09年資產評估師《建筑工程評估》建筑材料講義八
發(fā)布時間：2011-10-22 共1頁
(二)鋼材的技術性能(掌握)
鋼材的主要技術性能包括：抗拉性能、沖擊韌性、疲勞強度、硬度、冷彎性能、時效反應、焊接性能等。
1.抗拉性能。抗拉性能是建筑鋼材最重要和最常用的性能。通過拉伸試驗可以測出彈性極限(或比例極限)、屈服強度、抗拉強度及伸長率等技術指標。考核重點。
圖2―2為拉伸試驗中反映鋼材在拉力作用下的應力與應變曲線圖。
其縱坐標為鋼材單位面積上施加的拉應力，橫坐標為在鋼材單位長度上產生的應變。從圖2―2中可看出，鋼材拉伸變形過程可分為(O―A)、(A―B)、(B―C)和(C～D)四個階段。
(1)第1階段：彈性階段(O～A)。和A點對應的應力稱為彈性極限，用fp表示。
(2)第Ⅱ階段：屈服階段(A―B)。應力超過A點以后，應力與應變不再成正比關系，這時如卸去拉力，試件變形不能完全消失，已有部分殘余變形。拉力繼續(xù)增加則曲線達到B點，此時鋼材屈服。故與B點對應的應力稱為屈服強度，用fy表示。屈服強度是鋼材的重要指標，是鋼材彈性變形轉變?yōu)樗苄宰冃蔚霓D折點。如果鋼材在超過屈服強度下工作，將會引起塑性變形。鋼材在正常使用情況下，不允許超過屈服點。
(3)第Ⅲ階段：強化階段(B―C)。鋼材應力超過屈服點B以后，變形即迅速發(fā)展，進入(B-C)階段，此階段盡管鋼材尚未破壞，但已不能滿足使用要求。故設計中一般以屈服點作為強度取值的依據。從圖中BC曲線逐步上升可以看出，試件在屈服階段以后，由于鋼材內部組織產生晶格畸變，鋼材得到強化，其抵抗塑性變形的能力又重新提高，故稱(B～C)為強化階段。對應于最高點C的應力稱為抗拉強度，用fu表示。抗拉強度在結構設計上雖然不能應用，超過抗拉強度鋼材會被拉斷，但是屈服強度與抗拉強度的比值，即屈強比fy/fu，卻有一定的意義。在一定范圍內，屈強比小，則表明鋼材在超過屈服點工作時結構的可靠性較高，較為安全。
(4)第Ⅳ階段：頸縮階段(C～D)。應力一應變曲線超過C點以后，變形加快，應力迅速下降，鋼材試件斷面收縮，在D點被拉斷，C―D頸縮階段是鋼材從拉伸到破壞的最后階段。
2.沖擊韌性。沖擊韌性是指在抗沖擊荷載作用下，鋼材抵抗破壞的能力。
3.疲勞強度。鋼材在交變荷載的作用下，在遠低于抗拉強度時突然發(fā)生斷裂破壞，稱為疲勞破壞。一般把鋼材承受規(guī)定次數交變荷載發(fā)生破壞所能承受的最大應力稱為疲勞強度。
4.硬度。硬度是指材料抵抗其他較硬物體壓人的能力，也可以說是材料表面抵抗變形的能力。
5.冷彎性能。冷彎性能是指鋼材在常溫下承受彎曲變形的能力。承受彎曲變形程度越大，說明鋼材冷彎性能越好。
6.鋼材的冷加工強化與時效反應。
將鋼材在常溫下進行冷拉、冷拔或冷軋，使之產生一定的塑性變形，強度明顯提高，塑性和韌性有所降低，這個過程稱為鋼材的冷加工強化。
鋼筋冷拉是在常溫下將其拉至應力超過屈服點，但遠小于抗拉強度時即卸荷，這樣在后期使用時，鋼筋的強度有明顯的提高。
將經過冷拉的鋼筋，常溫下存放15-20d，或加熱到100C―200C并保持2-3h后，則鋼筋強度將進一步提高，這個過程稱為時效處理，前者稱為自然時效，后者稱為人工時效。通常對強度較低的鋼筋可采用自然時效，強度較高的鋼筋則需采用人工時效。
7.焊接性能。可焊性是指鋼材在一定焊接工藝條件下，在焊縫及其附近過熱區(qū)不產生裂縫及硬脆傾向，焊接后的力學性能，特別是強度不得低于原材料。
鋼材含碳量高將增加焊接的硬脆性，含碳量低于0.25%的碳素鋼具有良好的可焊性，加入合金元素降低可焊性。
