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2015年造價工程師知識點:鋼材
鋼材
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。
1.1 鋼材分類
1.1.1 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。
1.1.2 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)。
1.1.3 按脫氧程度分類:脫氧充分者為鎮(zhèn)靜鋼及特殊鎮(zhèn)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(zhèn)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。
1.2 鋼材的力學性能與工藝性能
1.2.1 抗拉性能??估阅苁墙ㄖ摬淖钪匾男阅?。表征抗拉性能的技術指標有:屈服點、抗拉強度及伸長率
1.2.1.1 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。
1.2.1.2 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。
1.2.1.3 伸長率。表征了鋼材的塑性變形能力。越大越好。
1.2.2 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(guī)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。
1.2.3 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。
1.2.4 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。
1.2.5 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(fā)生斷裂,稱為疲勞破。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(guī)定的周期基數內不發(fā)生斷裂的最大應力。
1.2.6 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。
1.3 土木建筑常用鋼材
1.3.1 碳素結構鋼
碳素結構鋼指一般的結構鋼,牌號順序含義為: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)和脫氧方法符號(F為沸騰鋼,B為半鎮(zhèn)靜鋼,Z為 鎮(zhèn)靜鋼,TZ為特殊鎮(zhèn)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(zhèn)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。
Q235,可軋制各種型鋼、鋼板、鋼管與鋼筋。一般鋼結構。C.D級可用在重要的焊接結構。
Q195、Q215強度低,塑性、韌性較好,易于冷加工,可制作鉚釘、鋼筋。
Q255、Q275強度高,但塑性、韌性、可焊性差,用于鋼筋混凝土配筋及鋼結構中的構件及螺栓等。
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。
1.3.2 低合金高強度結構鋼
在碳素結構鋼的基礎,少量添加若干合金元素。提高強度、韌性、耐磨性及耐腐蝕性。
1.3.3 型鋼、鋼板:
熱軋鋼板按板厚分兩種:
?。?)中厚板,厚度大于4mm;
?。?)薄板,厚度為0.35-4mm.
冷軋鋼板只有薄板一種,厚度為0.2-4mm.
1.3.4 鋼筋
1.3.4.1 熱軋鋼筋
I級鋼筋(表面光圓,)的強度較低,塑性及焊接性好,便于冷加工,
1.3.4.2 冷加工鋼筋。冷加工后,雖鋼筋的強度有所提高,但其塑性、韌性有所下降。
1.3.4.3 熱處理鋼筋。預應力混凝土用熱處理鋼筋強度高,可代替高強鋼絲使用,配筋根數少,預應力值穩(wěn)定,主要用作預應力鋼筋混凝土軌枕,也可用于預應力混凝土板、吊車梁等構件。
1.3.4.4 碳素鋼絲、刻痕鋼絲和鋼絞線。預應力混凝土需使用專門的鋼絲,預應力混凝土用鋼絲分為碳素鋼絲(矯直回火鋼絲,代號J)、冷拉鋼絲(代號L)及矯直回火刻痕鋼絲(代號JK)三種。
碳素鋼絲(矯直回火鋼絲)。由含碳量不低于0.8%的優(yōu)質碳素結構鋼盤條,經冷拔及回火制成。
刻痕鋼絲。碳素鋼絲表面沿長度方向壓出橢圓形刻痕,即為刻痕鋼絲。需作低溫回火處理。
鋼絞線。絞捻及熱處理后制成。鋼絞線強度高、柔性好,適用于曲線配筋的預應力混凝土結構、大跨度或重荷載的屋架等。
鋼絲和鋼絞線主要用于大跨度、大負荷的橋梁、電桿、枕軌、屋架、大跨度吊車梁等,安全可靠,節(jié)約鋼材,且不需冷拉、焊接接頭等加工。
1.3.5 焊接材料
1.3.5.1 焊條
1.3.5.1.1 焊條材質分為碳素結構鋼及低合金結構鋼兩種。根據藥皮的不同,大體分為酸性型及堿性低氫型兩種。
結構鋼電焊條用量大,用來焊接碳素鋼、普通低合金鋼及鑄鋼。
鑄鐵電焊條適用于焊接各種鑄鐵施焊物。
1.3.5.1.2 焊劑
焊劑的選擇以適應施焊材料及施焊結構為依據。如一般的低碳鋼結構可選用高錳高硅型焊劑,并配以H08A和H08MnA焊絲。對于Q345、Q390等低合金鋼,則可選用高錳型或低錳型焊劑。在使用焊劑時要注意:在使用前,焊劑一般要在250~C下烘烤1-2h.
1.3.6 鋼材的防銹與防火
1.3.6.1 鋼材的防銹
混凝土配筋的防銹措施:限制水灰比和水泥用量,限制氯鹽外加劑的使用,采取措施保證 混凝土的密實性,還可以采用摻加防銹劑(加重鉻酸鹽等)的方法。
1.3.6.2 鋼材的防火
裸露的、未作表面防火處理的鋼結構,耐火極限僅15min左右。防火處理主要的方法是在其表面上涂敷防火涂料。
防火涂料有STI—A型鋼結構防火涂料及LG鋼結構防火隔熱涂料等。
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