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钢筋混凝土 第一部分 钢材 第一节 钢材的特点 优点： 比强度高 塑性好、韧性好 能承受冲击和振动荷载 可加工性 缺点： 易锈蚀 维护费用高 温度敏感性 二、冲击韧性 　 钢材抵抗冲击荷载的能力。  钢的化学成分; 例：S、P↑冲击韧性↓ 冶炼及轧制质量 质量↑冲击韧性↑ 温度 温度↓，冲击韧性↓ 时效 时效 钢材随着时间的延长，强度和硬度提高，而塑性、韧性下降的现象； 在冷加工及振动反复荷载下，时效性特别明显 承受动荷载的结构应该选用时效敏感性小的钢材 三、钢材的耐疲强度 疲劳破坏：钢材在交变荷载反复作用下，往往会在应力远低于抗拉强度的情况下发生裂断的现象。 疲劳强度：在多次反复交变荷载的作用下不发生疲劳破坏时的最大应力称为疲劳强度。它是表明钢材耐疲劳性的指标。通常取交变应力循环次数N=107时，不发生破坏的最大应力作为其疲劳极限 三、钢材的耐疲强度疲劳破坏原因： 钢材的疲劳破坏一般由拉应力引起的，首先在局部开始形成细小裂纹，随后由于微裂纹尖端的应力集中而使其逐渐扩大，直至突然发生瞬时疲劳断裂。 钢材内部的组织结构、成分偏析及其它缺陷，是决定其疲劳性能的主要因素。 钢材的截面变化、表面质量及内应力大小等造成应力集中的因素，都与其疲劳极限有关。如钢筋焊接接头和表面微小的腐蚀缺陷，都可使疲劳极限显著降低。 当疲劳条件与腐蚀环境同时出现时，可促使局部应力集中出现，大大增加了疲劳破坏的危险。 四、钢材的硬度 硬度――是指钢材抵抗硬物体压入钢材的表面的能力。 方法：布氏法。 （二）、工艺性能 一、钢材的冷弯性能 冷弯检验的意义： 钢材的冷弯性能和其伸长率一样，也是表示钢材在静荷载条件下的塑性。但冷弯是钢材处于不利变形条件下的塑性，而伸长率是反映钢材在均匀变形下的塑性。故冷弯试验是一种比较严格的检验。 它能揭示钢材内部组织的均匀性，以及存在内应力或夹杂物等缺陷的程度。在拉力试验中，这些缺陷常因塑性变形导致应力重分布而反映不出来。 在工程实践中，冷弯试验还被用作检验钢材焊接质量的一种手段，能揭示焊件在受弯表面存在的未熔合、微裂纹和夹杂物 。 二、 冷加工 ——指钢材在常温下进行的加工。 常见的冷加工方式：冷拉、冷拔、冷轧、冷扭、刻痕等。 冷加工强化处理：钢材经冷加工产生塑性变形，从而提高其屈服强度的过程。 在建筑工地和混凝土预制厂，经常对比使用要求的强度偏低和塑性偏大的钢筋或低碳盘条钢筋进行冷拉或冷拔并时效处理，以提高屈服强度和利用率，节省钢材。同时还兼有调直、除锈的作用。这种加工所用机械比较简单，容易操作，效果明显，所以建筑工程中常采取此法 三、焊接性能 焊接方式：搭接、对接 焊接要求： ① 焊接处（焊缝及其附近过热区）不产生裂缝及硬脆倾向。 ② 焊接处与母材一致，即拉伸试验，强度不低于原钢材强度。 影响因素： 碳、合金元素等杂质元素越多，可焊性越小。 四 钢材的化学成分的影响 1. 钢材的化学成分及对性能的影响 钢材的化学成分主要是指碳、硅、锰、硫、磷等，在不同情况下往往还需考虑氧、氮及各种合金元素。 （1）碳：土木工程用钢材含碳量不大于0.8％。在此范围内，随着钢中碳含量的提高，强度和硬度相应提高，而塑性和韧性则相应降低，碳还可显著降低钢材的可焊性，增加钢的冷脆性和时效敏感性，降低抗大气锈蚀性。 （2）硅：当硅在钢中的含量较低（小于1%）时，可提高钢材的强度，而对塑性和韧性影响不明显。超过1％，脆性增加，可焊性降低 （３）锰：锰是我国低合金钢的主加合金元素，锰含量一般在0.8%～ 1％范围内，它的作用主要是使强度提高，锰还能消减硫和氧引起的热脆性，使钢材的热加工性质改善。大于1％，强度提高，但塑性及韧性降低，可焊性降低 （４）硫：硫是很有害元素。呈非金属硫化物夹杂物存在于钢中，具有强烈的偏析作用，降低各种机械性能。硫化物造成的低熔点使钢在焊接时易于产生热裂纹，显著降低可焊性。 （５）磷：为有害元素，含量提高，钢材的强度提高，塑性和韧性显著下降，特别是温度愈低，对韧性和塑性的影响愈大，磷在钢中的偏析作用强烈，使钢材冷脆性增大，并显著降低钢材的可焊性。 （６）氧：为有害元素。主要存在于非金属夹杂物内，可降低钢的机械性能，特别是韧性，氧有促进时效倾向的作用，氧化物造成的低熔点亦使钢的可焊形变差。 （７）氮：氮对钢材性质的影响与碳、磷相似，使钢材的强度提高，塑性特别是韧性显著下降。氮可加剧钢材的时效敏感性和冷脆性，降低可焊性。 第三节 土木工程常用钢材 钢结构用钢 混凝土结构用钢 一、 钢结构用钢 1.碳素结构钢 （1）碳素结构钢的牌号 表示按顺序： 屈服点字母（Q）、屈服点数值（单位MPa）、 质量等级（有A、B、