◆掌握钢筋的分类、特性、应用。
(一)钢筋分类
1.热轧钢筋
热轧钢筋的技术要求，见教材表3.1.1。
性能：随钢筋级别的提高，其屈服强度和极限强度逐渐增加，而其塑性则逐步下降。
应用：非预应力钢筋混凝土可选用HPB235、HRB335和HRB400钢筋。
预应力钢筋混凝土则宜选用HRB500、HRB335和HRB400钢筋。
2.冷加工钢筋
（1）冷拉热轧钢筋
冷拉特性：冷拉可使屈服点提高，材料变脆、屈服阶段缩短，塑性、韧性降低。
（2）冷轧带肋钢筋
应用：在中、小型预应力钢筋混凝土结构构件中广泛应用。
（3）冷拔低碳钢丝
应用：甲级用于预应力混凝土结构构件中，乙级用于非预应力混凝土结构构件中。
3.热处理钢筋
特点：热处理钢筋强度高，用材省，锚固性好，预应力稳定。
应用：主要用作预应力钢筋混凝土轨枕，也可以用于预应力混凝土板、吊车梁等构件。
4．碳素钢丝、刻痕钢丝和钢绞线
特性、应用：钢绞线强度高、柔性好，特别适用于曲线配筋的预应力混凝土结构、大跨度或重荷载的屋架等。
钢丝和钢绞线主要用于大跨度、大负荷的桥梁、电杆、枕轨、屋架、大跨度吊车梁等。
练习题：
1．综合考虑钢筋的强度、塑性、工艺性和经济性，非预应力钢筋混凝土一般不应采用( )。
A．乙级冷拔低碳钢丝
B．HRB500钢筋
C．HRB400钢筋
D.HPB235钢筋
答案：B
2．综合钢筋的强度、塑性、工艺性和经济性等因素，既可作为非预应力钢筋混凝土选用，也可作为预应力钢筋混凝土选用的钢筋牌号是( )。
A．HPB235
B．HRB335
C．HRB435
D．HRB500
答案：B
3.与热轧钢筋相比，冷拉热轧钢筋的特点是( )。
A.屈服强度提高，结构安全性降低
B.抗拉强度提高，结构安全性提高
C.屈服强度降低，伸长率降低
D.抗拉强度降低，伸长率提高
答案：A
4．钢筋经过冷拉及时效处理后可具有的优点是( )
A．提高了钢筋的塑性和韧性
B．适用于承受冲击荷载的结构中
C．提高了钢筋的屈服点
D．提高了钢筋的抗拉强度
E．降低了钢筋混凝土中钢筋的用量
答案：CD
5.钢筋的冷拉加工可以（ ）。
A.提高钢筋的塑性
B.提高钢筋的韧性
C.提高钢筋的强度
D.实现钢筋的调直
E.实现钢筋的除锈
答案：CDE
6．受冲击振动荷载的预应力钢筋混凝土轨枕，在配筋选材时应采用( )。
A．冷拉热轧钢筋
B．冷拔低碳钢筋
C．冷轧带肋钢筋
D．热处理钢筋
答案：D
7. ( )特别适用于曲线配筋的预应力混凝土结构、大跨度或重荷载的屋架。
A. 钢绞线
B．碳素钢丝
C．刻痕钢丝
D. 矫直回火钢丝
答案：A
(二)钢筋的性能
◆掌握钢筋性能基本概念。
1．抗拉性能
表征抗拉性能的技术指标有：屈服点、抗拉强度及伸长率。
（1）屈服点。设计时，一般以屈服强度或压服点作为强度取值的依据。
（2）抗拉强度。屈强比的概念及应用：屈强比小则表明钢材在超过屈服点工作时可靠性较高，较为安全。太小了则反映钢材不能有效的被利用。
（3）伸长率。表征了钢材的塑性变形能力。
2．冷弯性能
概念：冷弯性能指钢材在常温下承受弯曲变形的能力。
冷弯合格标准：试件按规定条件弯曲，若弯曲处的外表面无裂断、裂缝或起层，即认为冷弯性能合格。
应用：揭示内应力，杂质等缺陷。
可用于焊接质量的检验，能揭示焊件在受弯表面裂纹，杂质等缺陷。
3．冲击韧性
概念：冲击韧性指钢材抵抗冲击载荷的能力。其指标是通过标准试件的弯曲冲击韧性试验确定。按规定，将带有V形缺口的试件进行冲击试验。试件在冲击荷载作用下折断时所吸收的功，称为冲击吸收功Akv(J)。
影响因素：钢材的化学成分、组织状态、内在缺陷及环境温度等 都是影响冲击韧性的重要因素。
冷脆性的概念：Akv值随试验温度的下降而减小，当温度降低达到某一范围时，Akv急剧下降而呈脆性断裂，这种现象称为冷脆性。发生冷脆时的温度称为脆性临界温度，其数值越低，说明钢材的低温冲击韧性越好。
4．硬度
硬度指表面层局部体积抵抗压入产生塑性变形的能力。表征值常用布氏硬度值HB表示。
5．耐疲劳性
在反复荷载作用下，钢材在远低于抗拉强度时突然发生断裂，称为疲劳破坏。疲劳破坏的危险应力用疲劳极限表示。
6．焊接性能
可焊性主要指焊接后在焊缝处的性质与母材性质的一致程度。影响钢材可焊性的主要因素是化学成分及含量。
练习题：
1.关于屈强比的叙述正确的是( )。
A.屈强比等于бs／бb
B.屈强比太大，则反映钢材不能有效地被利用
C.屈强比太小，则反映钢材不能有效地被利用
D.屈强比越大，反映钢材受力超过屈服点工作时的可靠性越大，因而结构的安全性越高
E.屈强比越小，反映钢材受力超过屈服点工作时的可靠性越大，因而结构的安全性越高
答案：ACE
2..冷弯性能是指钢材在常温下承受弯曲变形的能力，钢材的冷弯性能指标是通过( )进行区分。
A.试件的伸长率
B.试件被弯曲的角度
C.试件弯心直径对试件厚度的比值
D.试件厚度对试件弯心直径的比值
E.试件在规定周期内不因弯曲发生断裂所能承受的最大应力
答案：B、C
3．受振动或高速荷载作用的结构用钢，应特别注意选用( )。
A．屈服强度高的钢材
B．冲击韧性好的钢材
C．延伸率好的钢材
D.冷弯性能好的钢材
答案：B
4.影响钢材冲击韧性的重要因素有( )。
A.钢材化学成分
B.所承受荷载的大小
C.钢材内在缺陷
D.环境温度
E.钢材组织状态
答案：ACDE
5.在负温下直接承受动荷载的结构钢材，要求低温冲击韧性好，其判断指标为( ).
A.屈服点
B.弹性模量
C.脆性临界温度
D.布氏硬度
答案：C
6．下列脆性临界温度中，冲击韧性好的钢材是( )。
A．一20℃
B．一30℃
C．一40℃
D．一60℃
答案：D
7．钢材疲劳极限的含义是( )
A．试件在一定的应力作用下，达到破坏的时间
B．试件在交变应力作用下，直到破坏所经历的应力交变周期数
C．试件在均匀递加应用作用下发生断裂时的最大应力
D．试件在交变应力下在规定的周期内不发生断裂的最大应力
答案：D
8．关于钢筋性能，说法错误的是( )。
A．设计时应以抗拉强度作为钢筋强度取值的依据
B．伸长率表征了钢材的塑性变形能力
C．屈强比太小，反映钢材不能有效地被利用
D．冷弯性能是钢材的重要工艺性能
答案：A
(三)钢材的化学成分及其对性能的影响
1．碳
当含碳量小于0.8％时，C含量增加将使抗拉强度及硬度提高，但塑性与韧性将降低，焊接性能、耐腐蚀性能也下降。
2．硅
当小于等于1％时，Si含量的增加可显著提高强度及硬度，而对塑性及韧性无显著影响。
3．锰
在一定限度内，随Mn含量的增加可显著提高强度并可消减因氧与硫引起的热脆性。改善热加工性能。
4．硫
为有害元素，有强烈的偏析作用，使机械性能、焊接性能下降（引起热裂纹）。
5．磷
为有害元素，含量的增加可提高强度，塑性及韧性显著下降。有强烈的偏析作用，引起冷脆性，焊接性下降。但可提高耐磨性及耐腐蚀性。
练习题：
1.钢材中磷是有害元素，它会引起( )。
A.强度降低
B.耐腐蚀性能降低
C.焊接性能提高
D.塑性和韧性显著下降
答案：D
2.下列关于钢材叙述不正确的是( )。
A.钢材屈强比越小，工作的安全性越大
B.冷拉钢筋经人工时效后屈服点提高，伸长率降低
C.钢材中含硫引起冷脆，含磷引起热脆
D.钢材的工艺性能包括冷弯性能
答案：C
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