一级建筑师辅导精选之建筑材料与构造(14)

　　四、钢材的冷加工强化

　　将钢材于常温下进行冷拉、冷拔或冷轧，使产生塑性变形，从而提高屈服强度，这个过程称为冷加工强化处理。

　　工地或预制构件厂常利用这一原理，对钢筋或低碳钢盘条按一定制度进行冷拉或冷拔加工，以提高屈服强度节约钢材。

　　将经过冷拉的钢筋于常温下存放15-20d;或加热到100-200℃并保持一定时间。这个过程称为时效处理，前者称为自然时效，后者称为人工时效。

　　冷拉以后再经时效处理的钢筋，其屈服点进一步提高，抗拉极限强度稍见增长，塑性继续有所降低。由于时效过程中内应力的消减，故弹性模量可基本恢复。钢筋经冷拉时效后性能变化的规律，可明显地从拉力试验的应力-应变图得到反映。

　　五、建筑钢材的标准与选用

　　(一)建筑钢材的主要钢种

　　1.碳素结构钢

　　根据国家标准《碳素结构钢》(GB/T 700-2006)的规定，碳素结构钢有5个牌号，牌号由屈服点字母、屈服点数值、质量等级符号与脱氧方法符号组成。例如Q235BZ表示这种碳素结构钢的屈服点≥235MPa，质量等级为B级，脱氧程度为镇静钢。

　　一般而言，碳素结构钢的塑性较好，适宜于各种加工。在焊接、冲击及适当超载的情况下也不会突然破坏，它的化学性能稳定，对轧制、加热及骤冷的敏感性较小，因而常用于建筑结构。碳素钢的屈服强度和抗拉强度随含碳量的增加而增大，伸长率则随含碳量的增加而下降。其中Q235综合性能好，所以是结构常用的牌号(用它轧制各种型钢、钢板、钢管)。

　　碳素钢选用应根据荷载类型、焊接与非焊接结构、环境温度等条件确定。

　　2.优质碳素结构钢

　　根据国家标准《优质碳素结构钢》 (GB/T 699-1999)的规定，根据其含锰量不同可分为普通含锰量(含Mn<0. 8%，共20个钢号)和较高含锰量(含Mn0. 7%~1. 2%，共11个钢号)两组。

　　优质碳素结构钢的钢号用两位数字表示，它表示平均含碳量的万分数。较高含锰量时，在钢号后加注"Mn"。在优质碳素钢中，只有三个钢号属沸腾钢，应在钢号后加注 "F" ，其余均为镇静钢。例如： 45Mn即表示含碳量为0. 42%~0. 50%，含锰量0.70%-1. 00%的优质碳素结构钢。

　　优质碳素结构钢的特点是生产过程中对硫、磷等有害杂质控制较严(S<0. 035%， P<0. 035%)，一般都用平炉、氧气碱性转炉或电弧炉冶炼，脱氧程度大部分为镇静状态，因此质量较稳定。优质碳素结构钢的性能主要取决于含碳量，含碳量高则强度高，但塑性和韧性降低。

　　在建筑工程中，优质碳素结构钢主要用于重要结构的钢铸件及高强度螺栓，常用30-45号钢。在预应力钢筋混凝土中常用45号钢制作锚具，以及65~80号钢制作碳素钢丝、刻痕钢丝和钢绞线。

　　3.低合金高强度结构钢

　　在碳素结构钢的基础上加入总量小于5%的合金元素即成低合金高强度结构钢。

　　根据国家标准《低合金高强度结构钢)) (GB 1591-94)的规定，共有5个牌号，所加元素主要有锰、硅、钒、钛、铌、铭、镍及稀土元素。

　　低合金钢具有较高的强度，较好的塑性、韧性和可焊性。因此，它是综合性能较为理想的建筑钢材，尤其是大跨度、承受动荷载和冲击荷载的结构物中更为合适。

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