造价师考试复习资料-土建工程3

第三章工程材料工程材料品种繁多，性能各异，价格相差悬殊，而且用量巨大，因此，正确选择和合理使用工程材料，对建设工程的安全、适用、美观、耐久及经济都有着重要的意义。

第一节建筑钢材钢材按照化学成分可分为非合金钢、低合金钢和合金钢，具有品质稳定、强度高、塑性和韧性好、可焊接和铆接、能承受冲击和振动荷载等优异性能，是土木工程中使用量最大的材料品种之一。

土木工程中常用的钢材可分为钢结构用钢和钢筋混凝土结构用钢两类，常用钢种有普通碳素结构钢、优质碳素结构钢和低合金高强结构钢。

普通碳素结构钢在各类钢中产量最大，用途最为广泛，多轧制成型材、异型型钢和钢板等，可供焊接、铆接和螺栓连接。

低合金高强结构钢主要用于轧制各种型钢（角钢、槽钢、工字钢等）、钢板、钢管及钢筋，广泛用于钢结构和钢筋混凝土结构中，尤其是大跨度、承受动荷载和冲击荷载的结构中更为适用。

优质碳素结构钢按照锰含量不同可分为普通含锰钢和较高含锰钢两组，，共有31个牌号，其中30.35.40和45号钢主要用于重要结构的钢铸件及高强螺栓等，．45号钢还可用作预应力混凝土锚具，65、70、75、80号钢主要用于预应力混凝土碳素钢丝、刻痕钢丝和钢绞线。

一、筋（一）热轧钢筋根据现行国家标准《钢筋混凝土用钢第1部分：热轧光圆钢筋》GB 1499.1和《钢筋混凝土用钢第2部分：热轧带肋钢筋》GB 1499.2的相关规定，热轧光圆钢筋分HPB235.HPB300两种牌号，普通热轧钢筋分HRB335、HRB400.HRB500三种牌号，细晶粒热轧钢筋分HRBF335、HRBF400、HRBF500三种牌号。

热轧钢筋的技术要求见表3.1.1，表中所列的强度值和伸长率均为要求的最小值。

表3.1.1 热轧钢筋的技术要求由表3.1.1可知，随钢筋级别的提高，其屈服强度和极限强度逐渐增加，而其塑性则逐渐下降。

综合钢筋的强度、塑性、工艺性和经济性等因素，非预应力钢筋混凝土可选用 HPB235、HRB335和HRB400钢筋，而预应力钢筋混凝土则宜选用HRB500.HRB400和HRB335钢筋。

（二）冷加工钢筋冷加工钢筋是在常温下对热轧钢筋进行机械加工（冷拉、冷拔、冷轧、冷扭、冲压等）而成。

常见的品种有冷拉热轧钢筋、冷轧带肋钢筋和冷拔低碳钢丝。

1．冷拉热轧钢筋在常温下将热轧钢筋拉伸至超过屈服点小于抗拉强度的某一应力，然后卸荷，即制成了冷拉热轧钢筋。

如卸荷后立即重新拉伸，卸荷点成为新的屈服点，因此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。

若卸荷后不立即重新拉伸，而是保持一定时间后重新拉伸，钢筋的屈服强度、抗拉强度进一步提高，而塑性、韧性降低继续降低，这种现象称为冷拉时效。

实践中，可将冷拉、除锈、调直、切断合并为一道工序，这样可简化流程，提高效率。

2．冷轧带肋钢筋用低碳钢热轧盘圆条直接冷轧或经冷拔后再冷轧，形成三面或两面横肋的钢筋。

根据现行国家标准《冷轧带肋钢筋》GB 13788的规定，冷轧带肋钢筋分为CRB550、CRB650、CRB800.CRB970四个牌号o CRB550用于非预应力钢筋混凝土，其他牌号用于预应力混凝土。

冷轧带肋钢筋克服了冷拉、冷拔钢筋握裹力低的缺点，具有强度高、握裹力强、节约钢材、质量稳定等优点，CRB650级、CRB800级和CRB970级钢筋宜用作中、小型预应力钢筋混凝土结构构件中的受力主筋，CRB550级钢筋宜用作普通钢筋混凝土结构构件中的受力主筋、架立筋、箍筋和构造箍筋。

3．冷拔低碳钢丝将直径6.5～8mm的Q235或Q215盘圆条通过小直径的拔丝孔逐步拉拔而成，直径3～5mmo由于经多次拔制，其屈服强度可提高40%～60%，同时失去了低碳钢的良好塑性，变得硬脆。

根据现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205规定，冷拔低碳钢丝分为两级，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。

（三）热处理钢筋热处理钢筋是钢厂将热轧的带肋钢筋（中碳低合金钢）经淬火和高温回火调质处理而成的，且口以热处理状态交货，成盘供应，每盘长约200mo热处理钢筋强度高，用材省，锚固性好，预应力稳定，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。

（四）预应力混凝土用钢丝预应力混凝土钢丝是用优质碳素结构钢经冷加工及时效处理或热处理等工艺过程制得，具有很高的强度，安全可靠，且便于施工。

根据现行国家标准《预应力混凝土用钢丝》GB7T 5223的规定，预应力混凝土用钢丝按照加工状态分为冷拉钢丝和消除应力钢丝两类，消除应力钢丝的塑性比冷拉钢丝好。

消除应力钢丝按松弛性能又分为低松弛钢丝(WLR)和普通松弛钢丝(WNR)两种；按外形分为光面钢丝(P)、螺旋类钢丝(H)和刻痕钢丝三种。

消除应力后钢丝的塑性比冷拉钢丝高；刻痕钢丝是经压痕轧制而成，刻痕后与混凝土握裹力大，可减少混凝土裂缝。

预应力混凝土用钢丝强度高，柔性好，适用于大跨度屋架、薄腹梁、吊车梁等大型构件的预应力结构。

（五）预应力混凝土钢绞线钢绞线是将碳素钢丝若干根，经绞捻及消除内应力的热处理后制成。

根据现行国家标准《预应力混凝土用钢绞线》GB7T 5224，钢绞线按其所用钢丝种类和根数不同分为五种类型。

预应力混凝土用钢绞线强度高、柔性好，与混凝土黏结性能好，多用于大型屋架、薄腹梁、大跨度桥梁等大负荷的预应力混凝土结构。

二、钢结构用钢结构用钢常用的有热轧型钢、冷弯薄壁型钢、热（冷）扎钢板和钢管等。

（一）热轧型钢常用的热轧型钢有工字钢、槽钢、角钢、L型钢、H型钢及T型钢等，根据现行国家标准《热轧型钢》GB/T 706对热轧工字钢、热轧槽钢、热轧等边角钢、热轧不等边角钢、L 型钢的尺寸、外形、重量及允许偏差以及技术要求等做了相应的规定。

《热轧H型钢和部分T型钢》GB7T 11263对H型钢和T型钢的尺寸、外形、重量及允许偏差以及技术要求等作了相应的规定。

处于低温环境的结构，应选择韧性好、脆性临界温度低、疲劳极限较高的钢材。

（二）冷弯薄壁型钢冷弯薄壁型钢通常采用2 - 6mm厚度的薄钢板经冷弯和模压而成，有空心薄壁型钢和开口薄壁型钢。

冷弯薄壁型钢由于壁薄，刚度好，能高效地发挥材料的作用，在同样的负荷下，可减轻构件质量、节约材料，通常用于轻型钢结构，其构件和连接应符合《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB 50018的规定。

（三）钢板材钢板材包括钢板、花纹钢板、建筑用压型钢板和彩色涂层钢板等。

(1)钢板和钢带。

钢板和钢带是矩形平板状的钢材，可直接轧制而成或由宽钢带剪切而成，按轧制方式可分为热轧钢板（带）和冷轧钢板（带）o在钢结构中，单块钢板一般较少使用，而是用多块钢板组合成工字钢、箱形等结构来承受荷载。

钢带可用作装配各种类型的石膏板、钙塑板、吸声板等，用作墙体和吊顶的龙骨支架。

(2)花纹钢板。

花纹钢板是表面扎有防滑花纹的钢板，其表面通常有菱形、扁豆形和圆豆形花纹。

花纹钢板主要用于平台、过道及楼梯等的铺板。

(3)压型钢板。

压型钢板是涂层板或镀层板经辊压冷弯，沿板宽方向形成波形截面的成形钢板，其截面呈梯形、V形、U形或类似的波形。

建筑用压型钢板是用于建筑物围护结构（屋面、墙面）及组合楼盖并独立使用的压型钢板。

《建筑用压型钢板》GB／T 12755给出了有关建筑用压型钢板的技术性质。

压型钢板曲折的板形大大增加了钢板在其平面外的惯性矩、刚度和抗弯能力，具有重量轻、强度刚度大、施工简便和美观等优点。

在建筑上，压型钢板主要用作屋面板、墙板、楼板和装饰板等。

(4)彩色涂层钢板。

彩色涂层钢板是在经过表面预处理的基板上连续涂覆有机涂料（正面至少两层），然后进行烘烤固化而成的产品。

彩色涂层钢板按用途可分为建筑外用、建筑内用和家用电器等；按表面状态分为涂层板、压花板和印花版。

《彩色涂层钢板及钢带》GB/T 12754给出了有关彩色涂层钢板的技术性质。

彩色涂层钢板主要用于建筑物的围护和装饰。

（四）钢管和棒材(1)钢管。

钢管有轧制无缝钢管及冷弯成型的高频焊接钢管。

与其他截面形状相比，在截面面积相同的情况下，钢管的刚度较大，是轴心受压杆的理想截面形式。

由于表面的流线型使其承受的风压较小，因此十分适用于高耸结构。

钢管大多用于制作桁架、塔桅等构件，也可用于网架、网壳结构和制作钢管混凝土。

(2)棒材。

棒材指的是横截面形状为圆形、方形、六角形、八角形或其他异形的直条钢材。

热轧六角钢和八角钢常用作钢结构螺栓的坯材，热轧扁钢一般用作屋架构件、扶．梯、桥梁和栅栏等，圆钢可用于轻型钢结构的一般杆件和连接件。

三、钢材的性能（一）抗拉性能抗拉性能是钢材的最主要性能，表征其性能的技术指标主要是屈服强度、抗拉强度（全称抗拉极限强度）和伸长率。

低碳钢（软钢）受拉的应力一应变图能够较好地解释这些重要的技术指标，见图3.1.1。

(1)屈服强度。

在弹性阶段OA段，如卸去拉力，试件能恢复原状，此阶段的变形为弹性变形，应力与应变成正比，其比值即为钢材的弹性模量。

与A 点对应的应力称为弹 性极限万p o 当对试件的拉伸进入塑性变形的屈服阶段AB 时，应力的增长滞后于应变的增 加，屈服下限B 下所对应的应力称为屈服强度，．记做CJs o 设计时一般以万s 作为强度取值的 依据。

对屈服现象不明显的钢，规定以0.2%残余变形时的应力吼．2作为屈服强度。

(2)抗拉强度。

从BC 曲线逐步上升可以看出：试件在屈服阶段以后，其抵抗塑性变 形的能力又重新提高，称为强化阶段。

对应于最高点C 的应力称为抗拉强度，用．吼表示。

设计中抗拉强度虽然不能利用，但屈强比仃s ／吼能反映钢材的利用率和结构安全可靠程 度。

屈强比愈小，反映钢材受力超过屈服点工作时的可靠性愈大，因而结构的安全性愈 高。

但屈服强比太小，则反映钢材不能有效地被利用。

(3)伸长率。

当曲线到达C 点后，试件薄弱处急剧缩小，塑性变形迅速增加，产生 “颈缩’’现象而断裂。

伸长率表征了钢材的塑性变形能力。

伸长率的大小与标距长度有关。

塑性变形在标距 内的分布是不均匀的，颈缩处的伸长较大，离颈缩部位越远变形越小。

因此原标距与试件 的直径之比愈大，颈缩处伸长值在整个伸长值中的比重愈小，计算伸长率愈小。

通常以 5δ和10δ分别表示0L =50d 和0L =100d (0d 为试件直径)时的伸长率。

对同一种钢材，5δ应 大于10δ。

二）冷弯性能冷弯性能是指钢材在常温下承受弯曲变形的能力，是钢材的重要工艺性能。

冷弯性能 指标是通过试件被弯曲的角度(090、0180)及弯心直径d 对试件厚度（或直径）以的比值 （酬口）区分的。

试件按规定的弯曲角和弯心直径进行试验，试件弯曲处的外表面无裂断、 裂缝或起层，即认为冷弯性能合格。

冷弯时的弯曲角度越大、弯心直径越小，则表示其冷 弯性能越好。