一級建筑師輔導精選之建筑材料與構造(14)

　　四、鋼材的冷加工強化

　　將鋼材于常溫下進行冷拉、冷拔或冷軋，使產生塑性變形，從而提高屈服強度，這個過程稱為冷加工強化處理。

　　工地或預制構件廠常利用這一原理，對鋼筋或低碳鋼盤條按一定制度進行冷拉或冷拔加工，以提高屈服強度節(jié)約鋼材。

　　將經過冷拉的鋼筋于常溫下存放15-20d;或加熱到100-200℃并保持一定時間。這個過程稱為時效處理，前者稱為自然時效，后者稱為人工時效。

　　冷拉以后再經時效處理的鋼筋，其屈服點進一步提高，抗拉極限強度稍見增長，塑性繼續(xù)有所降低。由于時效過程中內應力的消減，故彈性模量可基本恢復。鋼筋經冷拉時效后性能變化的規(guī)律，可明顯地從拉力試驗的應力-應變圖得到反映。

　　五、建筑鋼材的標準與選用

　　(一)建筑鋼材的主要鋼種

　　1.碳素結構鋼

　　根據國家標準《碳素結構鋼》(GB/T 700-2006)的規(guī)定，碳素結構鋼有5個牌號，牌號由屈服點字母、屈服點數值、質量等級符號與脫氧方法符號組成。例如Q235BZ表示這種碳素結構鋼的屈服點≥235MPa，質量等級為B級，脫氧程度為鎮(zhèn)靜鋼。

　　一般而言，碳素結構鋼的塑性較好，適宜于各種加工。在焊接、沖擊及適當超載的情況下也不會突然破壞，它的化學性能穩(wěn)定，對軋制、加熱及驟冷的敏感性較小，因而常用于建筑結構。碳素鋼的屈服強度和抗拉強度隨含碳量的增加而增大，伸長率則隨含碳量的增加而下降。其中Q235綜合性能好，所以是結構常用的牌號(用它軋制各種型鋼、鋼板、鋼管)。

　　碳素鋼選用應根據荷載類型、焊接與非焊接結構、環(huán)境溫度等條件確定。

　　2.優(yōu)質碳素結構鋼

　　根據國家標準《優(yōu)質碳素結構鋼》 (GB/T 699-1999)的規(guī)定，根據其含錳量不同可分為普通含錳量(含Mn<0. 8%，共20個鋼號)和較高含錳量(含Mn0. 7%~1. 2%，共11個鋼號)兩組。

　　優(yōu)質碳素結構鋼的鋼號用兩位數字表示，它表示平均含碳量的萬分數。較高含錳量時，在鋼號后加注"Mn"。在優(yōu)質碳素鋼中，只有三個鋼號屬沸騰鋼，應在鋼號后加注 "F" ，其余均為鎮(zhèn)靜鋼。例如： 45Mn即表示含碳量為0. 42%~0. 50%，含錳量0.70%-1. 00%的優(yōu)質碳素結構鋼。

　　優(yōu)質碳素結構鋼的特點是生產過程中對硫、磷等有害雜質控制較嚴(S<0. 035%， P<0. 035%)，一般都用平爐、氧氣堿性轉爐或電弧爐冶煉，脫氧程度大部分為鎮(zhèn)靜狀態(tài)，因此質量較穩(wěn)定。優(yōu)質碳素結構鋼的性能主要取決于含碳量，含碳量高則強度高，但塑性和韌性降低。

　　在建筑工程中，優(yōu)質碳素結構鋼主要用于重要結構的鋼鑄件及高強度螺栓，常用30-45號鋼。在預應力鋼筋混凝土中常用45號鋼制作錨具，以及65~80號鋼制作碳素鋼絲、刻痕鋼絲和鋼絞線。

　　3.低合金高強度結構鋼

　　在碳素結構鋼的基礎上加入總量小于5%的合金元素即成低合金高強度結構鋼。

　　根據國家標準《低合金高強度結構鋼)) (GB 1591-94)的規(guī)定，共有5個牌號，所加元素主要有錳、硅、釩、鈦、鈮、銘、鎳及稀土元素。

　　低合金鋼具有較高的強度，較好的塑性、韌性和可焊性。因此，它是綜合性能較為理想的建筑鋼材，尤其是大跨度、承受動荷載和沖擊荷載的結構物中更為合適。

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