二級建造師：掌握常用建筑金屬材料的品種、性能及應(yīng)用

 　　常用的建筑金屬材料主要是建筑鋼材和鋁合金。建筑鋼材又可分為鋼結(jié)構(gòu)用鋼、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用鋼和建筑裝飾用鋼材制品。

　　一、常用的建筑鋼材
　?。ㄒ唬╀摻Y(jié)構(gòu)用鋼
　　鋼結(jié)構(gòu)用鋼主要是熱軋成形的鋼板和型鋼等。薄壁輕型鋼結(jié)構(gòu)中主要采用薄壁型鋼、圓鋼和小角鋼。鋼材所用的母材主要是普通碳素結(jié)構(gòu)鋼及低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼。
　　鋼結(jié)構(gòu)常用的熱軋型鋼有：工字鋼、H型鋼、T型鋼、槽鋼、等邊角鋼、不等邊角鋼等。
　　冷彎薄壁型鋼包括結(jié)構(gòu)用冷彎空心型鋼和通用冷彎開口型鋼。
　　鋼板材包括鋼板、花紋鋼板、建筑用壓型鋼板和彩色涂層鋼板等。鋼板是矩形平板狀的鋼材，可直接軋制而成或由寬鋼帶剪切而成，按軋制方式分為熱軋鋼板和冷軋鋼板。鋼板規(guī)格表示方法為寬度×厚度×長度（單位為mm）。鋼板分厚板（厚度>4mm）和薄板（厚度≤4mm）兩種。厚板主要用于結(jié)構(gòu)，薄板主要用于屋面板、樓板和墻板等。
　　（二）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用鋼
　　鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用鋼主要品種有熱軋鋼筋、預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處理鋼筋、預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲和鋼絞線等。
　　熱軋鋼筋是建筑工程中用量最大的鋼材品種之一，主要用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的配筋。從外形可分為光圓鋼筋和帶肋鋼筋。與光圓鋼筋相比，帶肋鋼筋與混凝土之間的握裹力大，共同工作性能較好。

表面形狀種類d（mm）fyk（N/mm2）符號
光圓HPB235（Q235）8-20235Φ
帶肋HRB335（20MnSi）①6-50335
6-50400
RRB400（K20MnSi）8-40400

　　表2A311021中，HPB235級鋼筋屬于普通低碳鋼（含碳量不大于0.25%），強(qiáng)度較低，外形為光圓，它與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度也較低，主要用作板的受力鋼筋、箍筋以及構(gòu)造鋼筋。HRB335和HRB400級鋼筋為低合金鋼（合金元素含量不大于5%），是鋼筋混凝土用的主要受力鋼筋，HRB400又稱新Ⅲ級鋼，是我國規(guī)范提倡使用的鋼筋品種。RRB400級鋼筋為余熱處理鋼筋，也可用作主要受力鋼筋。
　?。ㄈ┙ㄖb飾用鋼材制品
　　現(xiàn)代建筑裝飾工程中，鋼材制品得到廣泛應(yīng)用。常用的主要有不銹鋼鋼板和鋼管、彩色不銹鋼板、彩色涂層鋼板和彩色涂層壓型鋼板，以及鍍鋅鋼卷簾門板及輕鋼龍骨等。
　　1.不銹鋼及其制品
　　不銹鋼是指含鉻量在12%以上的鐵基合金鋼。由于鉻的性質(zhì)比鐵活潑，鉻首先與環(huán)境中的氧化物生成一層與鋼材基體牢固結(jié)合的致密氧化膜層，稱為鈍化膜，保護(hù)鋼材不致銹蝕。鉻的含量越高，鋼的抗腐蝕性越好。
　　2.彩色涂層鋼板
　　彩色涂層鋼板是在冷軋鍍鋅薄板表面噴涂烘烤了不同色彩或花紋的涂層。這種板材表面色彩新穎、附著力強(qiáng)、抗銹蝕性和裝飾性好，并且可進(jìn)行剪切、彎曲、鉆孔、鉚接、卷邊等加工。
　　彩色涂層鋼板耐熱、耐低溫性能好，耐污染、易清洗，防水性、耐久性強(qiáng)?？捎米鹘ㄖ鈮Π濉⑽菝姘?、護(hù)壁板、拱復(fù)系統(tǒng)等。
　　3.彩色壓型鋼板
　　彩色壓型鋼板是以鍍鋅鋼板為基材，經(jīng)軋輥壓制成V形、梯形或者水波紋等形狀，表面再涂敷各種耐腐蝕涂料，或噴涂彩色烤漆而制成的輕型圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料。它的特點(diǎn)是自重輕、色彩鮮艷、耐久性強(qiáng)、波紋平直堅挺、安裝施工方便、進(jìn)度快、效率高。適用于工業(yè)與民用建筑屋面、墻面等圍護(hù)結(jié)構(gòu)，或用于表面裝飾。
　　4.輕鋼龍骨
　　輕鋼龍骨是以鍍鋅鋼帶或薄鋼板由特制軋機(jī)經(jīng)多道工藝軋制而成，斷面有U形、C形、T形和L形。主要用于裝配各種類型的石膏板、鈣塑板、吸聲板等，用作室內(nèi)隔墻和吊頂?shù)凝埞侵Ъ堋Ｅc木龍骨相比，具有強(qiáng)度高、防火、耐潮、便于施工安裝等特點(diǎn)。

　　二、建筑鋼材的力學(xué)性能
　　鋼材的主要性能包括力學(xué)性能和工藝性能。其中力學(xué)性能是鋼材最重要的使用性能，包括抗拉性能、沖擊韌性、耐疲勞性等。工藝性能表示鋼材在各種加工過程中的行為，包括冷彎性能和可焊性等。
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　　抗拉性能是建筑鋼材最重要的力學(xué)性能。鋼材受拉時，在產(chǎn)生應(yīng)力的同時相應(yīng)地產(chǎn)生應(yīng)變。應(yīng)力和應(yīng)變的關(guān)系反映出鋼材的主要力學(xué)特征。在低碳鋼（軟鋼）受拉的應(yīng)力一應(yīng)變曲線中，存在幾個重要的極限：比例極限、彈性極限σp、屈服極限（或屈服強(qiáng)度）σs、強(qiáng)度極限（或抗拉強(qiáng)度）σb。屈服強(qiáng)度是結(jié)構(gòu)設(shè)計中鋼材強(qiáng)度的取值依據(jù)。
　　鋼材在受力破壞前可以經(jīng)受永久變形的性能，稱為塑性，它是鋼材的一個重要性能指標(biāo)。在工程應(yīng)用中，鋼材的塑性指標(biāo)通常用伸長率和斷面收縮率表示。試件拉斷后標(biāo)距長度的增量與原標(biāo)距長度之比的百分比即為伸長率。斷面收縮率是試件拉斷后，縮頸處橫斷面積的最大縮減量占橫截面積的百分率。伸長率或斷面收縮率越大，說明鋼材的塑性越大塑性大的鋼材不僅便于進(jìn)行各種加工，而且能保證鋼材在建筑上的安全使用。
　　預(yù)應(yīng)力混凝土用高強(qiáng)度鋼筋和鋼絲具有硬鋼的特點(diǎn)，抗拉強(qiáng)度高，無明顯的屈服階段，伸長率小。由于屈服現(xiàn)象不明顯，不能測定屈服點(diǎn)，故常以發(fā)生殘余變形為0.2%原標(biāo)距長度時的應(yīng)力作為屈服強(qiáng)度，稱條件屈服強(qiáng)度，用σ0.2表示。
　?。ǘ_擊韌性
　　沖擊韌性是指鋼材抵抗沖擊荷載的能力。鋼的化學(xué)成分及冶煉、加工質(zhì)量都對沖擊韌性有明顯的影響。除此以外，鋼的沖擊韌性受溫度的影響較大，沖擊韌性隨溫度的下降而減??；當(dāng)降到一定溫度范圍時，沖擊值急劇下降，從而可使鋼材出現(xiàn)脆性斷裂，這種性質(zhì)稱為鋼的冷脆性，這時的溫度稱為脆性臨界溫度。
　?。ㄈ┠推谛?
　　受交變荷載反復(fù)作用時，鋼材在應(yīng)力遠(yuǎn)低于其屈服強(qiáng)度的情況下突然發(fā)生脆性斷裂破壞的現(xiàn)象，稱為疲勞破壞。疲勞破壞是在低應(yīng)力狀態(tài)下突然發(fā)生的，所以危害極大，往往造成災(zāi)難性的事故。