,依牌號升序,含碳量及抗拉強度增大,但冷彎性及伸長率呈下降趨勢。
建筑工程中主要應用的碳素鋼是Q235號鋼,可軋制各種型鋼、鋼板、鋼管與鋼筋。Q235號鋼廣泛用于一般鋼結構。其中C、D級可用在重要的焊接結構。
Q195、Q215號鋼材強度較低,但塑性、韌性較好,易于冷加工,可制作鉚釘、鋼筋。
Q255、Q275號鋼材強度高,但塑性、韌性、可焊性差,可用于鋼筋混凝土配筋及鋼結構中的構件及螺栓等。
選用鋼材時,還要根據工程結構的荷載類型(動荷載或靜荷載)、連接方式(焊接或鉚接)及環境溫度等,綜合考慮鋼材的牌號、質量等級、脫氧方法加以選擇。如受動荷載、焊接結構、在低溫情況下工作的結構,不能選用A、B質量等級鋼材及沸騰鋼。
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