2018年一建建筑工程知识点解析之建筑钢材的性能和应用

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      一、建筑钢材的主要钢种

      钢材是以铁为主要元素，含碳量为0.02％～2.06％，并含有其他元素的合金材料。钢材按化学成分分为碳素钢和合金钢两大类。碳素钢根据含碳量又可分为低碳钢（含碳量小于0.25％）、中碳钢（含碳量0.25％～0.6％）和高碳钢（含碳量大于0.6％）。

      二、常用的建筑钢材

      （一）钢结构用钢

      钢结构用钢主要是热轧成型的钢板和型钢等。

      钢板材包括钢板、花纹钢板、建筑用压型钢板和彩色涂层钢板等。钢板规格表示方法为宽度×厚度×长度（单位为mm）。钢板分厚板（厚度4mm）和薄板（厚度≤4mm）两种。厚板主要用于结构，薄板主要用于屋面板、楼板和墙板等。

      （二）钢管混凝土结构用钢管

      （三）钢筋混凝土结构用钢

      HRB400又常称新Ⅲ级钢，是我国规范提倡使用的钢筋品种。

      （三）钢筋混凝土结构用钢

      标准规定，有较高要求的抗震钢筋：

      1．钢筋实测抗拉强度与实测屈服强度之比不小于1.25；

      2．钢筋实测屈服强度与规定的屈服强度特征值之比不大于1.30；

      3．钢筋的最大力总伸长率不小于9％。

      （四）建筑装饰用钢材制品

      1．不锈钢及其制品

      不锈钢是指含铬量在12％以上的铁基合金钢。铬的含量越高，钢的抗腐蚀性越好。

      2．轻钢龙骨

      三、建筑钢材的力学性能

      钢材的主要性能包括力学性能和工艺性能。

      其中力学性能是钢材最重要的使用性能，包括拉伸性能、冲击性能、疲劳性能等。

      工艺性能表示钢材在各种加工过程中的行为，包括弯曲性能和焊接性能等。

      （一）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。

      钢材在受力破坏前可以经受一直变形的性能，称为塑性。在工程应用中，钢材的塑性指标通常用伸长率表示。伸长率越大，说明钢材的塑性越大。

      （二）冲击性能

      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。

      （三）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。

      四、钢材化学成分及其对钢材性能的影响

      1.碳：碳是决定钢材性能的最重要元素。建筑钢材的含碳量不大于0.8％，随着含碳量的增加，钢材的强度和硬度提高，塑性和韧性下降。

      2.硅：当含量小于1%时，可提高钢材强度，对塑性和韧性影响不明显。硅是我国钢筋用钢材中的主要添加元素

      3.锰：锰能消减硫和氧引起的热脆性，使钢材的热加工性能改善，同时也可提高钢材强度

      4．磷：磷是碳素钢中很有害的元素之一。从而显著加大钢材的冷脆性，也使钢材可焊性显著降低。

      5．硫：硫也是很有害的元素，硫化物所造成的低熔点使钢材在焊接时易产生热裂纹，形成热脆现象，称为热脆性。硫使钢的可焊性、冲击韧性、耐疲劳性和抗腐蚀性等均降低。

      6．氧：氧是钢中有害元素。