文档介绍：第2章 筑钢
学****指引
本章着重阐述公路工程惯用建筑钢材技术原则和性质。通过本章学****规定学生掌握钢材技术性质和技术原则，并能按设计规定选用相应规格钢材。
金属材料涉及黑色金属和有色金属两大类，黑色金属是指以铁元素为重要成分金属及其合金，惯用黑色金属材料有钢和生铁。有色金属是指黑色金属以外金属，如铝、铜、铅、锌等金属及其合金。
建筑钢材是指用于钢构造各种型材（如圆钢、角钢、工字钢、管钢等）、钢板和用于钢筋混凝土中各种钢筋、钢丝、钢绞线等。
钢材具备良好技术性质：材质均匀，性能可靠，强度高，能承受较大弹塑性变形，加工性能好，因而，在土木工程中被广泛应用。
钢材分类与构造11
钢按化学成分分类
钢材以铁为重要原素，％～％，并具有其她元素合金材料。钢按化学成分分类可分为碳素钢和合金钢两大类。
碳素钢依照含碳量可分为：低碳钢（%）、中碳钢（%～%）、高碳钢（%）。
合金钢中具有一种或各种特意加人或超过碳素钢限量合金元素（如锰、硅、矾、钛等）。这些合金元素用于改进钢性能，或者使其获得某些特殊性能。
低合金钢（合金元素总含量不大于5%）；
中合金钢（合金元素总含量为5%～10%）；
高合金钢（合金元素总含量不不大于10%）。
按钢在熔炼过程中脱氧限度不同分类
按钢在熔炼过程中脱氧限度不同分类,可分为：沸腾钢、镇定钢、半镇定钢、和特殊镇定钢四类。
如果炼钢时脱氧不充分,钢液终尚有较多金属氧化物，浇铸钢锭后钢液冷却到一定温度，其中碳会与金属氧化物发生反映，生成大量一氧化碳气体外逸，引起钢液激烈沸腾，因而这种钢材称为沸腾钢，其代号为“F”。沸腾钢中碳和有害杂质在钢中分布不均匀，富集于某些区间现象特别严重，钢致密限度差。故沸腾钢冲击韧性和可焊接性较差，特别是低温冲级韧性减少更明显。但从经济上比较，沸腾钢只消耗少量脱氧剂，钢锭搜索孔减少，成品效率高，故成本较低。
如果炼钢时脱氧充分，钢液中金属氧化物很少或没有,在浇铸钢锭时钢液会安静冷却凝固，这种钢称为镇定钢，其代号为“Z”。镇定钢组织致密，气泡少，偏析限度小，各种力学性能比沸腾钢优越。可用于受冲击荷载构造和其她重要构造。
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半镇定钢是指脱氧限度和性能都介于沸腾钢和镇定钢之间钢材，其代号为“b”。
比镇定钢脱氧限度更充分彻底钢，称为特殊镇定钢，代号为“TZ”。特殊镇定钢质量最佳，合用于特别重要构造工程。
钢按压力加工方式分类，可分为热加工钢材和冷加工钢材。
钢按用途分类，可分为钢构造用钢和混凝土构造用钢两种。
钢按重要质量级别（钢中有害杂质多少）分类
普通钢：含硫量≤％，含磷量≤％；
优质钢：含硫量≤％，含磷量≤％；
高档优质钢：含硫量≤％，含磷量≤％，高档优质钢钢号背面加“高”字或“A”；
特级优质钢：含硫量≤％，含磷量≤％，特级优质钢后加“E”。
建筑钢材技术性质
建筑钢材物理力学性质
抗拉性能是表达钢材性能重要指标。由于拉伸是建筑钢材重要受力形式，因而抗拉性能采用拉伸实验测定，以屈服点、抗拉强度和伸长率等指标表征。以低碳钢（软钢）受拉应力-，可以较好地阐述这些重要技术指标。
低碳钢受拉应力-应变图
从图中可以看出，低碳钢受拉经历了四个阶段：弹性阶段（O→A）、屈服阶段（A→B）、强化阶段（B→C）、颈缩阶段C→D）。
（1）屈服强度
当试件拉力在OA范畴内时，如卸去拉力，试件能恢复原状，应力与应变比值为常数，即弹性模量（E），E=σ/ε。该阶段被称为弹性阶段。弹性模量反映钢材抵抗变形能力，是计算构造受力变形重要指标。
当对试件拉伸进入塑性变形屈服阶段AB时，称屈服下限B下所相应应力为屈服强度或屈服点，记做σS。设计时普通以σS作为强度取值根据。对屈服现象不明显钢，%。屈服强度可按式（）计算。
钢材颈缩现象示意图
（）
式中：——屈服点，MPa；
——屈服点荷载，N；
——试件公称横截面积，mm2。
（2）抗拉强度
：试件在屈服阶段后来，其抵抗塑性变形能力又重新提高，称为强化阶段。相应于最高点C应力称为抗拉强度，用σb表达。抗拉强度按式（）计算。