建筑钢材的力学性能

2.建筑钢材的力学性能

钢材的力学性能：有明显流幅的钢筋，塑形好、延伸率大。

技术指标：屈服强度、延伸率、强屈比、冷弯性能。

力学性能是最重要的使用性能，包括抗拉性能、冲击韧性、耐疲劳性等。工艺性能包括冷弯性能和可焊性。

（1）抗拉性能：抗拉性能钢材最重要的力学性能。

屈服强度是结构设计中钢材强度的取值依据。

抗拉强度与屈服强度之比（强屈比）σ_b／σ_s，是评价钢材使用可靠性的一个参数。

对于有抗震要求的结构用钢筋，实测抗拉强度与实测屈服强度之比不小于1.25；

实测屈服响度与理论屈服强度之比不大于1.3；

强屈比愈大，钢材受力超过屈服点工作时的可靠性越大，安全性越高；但强屈比太大，钢材强度利用率偏低，浪费材料。

钢材受力破坏前可以经受永久变形的性能，称为塑性，它是钢材的一个重要指标。钢材的塑性指标通常用伸长率表示。伸长率随钢筋强度的增加而降低。

冷弯也是考核钢筋塑性的基本指标。

（2）冲击韧性，是指钢材抵抗冲击荷载的能力，在负温下使用的结构，应当选用脆性临界温度较使用温度为低的钢材。

（3）耐疲劳性：钢材在应力远低于其屈服强度的情况下突然发生脆断破裂的现象，称为疲劳破坏。危害极大，钢材的疲劳极限与其抗拉强度有关，一般抗拉强度高，其疲劳极限也较高。

钢材化学成分及其对钢材性能的影响

（4）钢材化学成分及其对钢材性能的影响

碳，含碳量增加，钢材的强度和硬度提高，塑性和韧性下降。

硅当含量小于1%时，可提高钢材强度，对塑性和韧性影响不明显。硅是我国钢筋用钢材中的主加合金元素。

磷，有害元素。磷含量增加，钢材的强度、硬度提高，塑性和韧性显著下降。显著加大钢材的冷脆性，也使钢材可焊性显著降低。

硫，有害的元素，降低钢材的各种机械性能，并形成热脆。硫使钢的可焊性、冲击韧性、耐疲劳性和抗腐蚀性等均降低。

氧，有害元素，会降低钢材的机械性能，特别是韧性。使钢材的可焊性变差。

氮，使钢材强度提高，塑性特别是韧性显著下降。

三、混凝土的性能和应用

普通混凝土一般是由水泥、砂、石和水所组成。

1.混凝土组成材料的技术要求

（1）水泥：水泥强度等级的选择一般以水泥强度等级为混凝土强度等级的1.5～2.0倍为宜。

（2）细骨料：砂，级配良好的粗砂或中砂比较好，洁净、有害杂质少。重要工程混凝土所使用的砂，还应进行碱活性检验，以确定其适用性。

（3）粗骨料，石子，颗粒级配及最大粒径：在满足技术要求的前提下，粗骨料的最大粒径应尽量选大一些。

在钢筋混凝土结构工程中，粗骨料的最大粒径不得超过结构截面尺寸的1/4；

同时不得大于钢筋间最小间距的3/4。

对于混凝土实心板，可允许采用最大粒径大1/3板厚的骨料，单最大粒径不得超过40mm。

对于采用泵送混凝土，碎石的最大粒径应不大于输送管径的1/3，卵石的最大粒径应不大于输送管径的1/2.5。

*结合混凝土保护层、钢筋间距等概念，确定混凝土浇筑时的粗骨料粒径选择。

岩石抗压强度与混凝土强度之比不小于1.5

有害杂质和针、片状颗粒：骨料中的有害物有泥块、淤泥、细宵。硫酸盐、硫化物和有机物等。严禁混入煅烧过大白云石或石灰石块。

重要工程混凝土所使用的碎石或卵石，还应进行碱活性检验，以确定其适用性