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建筑钢材的性能和应用

　　【教材解读】

　　一、建筑钢材的主要钢种

　　1.碳素结构钢

　　碳素结构钢牌号由代表屈服强度的字母Q、屈服强度数值、质量等级符号、脱氧程度符号等四部分按顺序组成。碳素结构钢为一般结构和工程用钢，适于生产各种型钢、钢板、钢筋、钢丝等。

　　2.优质碳素结构钢

　　优质碳素结构钢钢材按冶金质量等级分为优质钢、高级优质钢和特级优质钢。一般用于生产预应力混凝土用钢丝、钢绞线、锚具，以及高强度螺栓、重要结构的钢铸件等。

　　3.低合金高强度结构钢

　　低合金高强度结构钢的牌号与碳素结构类似，不过其质量等级分为A、B、C、D、E五级，牌号有Q345、Q390、Q420、Q460几种。主要用于轧制各种型钢、钢板、钢管及钢筋，广泛用于钢结构和钢筋混凝土结构中，特别适用于各种重型结构、高层结构、大跨度结构及桥梁工程等。

　　二、常用的建筑钢材

　　1.钢结构用钢

　　钢结构用钢主要是热轧成型的钢板和型钢等。薄壁轻型钢结构中主要采用薄壁型钢、圆钢和小角钢。钢材所用的母材主要是普通碳素结构钢及低合金高强度结构钢。钢结构常用的热轧型钢有：工字钢、H型钢、T型钢、槽钢、等边角钢、不等边角钢等。型钢是钢结构中采用的主要钢材。钢板材包括钢板、花纹钢板、建筑用压型钢板和彩色涂层钢板等。钢板规格表示方法为宽度×厚度×长度(单位为mm)。钢板分厚板(厚度>4mm)和薄板(厚度≤4mm)两种。厚板主要用于结构，薄板主要用于屋面板、楼板和墙板等。在钢结构中，单块钢板一般较少使用，而是用几块板组合成工字形、箱形等结构形式来承受荷载。

　　2.钢管混凝土结构用钢管

　　钢管混凝土结构即在薄壁钢管内填充普通混凝土，将两种不同性质的材料组合而形成的复合结构。钢管混凝土结构用钢管可采用直缝焊接管、螺旋形缝焊接管和无缝钢管。

　　3.钢筋混凝土结构用钢

　　钢筋混凝土结构用钢主要品种有热轧钢筋、预应力混凝土用热处理钢筋、预应力混凝土用钢丝和钢绞线等。热轧钢筋是建筑工程中用量最大的钢材品种之一，主要用于钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构的配筋。

　　4.建筑装饰用钢材制品

　　(1)不锈钢及其制品。

　　不锈钢是指含铬量在12%以上的铁基合金钢。铬的含量越高，钢的抗腐蚀性越好。建筑装饰工程中使用的是要求具有较好的耐大气和水蒸气侵蚀性的普通不锈钢。用于建筑装饰的不锈钢材主要有薄板(厚度小于2mm)和用薄板加工制成的管材、型材等。

　　(2)轻钢龙骨。

　　轻钢龙骨是以镀锌钢带或薄钢板由特制轧机经多道工艺轧制而成，断面有U形、C形、T形和L形。主要用于装配各种类型的石膏板、钙塑板、吸声板等，用作室内隔墙和吊顶

　　的龙骨支架。与木龙骨相比，具有强度高、防火、耐潮、便于施工安装等特点。轻钢龙骨主要分为吊顶龙骨(代号D)和墙体龙骨(代号Q)两大类。吊顶龙骨又分为主龙骨(承载龙骨)、次龙骨(覆面龙骨)。墙体龙骨分为竖龙骨、横龙骨和通贯龙骨等。

　　三、建筑钢材的力学性能

　　1.拉伸性能

　　反映建筑钢材拉伸性能的指标包括屈服强度、抗拉强度和伸长率。

　　2.冲击性能

　　冲击性能是指钢材抵抗冲击荷载的能力。脆性临界温度的数值愈低，钢材的低温冲击性能愈好。在负温下使用的结构，应当选用脆性临界温度较使用温度为低的钢材。

　　3.疲劳性能

　　受交变荷载反复作用时，钢材在应力远低于其屈服强度的情况下突然发生脆性断裂破坏的现象，称为疲劳破坏。

　　钢材的疲劳极限与其抗拉强度有关，一般抗拉强度高，其疲劳极限也较高。

　　【命题考点】

　　各种建筑钢材的适用范围;型钢和钢板;碳素结构钢和低合金高强度结构钢;大跨度;高耸结构;承受动荷载的钢结构;热轧钢筋;受力钢筋;力学性能;钢管;钢材制品。

　　【分析预测】

　　(1)分析判断不同的结构应该采用何种钢材。

　　(2)根据所提供的材料，分析钢材化学成分及其对钢材性能的影响。