土质与筑路材料 王玮 吴跟上 7模块六 其他筑路材料

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1、◆了解建筑钢材的概念和分类。◆了解建筑钢材的性能指标及常用建筑钢材的技术要求。任务一认识建筑钢材对交通建设而言，钢材的应用相当广泛。桥梁多是钢桥和钢筋混凝土桥（如著名的南京长江大桥、郑州黄河公路大桥等）。在钢结构和钢筋混凝土结构中，钢材是重要的工程建筑材料。建筑钢材都有哪些？评价钢材性能的指标有哪些？公路桥梁使用的钢材有哪些技术要求呢？一、建筑钢材的概念建筑钢材泛指在建筑工程中使用的各种钢材，主要包括：钢结构所用的各种型材（也称为型钢）和板材（常称为钢板），型钢又可分为圆钢、角钢、工字钢、槽钢、钢管等；钢筋混凝土结构所用的钢筋、钢丝和钢绞线（俗称线材）等。二、钢材

2、的分类按化学成分分类（1）碳素钢（2）合金钢按用途分类（1）结构钢（2）工具钢（3）特殊钢按质量分类（1）碳素结构钢（2）优质碳素结构钢按成型方法分类分为铸造钢、锻造钢、轧压钢、冷拔钢。建筑钢材多属于轧压钢和冷拔钢。三、建筑钢材的性能指标建筑钢材的性能包括力学性能和工艺性能，如强度、塑性、冲击韧性、冷弯性能、耐疲劳性、硬度、应力松弛等。强度对于线形钢材主要评价其抗拉强度，抗拉强度由拉伸试验测出。低碳钢在拉伸试验中表现的应力和变形关系比较典型，它在外力作用下的变形一般可分为四个阶段：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和缩颈阶段。其应力—延伸率（R－e）关系曲线如图6-1-

3、2所示。图6-1-2碳素结构钢的应力－应变关系曲线塑性钢材的塑性是指抵抗永久变形的性能。在工程应用中钢材的塑性指标有两个：伸长率和断面收缩率。（1）伸长率×100%（2）断面收缩率×100%冲击韧性钢材抵抗瞬间冲击荷载而不破坏的能力称为冲击韧性。冲击韧性按照我国国家标准试验方法的摆冲法、横梁式来测定，如图6-1-4所示。冷弯性能冷弯性能是指钢材在常温条件下承受规定弯曲程度的弯曲变形的能力，是钢材的重要工艺性能。耐疲劳性钢材在交变荷载反复作用下，在远小于其抗拉强度时发生突然破坏，此现象称为疲劳破坏。疲劳破坏的危险应力用疲劳强度表示。疲劳强度是指钢材在交变荷载作用下于

4、规定的周期基数内不发生疲劳破坏所能承受的最大拉应力。通常取交变应力循环次数N＝107时试件不发生破坏的最大拉应力作为疲劳强度。硬度硬度表示钢材表面局部体积抵抗变形或破坏的能力，反映钢材的软硬程度。硬度测定是将硬物压入钢材表面，根据压力大小及产生的压痕面积或深度来评价的。建筑钢材的硬度常用布氏法和洛氏法测定，相应的指标称为布氏硬度和洛氏硬度。应力松驰应力松驰是在规定温度和规定约束条件下，钢材应力随时间而变小的现象。如钢绞线在长时间承受大载荷的情况下，塑性变形的累积就造成了变长、变细的现象，即所谓的应力松弛。四、道路桥梁工程中常用建筑钢材及技术要求道路桥梁工程中应用的

5、建筑钢材包括桥梁用结构钢和钢筋混凝土用的钢筋和钢丝。桥梁用结构钢桥梁用结构钢的牌号由代表屈服点的汉语拼音首位字母Q、屈服点数值、桥梁钢的汉语拼音首位字母q、质量等级符号四个部分组成。根据《桥梁用结构钢》的规定，其牌号为Q235q、Q345q、Q370q、Q420q和Q460q，质量等级分别为C、D、E三级。如Q345qc，表示屈服点为345MPa、质量等级为C级的桥梁用结构钢。表6-1-1桥梁结构钢的力学性能和工艺性能牌号质量等级下屈服强度，MPa抗拉强度MPa断后伸长率%V型冲击功（纵向）180°弯曲试验厚度，mm钢材厚度，mm≤50>50~100温度，℃J≤1

6、6>16Q235qC23522540026034d=2ad=3aD-20E-40Q345qC34533549020047D-20E-40Q370qC37036051020047D-20E-40Q420qC42041054019047D-20E-40Q460qC46045057017047D-20E-40注：d—弯心直径，a—试样厚度，钢板和钢带取横抽试样钢筋混凝土用钢筋和高强钢丝桥梁钢筋混凝土结构使用的钢材主要有热轧钢筋、高强钢丝和钢绞线等三大类。（1）热轧钢筋热轧钢筋按外形分为光圆钢筋和带肋钢筋两种。带肋的钢筋表面有凹凸的槽纹，增强了水泥混凝土与钢筋的结合力，提

7、高了钢筋混凝土的整体性，所以被广泛地应用。表6-1-2热轧钢筋的力学性能和工艺性能牌号公称直径(mm)下屈服强度（MPa）抗拉强度Rm(MPa)伸长率A(％)180º弯曲试验(d-弯心直径a-钢筋公称直径)不小于HPB2356~2223537025d=aHPB3006~2230042025d=aHRB335HRBF3356～2528～40>40~5033545517d=3ad=4ad=5aHRB400HRBF4006～2528～40>40~5040054016d=4ad=5ad=6aHRB500HRBF5006～2528～40>40~5050063015d=6ad

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