了解：鋼材的種類以及用途。
熟悉：普通鋼筋的主要力學效能指標。
掌握：普通鋼筋的力學效能測試——屈服強度、極限強度、延伸率和冷彎效能試驗操作。
建築鋼材
一、 鋼材的分類及用途
鋼鐵的主要成分是鐵與碳。
理論上，將含碳量在2%以下，含雜質較少的鐵碳合金稱為鋼。
有害成分：碳，硫，磷，氧：提高強度降低塑性
有益成分：猛（一般需規定在一定範圍）
矽在含量很低的時候，能顯著提高鋼材的強度，不明顯降低塑性很韌性。對上限含量有限制。
（1）分類：
按照冶煉的方法分類：有轉爐、平爐和電爐
脫氧的程度：沸騰鋼、半鎮靜鋼、鎮靜鋼、特殊鋼
化學成分：
碳素鋼：低碳鋼，中碳鋼，高碳鋼
合金鋼：低合金鋼，中合金鋼，高合金鋼
質量：普通鋼，優質鋼，高階優質鋼，特級優質鋼
用途：結構鋼，工具鋼，特殊鋼
按成型方法：鑄造鋼，煅造鋼，軋壓鋼和冷拔鋼
(2)用途：
常用建築鋼材的品種和用途
建築鋼材品種
主要品種
用途型鋼
熱軋工字鋼、熱軋輕型工字鋼；熱軋槽鋼、熱軋輕型槽鋼；熱軋等邊角鋼、熱軋不等邊角鋼；鋼軌等
鋼結構鋼筋熱軋光圓鋼筋、熱軋帶肋鋼筋、低碳鋼熱軋圓盤條、熱處理鋼筋、冷軋帶肋鋼筋等
鋼筋混凝土結構和部分受輕荷載作用的預應力混凝土結構
鋼絲和鋼絞線
高強圓形鋼絲、鋼絞線
大跨度、重荷載的預應力混凝土結構
橋梁建築中主要的鋼材有：碳素鋼（q235af）、優質碳素鋼40、低合金結構鋼（q345b）、鋼筋混凝土和預應力混凝土用鋼筋和鋼絲。（熱軋hrb335，冷軋cbr500）
二、 建築鋼材的主要效能建築鋼材的效能主要包括力學效能（拉伸效能、衝擊韌性、硬度等）、工藝效能（冷彎效能、可焊性等）和耐久性（如鏽蝕）。
力學效能（一）拉伸效能1.低碳鋼的拉伸過程
低碳鋼的含碳量低，強度較低，塑性較好，其應力應變圖（σ—ε圖）如圖1所示。從圖中可以看出，低碳鋼拉伸過程經歷彈性階段（oa）、屈服階段（ab）、強化階段（bc）和頸縮階段（cd）四個階段。
圖1低碳鋼拉伸σ—ε圖圖2硬鋼拉伸及條件屈服點
（1）彈性階段（oa）鋼材主要表現為彈性。當加荷到oa上任意一點σ，此時產生的變形為ε，當荷載σ卸掉後，變形ε將恢復到零。在oa段，鋼材的應力與應變成正比，在此階段應力和應變的比值稱為彈性模量，即，單位為mpa。
a點的應力為應力和應變能保持正比的最大應力，稱為比例極限，用σp表示，單位為mpa。
（2）屈服階段（ab）鋼材在荷載作用下，開始喪失對變形的抵抗能力，並產生明顯的塑性變形。在屈服階段，鋸齒形的最高點所對應的應力稱為上屈服點（σsu）；最低點所對應的應力稱為下屈服點（σsl）。下屈服點的應力為鋼材的屈服強度，用σs表示，單位為mpa。
屈服強度是確定結構容許應力的主要依據。
是軟鋼的作為設計計算取值依據。
（3）強化階段（bc）應變隨應力的增加而繼續增加。c點的應力稱為強度極限或抗拉強度，用σb表示，單位為mpa。屈強比σs/σb在工程中很有意義，此值越小，表明結構的可靠性越高，即防止結構破壞的潛力越大；但此值太小時，鋼材強度的有效利用率低。
合理的屈強比一般在0.60～0.75之間。
（4）頸縮階段（cd）鋼材的變形速度明顯加快，而承載能力明顯下降。此時在試件的某一部位，截面急劇縮小，出現頸縮現象，鋼材將在此處斷裂。
2.高碳鋼（硬鋼）的拉伸特點
高碳鋼（硬鋼）的拉伸過程，無明顯的屈服階段，如圖2所示。通常以條件屈服點σ0.2代替其屈服點。條件屈服點是使硬鋼產生0.2%塑性變形（殘餘變形）時的應力。
3.鋼材的拉伸效能指標
（1）強度指標
屈服強度或屈服點：
抗拉強度或強度極限：
式中：σs、σb——分別為鋼材的屈服強度和抗拉強度，mpa；
fs、fb——分別為鋼材拉伸時的屈服荷載和極限荷載，n；
a0——鋼材試件的初始橫截面積，mm2。
（2）塑性指標
伸長率：
式中：l1——試件斷裂後標距的長度，mm；
l0——試件的原標距（l0=5d0或l0=10d0），mm；
δ——伸長率（當l0=5d0時，為δ5；當l0=10d0時，為δ10）。
伸長率是衡量鋼材塑性的重要指標，δ越大，則鋼材的塑性越好。伸長率大小與標距大小有關，對於同一種鋼材，δ5＞δ10。鋼材具有一定的塑性變形能力，可以保證鋼材應力重分布，從而不致產生突然脆性破壞。
2、拉伸試驗注意事項：（1）鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋，每批數量不大於60t的，取一組試樣進行鋼筋試驗，鋼筋混凝土用冷軋帶肋鋼筋，每批數量不大於50t的，取一組試樣進行鋼筋試驗，每批鋼筋任取2根，在距鋼筋50cm處各取一根試樣。
（2）對於直徑為22-40mm的鋼筋，可加工為直徑為20mm的試樣，試樣長度為，短試件5d0+100mm，長試件為10d0+200mm。
（3）標距部分的直徑的誤差不大於±0.2mm，長度的允許偏差不大於±0.1mm，標距內最小直徑與最大直徑的允許偏差為0.05mm。
（4）鋼筋拉伸試驗的兩根試樣中，如取其中一根試樣的屈服強度、拉伸強度、伸長率三個指標中，有乙個指標不符合規定的要求時，即拉力試驗不合格。應再取雙倍數量的試樣重新測定三個指標。如在第二次拉伸試驗中，如仍有乙個指標不符合規定要求，不論這個指標在第一次試驗中是否合格，拉力試驗專案也不合格，該批鋼筋即為不合格。
（二）衝擊韌性衝擊韌性是指鋼材抵抗衝擊荷載而不破壞的能力。規範規定以刻槽的標準試件，在衝擊試驗機的擺錘作用下，以破壞後缺口處單位面積所消耗的功來表示，符號αk，單位為j/cm2。αk值越大，沖斷試件消耗的功越多，或者說鋼材斷裂前吸收的能量越多，說明鋼材的韌性越好，不容易產生脆性斷裂。
鋼材的衝擊韌性會隨環境溫度下降而降低。
工藝效能（一）冷彎效能冷彎效能是指鋼材在常溫下，以一定的彎心直徑和彎曲角度對鋼材進行彎曲，鋼材能夠承受彎曲變形的能力。
鋼材的冷彎，一般以彎曲角度α、彎心直徑d與鋼材厚度（或直徑）a的比值d/a來表示彎曲的程度，如圖3所示。彎曲角度越大，d/a越小，表示鋼材的冷彎效能越好。
圖3鋼材冷彎試驗示意圖。
在常溫下，以規定彎心直徑和彎曲角度（90°或180°）對鋼材進行彎曲，在彎曲處外表面即受拉區或側面無裂紋、起層、鱗落或斷裂等現象，則鋼材冷彎合格。如有一種及以上的現象出現，則鋼材的冷彎效能不合格。
伸長率較大的鋼材，其冷彎效能也必然較好。但冷彎試驗是對鋼材塑性更嚴格的檢驗，有利於暴露鋼材內部存在的缺陷，如氣孔、雜質、裂紋、嚴重偏析等；同時在焊接時，區域性脆性及焊接接頭質量的缺陷也可通過冷彎試驗而發現。因此鋼材的冷彎效能也是評定焊接質量的重要指標。
鋼材的冷彎效能必須合格。
(二)試驗注意事項
（1）試驗裝置：支棍式彎曲裝置，v型模具式彎曲裝置，虎鉗式彎曲裝置，翻板式彎曲裝置。
（2）試樣橫截面的內切圓直徑不大於50mm，試驗的溫度一般在10℃—35℃，要求嚴格為23℃±5℃。
（3）彎心直徑的選取。
鋼材的用途分類
我國在此是以鋼材的用途分類作為表示方法分類的基礎 1 碳素結構鋼 表示方法 q 數字 質量等級符號 脫氧方法符號 專門用途的符號 鋼號冠以 q 代表鋼材的屈服點 q 後面的數字表示屈服點數值，單位是mpa。例如q235表示屈服點 s 為235 mpa的碳素結構鋼 必要時鋼號後面可標出表示質量等級和脫...
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