2017年造價師土建工程高頻考點(diǎn)：鋼材的化學(xué)成分

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　　鋼材的化學(xué)成分及其對性能影響

　　鋼材的化學(xué)成分主要是指碳、硅、錳、硫、磷等，在不同情況下往往還需考慮氧、氮及各種合金元素。

　　1.碳

　　土木建筑工程用鋼材含碳量不大于0.8%.在此范圍內(nèi)，隨著鋼中碳含量的提高，強(qiáng)度和硬度相應(yīng)提高，而塑性和韌性相應(yīng)降低;碳還可顯著降低鋼材的可焊性，增加鋼的冷脆性和時效敏感性，降低抗大氣腐蝕性。

　　2.硅

　　當(dāng)硅在鋼中的含量較低(小于1%)時，隨著含量的加大可提高鋼材的強(qiáng)度，而對塑性和韌性影響不明顯。

　　3.錳

　　錳是我國低合金鋼的主加合金元素，錳含量一般在1%～2%，它的作用主要是使強(qiáng)度提高;錳還能消減硫和氧引起的熱脆性，使鋼材的熱加工性能改善。

　　4.硫

　　硫是很有害的元素，呈非金屬硫化物夾雜物存于鋼中，具有強(qiáng)烈的偏析作用，降低各種機(jī)械性能。硫化物造成的低熔點(diǎn)使鋼在焊接時易于產(chǎn)生熱裂紋，顯著降低可焊性。

　　5.磷

　　磷為有害元素，含量提高，鋼材的強(qiáng)度提高，塑性和韌性顯著下降，特別是溫度愈低，對韌性和塑性的影響愈大。磷在鋼中偏析作用強(qiáng)烈，使鋼材冷脆性增大，并顯著降低鋼材的可焊性。但磷可提高鋼的耐磨性和耐腐蝕性，在低合金鋼中可配合其他元素作為合金元素使用。

　　6.氮

　　氨對鋼材性質(zhì)的影響與碳、磷相似，可使鋼材的強(qiáng)度提高，但塑性特別是韌性明顯下降。氨還會加劇鋼的時效敏感性和冷脆性，使其焊接性能變差。

　　7.氧

　　氧含量增加使鋼的力學(xué)性能降低，塑性和韌性降低。氧有促進(jìn)時效傾向的作用，還能使熱脆性增加，焊接性能較差。

　　8.鈦

　　鐵是強(qiáng)脫氧劑，可顯著提高鋼的強(qiáng)度，但稍降低塑性。由于鈦能細(xì)化晶粒，故可改善韌性。鈦能減少時效傾向，改善焊接性能。

　　樓地面裝飾構(gòu)造

　　地面的材料和做法應(yīng)根據(jù)房間的使用要求和裝修要求并結(jié)合經(jīng)濟(jì)條件加以選用。地面按材料形式和施工方式可分為四大類，即整體澆注地面、板塊地面、卷材地面和涂料地面。

　　整體澆注樓地面

　　整體澆注地面是指用現(xiàn)場澆注的方法做成整片的地面。按地面材料不同有水泥砂漿地面、水磨石地面、菱苦土地面等。

　　水磨石樓地面。水磨石地面堅硬、耐磨、光潔，不透水，不起灰，它的裝飾效果也優(yōu)于水泥砂漿地面，但造價高于水泥砂漿地面，施工較復(fù)雜，無彈性，吸熱性強(qiáng)，常用于人流量較大的交通空間和房間。

　　為保護(hù)墻面，防止外界碰撞損壞墻面，或擦洗地面時弄臟墻面，通常在墻面靠近地面處設(shè)踢腳線(又稱踢腳板)。踢腳線的材料一般與地面相同，故可看作是地面的一部分，即地面在墻面上的延伸部分。踢腳線通常凸出墻面，也可與墻面平齊或凹進(jìn)墻面，其高度一般為120～150mm

　　承重結(jié)構(gòu)

　　(1)橫向排架：由基礎(chǔ)、柱、屋架組成，主要是承受廠房的各種豎向荷載。

　　(2)縱向連系構(gòu)件：由吊車梁、連系梁、基礎(chǔ)梁等組成，與橫向排架構(gòu)成骨架，保證廠房的整體性和穩(wěn)定性。

　　(3)支撐系統(tǒng)構(gòu)件：支撐系統(tǒng)包括柱間支撐和屋蓋支撐兩大部分。支撐構(gòu)件設(shè)置在屋架之間的稱為屋架支撐，設(shè)置在縱向柱列之間的稱為柱間支撐。支撐構(gòu)件主要傳遞水平荷載，起保證廠房空間剛度和穩(wěn)定性的作用。

　　吊車梁

　　鋼筋混凝土吊車梁的類型很多，按截面形式分，有等截面的T形、工字形吊車梁，元寶式吊車梁、魚腹式吊車梁、空腹魚腹式吊車梁等。

　　(1)T形吊車梁;

　　(2)工字形吊車梁。

　　(3)魚腹式吊車梁。該種形式的梁受力合理，能充分發(fā)揮材料的強(qiáng)度和減輕自重，節(jié)省材料，可承受較大荷載，梁的剛度大，但構(gòu)造和制作比較復(fù)雜，運(yùn)輸、堆放需設(shè)專門支墊。預(yù)應(yīng)力混凝土魚腹式吊車梁適用于廠房柱距不大于12m，廠房跨度12～33m，吊車起重量為15～150t的廠房。

　　冷加工鋼筋

　　在常溫下對熱軋鋼筋進(jìn)行機(jī)械加工(冷拉、冷拔、冷軋而成。常見的品種有冷拉熱軋鋼筋、冷軋帶肋鋼筋和冷拔低碳鋼絲。

　　1.冷拉熱軋鋼筋。在常溫下將熱軋鋼筋拉伸至超過屈服點(diǎn)小于抗拉強(qiáng)度的某一應(yīng)力，然后卸荷，即制成了冷拉熱軋鋼筋。如卸荷后立即重新拉伸，卸荷點(diǎn)成為新的屈服點(diǎn)，因此冷拉可使屈服點(diǎn)提高，材料變脆、屈服階段縮短，塑性、韌性降低。若卸荷后不立即重新拉伸，而是保持一定時間后重新拉伸，鋼筋的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度進(jìn)一步提高，而塑性、韌性繼續(xù)降低，這種現(xiàn)象稱為冷拉時效。實踐中，可將冷拉、除銹、調(diào)直、切斷合并為一道工序，這樣可簡化流程，提高效率。

　　2.冷軋帶肋鋼筋。用低碳鋼熱軋盤圓條直接冷軋或經(jīng)冷拔后再冷軋，形成三面或兩面橫肋的鋼筋。現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《冷軋帶肋鋼筋》GB13788規(guī)定，冷軋帶肋鋼筋分為CRB550、CRB650、CRB800、CRB970四個牌號。CRB550用于非預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土，其他牌號用于預(yù)應(yīng)力混凝土。冷軋帶肋鋼筋克服了冷拉、冷拔鋼筋握裹力低的缺點(diǎn)，具有強(qiáng)度高、握裹力強(qiáng)、節(jié)約鋼材、質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，CRB650、CRB800、CRB970鋼筋宜用作中、小型預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的受力主筋，CRB550級鋼筋宜用作普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的受力主筋、架立筋、箍筋和構(gòu)造箍筋。

　　3.冷拔低碳鋼絲。將直徑6.5～8mm的Q235或Q215盤圓條通過小直徑的拔絲孔逐步拉拔而成，直徑3～5mm.由于經(jīng)多次拔制，其屈服強(qiáng)度可提高40%～60%，同時失去了低碳鋼的良好塑性，變得硬脆。根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB 50205規(guī)定，冷拔低碳鋼絲分為兩級，甲級用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件中，乙級用于非預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件中。

　　預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲

　　預(yù)應(yīng)力混凝土鋼絲是用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼經(jīng)冷加工及時效處理或熱處理等工藝過程制得，具有很高的強(qiáng)度，安全可靠，且便于施工。根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲》GB/T 5223的規(guī)定，預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲按照加工狀態(tài)分為冷拉鋼絲和消除應(yīng)力鋼絲兩類，消除應(yīng)力鋼絲的塑性比冷拉鋼絲好。消除應(yīng)力鋼絲按松弛性能又分為低松弛鋼絲(WLR)和普通松弛鋼絲(WNR)兩種;按外形分為光面鋼絲(P)、螺旋類鋼絲(H)和刻痕鋼絲三種。消除應(yīng)力后鋼絲的塑性比冷拉鋼絲高;刻痕鋼絲是經(jīng)壓痕軋制而成，刻痕后與混凝土握裹力大，可減少混凝土裂縫。

　　預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲強(qiáng)度高，柔性好，適用于大跨度屋架、薄腹梁、吊車梁等大型構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。

　　鋼板材

　　(1)鋼板和鋼帶。

　　(2)花紋鋼板?；y鋼板主要用于平臺、過道及樓梯等的鋪板。

　　(3)壓形鋼板。壓型鋼板曲折的板形大大增加了鋼板在其平面外的慣性矩、剛度和抗彎能力，具有重量輕、強(qiáng)度剛度大、施工簡便和美觀等優(yōu)點(diǎn)。在建筑上，壓型鋼板主要用作屋面板、墻板、樓板和裝飾板等。

　　(4)彩色涂層鋼板。彩色涂層鋼板主要用于建筑物的圍護(hù)和裝飾。

　　(四)鋼管和棒材。

　　(1)鋼管。在截面面積相同的情況下，鋼管的剛度較大，是軸心受壓桿的理想截面形式。鋼管大多用于制作桁架、塔桅等構(gòu)件，也可用于網(wǎng)架、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)和制作鋼管混凝土。

　　(2)棒材。

　　冷彎性能

　　冷彎性能是指鋼材在常溫下承受彎曲變形的能力，是鋼材的重要工藝性能。冷彎性能指標(biāo)是通過試件被彎曲的角度(90°、180°)及彎心直徑d對試件厚度(或直徑)a的比值(d/a)區(qū)分的。試件按規(guī)定的彎曲角和彎心直徑進(jìn)行試驗，試件彎曲處的外表面無裂斷、裂縫或起層，即認(rèn)為冷彎性能合格。

　　冷彎試驗?zāi)芙沂句摬氖欠翊嬖趦?nèi)部組織不均勻、內(nèi)應(yīng)力、夾雜物未熔合和微裂隙等缺陷。在拉力試驗中，這些缺陷常因塑造性變形導(dǎo)致應(yīng)力重分布而得不到反映。因此冷彎試驗是一種比較嚴(yán)格的試驗，對鋼材的焊接質(zhì)量也是一種嚴(yán)格的檢驗，能揭示焊件在受彎表面存在的裂紋和夾雜物。

　　沖擊韌性

　　沖擊韌性指鋼材抵抗沖擊載荷的能力。其指標(biāo)是通過標(biāo)準(zhǔn)試件的彎曲沖擊韌性試驗確定。按規(guī)定，將帶有V形缺口的試件進(jìn)行沖擊試驗。試件在沖擊荷載作用下折斷時所吸收的功，稱為沖擊吸收功Akv(J)。鋼材的化學(xué)成分、組織狀態(tài)、內(nèi)在缺陷及環(huán)境溫度等都是影響沖擊韌性的重要因素。Akv值隨試驗溫度的下降而減小，當(dāng)溫度降低達(dá)到某一范圍時，Akv急劇下降而呈脆性斷裂，這種現(xiàn)象稱為冷脆性。發(fā)生冷脆時的溫度稱為脆性臨界溫度，其數(shù)值越低，說明鋼材的低溫沖擊韌性越好。因此，對直接承受動荷載而且可能在負(fù)溫下工作的重要結(jié)構(gòu)，必須進(jìn)行沖擊韌性檢驗。

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