一級建筑師輔導(dǎo)精選之建筑材料與構(gòu)造(14)

　　四、鋼材的冷加工強(qiáng)化

　　將鋼材于常溫下進(jìn)行冷拉、冷拔或冷軋，使產(chǎn)生塑性變形，從而提高屈服強(qiáng)度，這個(gè)過程稱為冷加工強(qiáng)化處理。

　　工地或預(yù)制構(gòu)件廠常利用這一原理，對鋼筋或低碳鋼盤條按一定制度進(jìn)行冷拉或冷拔加工，以提高屈服強(qiáng)度節(jié)約鋼材。

　　將經(jīng)過冷拉的鋼筋于常溫下存放15-20d;或加熱到100-200℃并保持一定時(shí)間。這個(gè)過程稱為時(shí)效處理，前者稱為自然時(shí)效，后者稱為人工時(shí)效。

　　冷拉以后再經(jīng)時(shí)效處理的鋼筋，其屈服點(diǎn)進(jìn)一步提高，抗拉極限強(qiáng)度稍見增長，塑性繼續(xù)有所降低。由于時(shí)效過程中內(nèi)應(yīng)力的消減，故彈性模量可基本恢復(fù)。鋼筋經(jīng)冷拉時(shí)效后性能變化的規(guī)律，可明顯地從拉力試驗(yàn)的應(yīng)力-應(yīng)變圖得到反映。

　　五、建筑鋼材的標(biāo)準(zhǔn)與選用

　　(一)建筑鋼材的主要鋼種

　　1.碳素結(jié)構(gòu)鋼

　　根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》(GB/T 700-2006)的規(guī)定，碳素結(jié)構(gòu)鋼有5個(gè)牌號，牌號由屈服點(diǎn)字母、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級符號與脫氧方法符號組成。例如Q235BZ表示這種碳素結(jié)構(gòu)鋼的屈服點(diǎn)≥235MPa，質(zhì)量等級為B級，脫氧程度為鎮(zhèn)靜鋼。

　　一般而言，碳素結(jié)構(gòu)鋼的塑性較好，適宜于各種加工。在焊接、沖擊及適當(dāng)超載的情況下也不會(huì)突然破壞，它的化學(xué)性能穩(wěn)定，對軋制、加熱及驟冷的敏感性較小，因而常用于建筑結(jié)構(gòu)。碳素鋼的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度隨含碳量的增加而增大，伸長率則隨含碳量的增加而下降。其中Q235綜合性能好，所以是結(jié)構(gòu)常用的牌號(用它軋制各種型鋼、鋼板、鋼管)。

　　碳素鋼選用應(yīng)根據(jù)荷載類型、焊接與非焊接結(jié)構(gòu)、環(huán)境溫度等條件確定。

　　2.優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼

　　根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼》 (GB/T 699-1999)的規(guī)定，根據(jù)其含錳量不同可分為普通含錳量(含Mn<0. 8%，共20個(gè)鋼號)和較高含錳量(含Mn0. 7%~1. 2%，共11個(gè)鋼號)兩組。

　　優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的鋼號用兩位數(shù)字表示，它表示平均含碳量的萬分?jǐn)?shù)。較高含錳量時(shí)，在鋼號后加注"Mn"。在優(yōu)質(zhì)碳素鋼中，只有三個(gè)鋼號屬沸騰鋼，應(yīng)在鋼號后加注 "F" ，其余均為鎮(zhèn)靜鋼。例如： 45Mn即表示含碳量為0. 42%~0. 50%，含錳量0.70%-1. 00%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。

　　優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的特點(diǎn)是生產(chǎn)過程中對硫、磷等有害雜質(zhì)控制較嚴(yán)(S<0. 035%， P<0. 035%)，一般都用平爐、氧氣堿性轉(zhuǎn)爐或電弧爐冶煉，脫氧程度大部分為鎮(zhèn)靜狀態(tài)，因此質(zhì)量較穩(wěn)定。優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的性能主要取決于含碳量，含碳量高則強(qiáng)度高，但塑性和韌性降低。

　　在建筑工程中，優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼主要用于重要結(jié)構(gòu)的鋼鑄件及高強(qiáng)度螺栓，常用30-45號鋼。在預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土中常用45號鋼制作錨具，以及65~80號鋼制作碳素鋼絲、刻痕鋼絲和鋼絞線。

　　3.低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼

　　在碳素結(jié)構(gòu)鋼的基礎(chǔ)上加入總量小于5%的合金元素即成低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼。

　　根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼)) (GB 1591-94)的規(guī)定，共有5個(gè)牌號，所加元素主要有錳、硅、釩、鈦、鈮、銘、鎳及稀土元素。

　　低合金鋼具有較高的強(qiáng)度，較好的塑性、韌性和可焊性。因此，它是綜合性能較為理想的建筑鋼材，尤其是大跨度、承受動(dòng)荷載和沖擊荷載的結(jié)構(gòu)物中更為合適。

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