全国造价员考试辅导:土木工程材料(1)
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。
一、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极限表示,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,Q235—A.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。
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