相信并不是所有考生都是具有造價基礎(chǔ)的人,所以在開始進(jìn)行備考的初期階段,各位考生需要通過教材進(jìn)行系統(tǒng)學(xué)習(xí),以建立基本的入門基礎(chǔ)作為初期階段的任務(wù)目標(biāo)。233網(wǎng)校2020年一級造價工程師《建設(shè)工程技術(shù)與計量(土建)》視頻內(nèi)部資料,今天跟著王洪強老師一起掌握考點“建筑結(jié)構(gòu)材料”。詳情內(nèi)容如下:
第三章 工程材料
第一節(jié) 建筑結(jié)構(gòu)材料
2020年一級造價工程師《技術(shù)與計量(土建)》精講班視頻,20%免費試學(xué)
王洪強老師介紹:副教授,曾參編中國計劃出版社《考試教材:建設(shè)工程技術(shù)與計量(土木建筑工程)》;曾主編中國建筑工業(yè)出版社的《建設(shè)工程技術(shù)與計量(土木建筑工程)》應(yīng)試指南;從事一/二級建造師、一級造價工程師、監(jiān)理工程師考試培訓(xùn)多年。
教學(xué)特點:培訓(xùn)經(jīng)驗豐富,知識脈絡(luò)梳理清晰,講課圖表結(jié)合,并聯(lián)系實際分析考點,通俗易懂。
主講領(lǐng)域:造價工程師
(一)常用的建筑鋼材
1.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用鋼
(1)熱軋鋼筋
表3.1.1 熱軋鋼筋的技術(shù)要求
(新規(guī)范刪除了HRB335)
熱軋光圓鋼筋由碳素結(jié)構(gòu)鋼或低合金結(jié)構(gòu)鋼經(jīng)熱軋而成,從表中可以看出其強度較低,但具有塑性好,伸長率高,便于彎折成型、容易焊接等特點,可用于中小型混凝土結(jié)構(gòu)的受力鋼筋或箍筋,以及作為冷加工(冷拉、冷拔、冷軋)的原料。
熱軋帶肋鋼筋采用低合金鋼熱軋而成,具有較高的強度,塑性和可焊性較好。鋼筋表面有縱肋和橫肋,從而加強了鋼筋與混凝土中間的握裹力,可用于混凝土結(jié)構(gòu)受力筋,以及預(yù)應(yīng)力鋼筋。
(2)冷加工鋼筋
1)冷拉熱軋鋼筋
在常溫下將熱軋鋼筋拉伸至超過屈服點小于抗拉強度的某一應(yīng)力,然后卸荷,即制成了冷拉熱軋鋼筋。
如卸荷后立即重新拉伸,卸荷點成為新的屈服點,因此冷拉可使屈服點提高,材料變脆、屈服階段縮短,塑性、韌性降低。
若卸荷后不立即重新拉伸,而是保持一定時間后重新拉伸,鋼筋的屈服強度、抗拉強度進(jìn)一步提高,而塑性、韌性繼續(xù)降低,這種現(xiàn)象稱為冷拉時效。
可將冷拉、除銹、調(diào)直、切斷合并為一道工序。
2)冷軋帶肋鋼筋(新規(guī)范)
用低碳鋼熱軋盤圓條直接冷軋或經(jīng)冷拔后再冷軋,形成三面或兩面橫肋的鋼筋??朔?b>冷拉、冷拔鋼筋握裹力低的缺點,強度高、握裹力強、節(jié)約鋼材、質(zhì)量穩(wěn)定。但塑性降低,強屈比變小。
根據(jù)《冷軋帶肋鋼筋》GB 13788分為六個牌號。
CRB550、CRB600H為普通鋼筋砼用鋼筋
CRB650、CRB800、CRB800H為預(yù)應(yīng)力砼用鋼筋
CRB680H既可作為普通鋼筋砼用鋼筋,也可作為預(yù)應(yīng)力砼用鋼筋使用。(2019)
3)冷拔低碳鋼絲(2019)
低碳鋼熱軋圓盤條或熱軋光圓鋼筋經(jīng)一次或多次冷拔制成的光圓鋼絲。冷拔低碳鋼絲宜作為構(gòu)造鋼筋使用,作為結(jié)構(gòu)構(gòu)件中縱向受力鋼筋使用時應(yīng)采用鋼絲焊接網(wǎng)。冷拔低碳鋼絲不得作預(yù)應(yīng)力鋼筋使用。作為箍筋使用時,冷拔低碳鋼絲的直徑不宜小于5mm,間距不應(yīng)大于200mm。
3)冷拔低碳鋼絲(新規(guī)范)
冷拔低碳鋼絲只有CDW550一個牌號。
CDW550級冷拔低碳鋼絲的直徑可為:3mm、4mm、5mm、6mm、7mm和8mm。
直徑小于5mm的鋼絲焊接網(wǎng)不應(yīng)作為混凝土結(jié)構(gòu)中的受力鋼筋使用;
除鋼筋混凝土排水管、環(huán)形混凝土電桿外,不應(yīng)使用直徑3mm的冷拔低碳鋼絲;
除大直徑的預(yù)應(yīng)力混凝土樁外,不宜使用直徑8mm的冷拔低碳鋼絲。
(3)熱處理鋼筋
熱處理的方法有退火、正火、淬火和回火。建筑鋼材一般只在生產(chǎn)廠完成熱處理工藝。
熱處理鋼筋是鋼廠將熱軋的帶肋鋼筋(中碳低合金鋼)經(jīng)淬火和高溫回火調(diào)質(zhì)處理而成的,即以熱處理狀態(tài)交貨。熱處理鋼筋強度高,用材省,錨固性好,預(yù)應(yīng)力穩(wěn)定,主要用作預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土軌枕,也可以用于預(yù)應(yīng)力混凝土板、吊車梁等構(gòu)件。 (2013)
(4)預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲與鋼絞線
根據(jù)GB/T5223規(guī)定,預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲按照加工狀態(tài)分為冷拉鋼絲和消除應(yīng)力鋼絲兩類。
冷拉鋼絲(WCD)是指盤條通過拔絲等減徑工藝經(jīng)冷加工而形成的產(chǎn)品,以盤卷供貨的鋼絲,現(xiàn)行規(guī)范只保留了壓力管道用冷拉鋼絲。
鋼絲在塑性變形下(軸應(yīng)變)進(jìn)行的短時熱處理,得到的是低松弛鋼絲(WLR);
鋼絲通過矯直工序后在適當(dāng)?shù)臏囟认逻M(jìn)行的短時熱處理,得到的是普通松弛鋼絲(現(xiàn)行規(guī)范已取消)。
鋼絲按外形分為光面鋼絲(P)、螺旋肋鋼絲(H)、刻痕鋼絲(I)三種。
消除應(yīng)力后鋼絲的塑性比冷拉鋼絲高;
刻痕鋼絲是經(jīng)壓痕軋制而成,刻痕后與混凝土握裹力大,可減少混凝土裂縫。
鋼絞線是以熱軋盤條鋼為原料,經(jīng)冷拔后將鋼絲若干根捻制而成。根據(jù)《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線》GB/T5224,鋼絞線按結(jié)構(gòu)分為8類,結(jié)構(gòu)代號為:
用兩根鋼絲捻制的鋼絞線(1×2)、
用三根鋼絲捻制的鋼絞線(1×3)、
用三根刻痕鋼絲捻制的鋼絞線(1×3I)、
用七根鋼絲捻制的標(biāo)準(zhǔn)型鋼絞線(1×7)、
用七根(6根刻痕鋼絲+1根光圓中心鋼絲)捻制的鋼絞線(1×7I)、
用七根鋼絲捻制又經(jīng)模拔的鋼絞線(1×7)C.
用十九根鋼絲捻制的1+9+9西魯式鋼絞線(1×19S)、
用十九根鋼絲捻制的1 +6+6/6瓦林吞式鋼絞線(1×19W)。
對所有規(guī)格的鋼絞線,1000h應(yīng)力松弛率≤2.5%~4.5%,當(dāng)標(biāo)距長度為500mm時其最大總伸長率≥3.5%。
預(yù)應(yīng)力鋼絲與鋼絞線均屬于冷加工強化及熱處理鋼材,拉伸試驗時無屈服點,但抗拉強度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過熱軋鋼筋和冷軋鋼筋,并具有很好的柔韌性,應(yīng)力松弛率低,適用于大荷載、大跨度及需要曲線配筋的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu),如大跨度屋架、薄腹梁、吊車梁等大型構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。(2018)
2.鋼結(jié)構(gòu)用鋼 。包括:鋼板(鋼板和壓型鋼板)和型鋼(熱軋型鋼和冷彎薄壁型鋼)等。
型鋼是鋼結(jié)構(gòu)中采用的主要鋼材。鋼結(jié)構(gòu)常用熱軋型鋼有:工字鋼、H型鋼、T型鋼、槽鋼、等邊角鋼、不等邊角鋼等。
厚鋼板(厚度>4mm):用于結(jié)構(gòu)
薄鋼板(厚度≤4mm):用于圍護(hù)結(jié)構(gòu) 或作為薄壁型鋼原料
壓型鋼板:常用作屋面板、樓板、墻板及裝飾板等。還可將其與保溫材料等復(fù)合,制成復(fù)合墻板等。
3.鋼管混凝土結(jié)構(gòu)用鋼
鋼管混凝土構(gòu)件是指在鋼管內(nèi)填充混凝土的構(gòu)件,包括實心和空心鋼管混凝土構(gòu)件,截面可為圓形、矩形及多邊形,簡稱CFST構(gòu)件。
承重結(jié)構(gòu)的圓鋼管可采用焊接圓鋼管、熱軋無縫鋼管,不宜選用輸送流體用的螺旋焊管。
矩形鋼管和多邊形鋼管可采用焊接鋼管,也可采用冷成型矩形鋼管。
直接承受動荷載或低溫環(huán)境下的外露結(jié)構(gòu),不宜采用冷彎矩形鋼管。
一、建筑鋼材
(二)鋼材的性能
鋼材的主要性能包括力學(xué)性能和工藝性能。
力學(xué)性能是鋼材最重要的使用性能,包括抗拉性能、沖擊性能、硬度、疲勞性能等。
工藝性能表示鋼材在各種加工過程中的行為,包括彎曲性能和焊接性能等。
1. 抗拉性能
抗拉性能是鋼筋的最主要性能(2010)。表征抗拉性能的技術(shù)指標(biāo)主要是屈服強度、抗拉強度(全稱抗拉極限強度)和伸長率。低碳鋼應(yīng)力——應(yīng)變曲線分為四個階段:
彈性階段(0→A)
彈塑性階段(A→B)
塑性階段(B→C)
應(yīng)變強化階段(C→D)
超過D點后試件產(chǎn)生頸縮和斷裂。
(1)屈服強度
設(shè)計時一般以此作為強度取值的依據(jù)。
(2)抗拉強度
設(shè)計中抗拉強度雖然不能利用,但屈強比能反映鋼材的利用率和結(jié)構(gòu)安全可靠程度。屈強比愈小,反映鋼材受力超過屈服點工作時的可靠性愈大,因而結(jié)構(gòu)的安全性愈高。但屈強比太小,則反映鋼材不能有效地被利用。
(3)伸長率。
伸長率表征了鋼材的塑性變形能力。伸長率的大小與標(biāo)距長度有關(guān)。塑性變形在標(biāo)距內(nèi)的分布是不均勻的,頸縮處的伸長較大,離頸縮部位越遠(yuǎn)變形越小。因此原標(biāo)距與試件的
直徑之比愈大,頸縮
處伸長值在整個伸長
值中的比重愈小,
計算伸長率愈小。
2.沖擊性能
沖擊性能指鋼材抵抗沖擊載荷的能力。當(dāng)溫度降低達(dá)到某一范圍時,呈脆性斷裂,稱為冷脆性。
鋼材的化學(xué)成分、組織狀態(tài)、內(nèi)在缺陷及環(huán)境溫度等都是影響沖擊韌性的重要因素。
發(fā)生冷脆時的溫度稱為脆性臨界溫度,其數(shù)值越低,說明鋼材的低溫沖擊韌性越好。因此,對直接承受動荷載而且可能在負(fù)溫下工作的重要結(jié)構(gòu),必須進(jìn)行沖擊韌性檢驗,并選用脆性臨界溫度較使用溫度低的鋼材。
3.硬度
局部抵抗較硬物體壓入產(chǎn)生塑性變形的能力。表征值常用布氏硬度值HB表示。
4.耐疲勞性
在交變荷載反復(fù)作用下,鋼材往往在應(yīng)力遠(yuǎn)小于抗拉強度時發(fā)生斷裂,這種現(xiàn)象稱為鋼材的疲勞破壞。疲勞極限指鋼材在交變荷載作用下于規(guī)定的周期基數(shù)內(nèi)不發(fā)生斷裂所能承受的最大應(yīng)力。當(dāng)交變應(yīng)力低于某一值時,交變循環(huán)次數(shù)達(dá)無限次也不會產(chǎn)生疲勞破壞。
5.冷彎性能
鋼材在常溫下承受彎曲變形的能力,是鋼材的重要工藝性能。通過試件被彎曲的角度(90°、180°)及彎心直徑d對試件厚度(或直徑)a的比值(d/a)區(qū)分。
試件按規(guī)定的彎曲角和彎心直徑進(jìn)行試驗,試件彎曲處的外表面無裂斷、裂縫或起層,冷彎性能合格。
冷彎試驗可檢驗焊接質(zhì)量,能揭示焊件在受彎表面存在的未熔合、裂紋和夾雜物。
6.焊接性能
鋼材的可焊性是指焊接后在焊縫處的性質(zhì)與母材性質(zhì)的一致程度。
鋼材可焊性的影響因素主要是化學(xué)成分及含量。
正確地選用焊接材料和焊接工藝是提高焊接質(zhì)量的主要措施。
(三)鋼筋的化學(xué)成分
【2014年】熱軋鋼筋的級別提高,則其( ?。?。
A.屈服強度提高,極限強度下降
B.極限強度提高,塑性提高
C.屈服強度提高,塑性下降
D.屈服強度提高,塑性提高
233網(wǎng)校答案:C
233網(wǎng)校解析:
【2004年】鋼筋的冷拉加工可以()。
A.提高鋼筋的塑性
B.提高鋼筋的韌性
C.提高鋼筋的強度
D.實現(xiàn)鋼筋的調(diào)直
E.實現(xiàn)鋼筋的除銹
233網(wǎng)校答案:CDE
233網(wǎng)校解析:在常溫下將熱軋鋼筋拉伸至超過屈服點小于抗拉強度的某一應(yīng)力,然后卸荷,即制成了冷拉熱軋鋼筋。
如卸荷后立即重新拉伸,卸荷點成為新的屈服點,因此冷拉可使屈服點提高,材料變脆、屈服階段縮短,塑性、韌性降低。
若卸荷后不立即重新拉伸,而是保持一定時間后重新拉伸,鋼筋的屈服強度、抗拉強度進(jìn)一步提高,而塑性、韌性繼續(xù)降低,這種現(xiàn)象稱為冷拉時效。
實踐中,可將冷拉、除銹、調(diào)直、切斷合并為一道工序,可簡化流程,提有效率。
【2019年】鋼材CDW550主要用于( ?。?/p>
A.地鐵鋼軌 
B.預(yù)應(yīng)力鋼筋
C.吊車梁主筋
D.構(gòu)造鋼筋
233網(wǎng)校答案:D
233網(wǎng)校解析:冷拔低碳鋼絲宜作為構(gòu)造鋼筋使用,作為結(jié)構(gòu)構(gòu)件中縱向受力鋼筋使用時應(yīng)采用鋼絲焊接網(wǎng)。冷拔低碳鋼絲不得作預(yù)應(yīng)力鋼筋使用。作為箍筋使用時,冷拔低碳鋼絲的直徑不宜小于5mm,間距不應(yīng)大于200mm,構(gòu)造應(yīng)符合國家現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定。
【2019年】常用于普通鋼筋混凝土的冷軋帶肋鋼筋有( ?。?。
A.CRB650
B.CRB800
C.CRB550
D.CRB600H
E.CRB680H
233網(wǎng)校答案:CDE
233網(wǎng)校解析:根據(jù)《冷軋帶肋鋼筋》GB 13788規(guī)定,CRB550、CRB600H為普通鋼筋混凝土用鋼筋,CRB650、CRB800、CRB800H為預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼筋,CRB680H既可作為普通鋼筋混凝土用鋼筋,也可作為預(yù)應(yīng)力鋼筋使用。
【練習(xí)題】有關(guān)冷拔低碳鋼絲說法正確的有( ?。?/p>
A.直徑小于5mm 的鋼絲焊接網(wǎng)不應(yīng)作為混凝土結(jié)構(gòu)中的受力鋼筋使用
B.鋼筋混凝土排水管、環(huán)形混凝土電桿不應(yīng)使用直徑3mm的冷拔低碳鋼絲
C.大直徑的預(yù)應(yīng)力混凝土樁可使用直徑8mm 的冷拔低碳鋼絲
D.作為箍筋使用時,冷拔低碳鋼絲的直徑不宜小于5mm,間距不應(yīng)大于200mm
E.冷拔低碳鋼絲不得作預(yù)應(yīng)力鋼筋使用
233網(wǎng)校答案:ACDE
233網(wǎng)校解析:本題考查的是常用的建筑鋼材。除鋼筋混凝土排水管、環(huán)形混凝土電桿外,不應(yīng)使用直徑3mm 的冷拔低碳鋼絲。
【練習(xí)題】鋼管混凝土結(jié)構(gòu)用鋼的選用應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB 50017 的有關(guān)規(guī)定,下列說法正確的有( ?。?。
A.承重結(jié)構(gòu)的圓鋼管可采用焊接圓鋼管、熱軋無縫鋼管
B.承重結(jié)構(gòu)的圓鋼管不宜選用輸送流體用的螺旋焊管
C.矩形鋼管可采用焊接鋼管,也可采用冷成型矩形鋼管
D.直接承受動荷載或低溫環(huán)境下的外露結(jié)構(gòu),宜采用冷彎矩形鋼管
E.多邊形鋼管只可采用焊接鋼管
233網(wǎng)校答案:ABC
233網(wǎng)校解析:本題考查的是常用的建筑鋼材。鋼管混凝土結(jié)構(gòu)用鋼的選用應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB 50017 的有關(guān)規(guī)定。直接承受動荷載或低溫環(huán)境下的外露結(jié)構(gòu),不宜采用冷彎矩形鋼管。
多邊形鋼管可采用焊接鋼管,也可采用冷成型多邊形鋼管。
【2017年】對于鋼材的塑性變形及伸長率,以下說法正確的是( )
A.塑性變形在標(biāo)距內(nèi)分布是均勻的
B.伸長率的大小與標(biāo)距長度有關(guān)
C.離頸縮部位越遠(yuǎn)變形越大
D.同一種鋼材,δ5應(yīng)小于δ10
233網(wǎng)校答案:B
233網(wǎng)校解析:伸長率。伸長率表征了鋼材的塑性變形能力。伸長率的大小與標(biāo)距長度有關(guān)。塑性變形在標(biāo)距內(nèi)的分布是不均勻的,頸縮處的伸長較大,離頸縮部位越遠(yuǎn)變形越小。因此原標(biāo)距與試件的直徑之比愈大,頸縮處伸長值在整個伸長值中的比重愈小,計算伸長率愈小。
【2016年】鋼材的屈強比愈小,則( ?。?。
A.結(jié)構(gòu)的安全性愈高,鋼材的有效利用率愈低
B.結(jié)構(gòu)的安全性愈高,鋼材的有效利用率愈高
C.結(jié)構(gòu)的安全性愈低,鋼材的有效利用率愈低
D.結(jié)構(gòu)的安全性愈低,鋼材的有效利用率愈高
233網(wǎng)校答案:A
233網(wǎng)校解析:
(1)屈服強度
設(shè)計時一般以此作為強度取值的依據(jù)。
(2)抗拉強度
設(shè)計中抗拉強度雖然不能利用,但屈強比能反映鋼材的利用率和結(jié)構(gòu)安全可靠程度。屈強比愈小,反映鋼材受力超過屈服點工作時的可靠性愈大,因而結(jié)構(gòu)的安全性愈高。但屈服強比太小,則反映鋼材不能有效地被利用。
【2004年】影響鋼材沖擊韌性的重要因素有( ?。?/p>
A.鋼材化學(xué)成分
B.所承受荷載的大小
C.鋼材內(nèi)在缺陷
D.環(huán)境溫度
E.鋼材組織狀態(tài)
233網(wǎng)校答案:ACDE
233網(wǎng)校解析:鋼材的化學(xué)成分、組織狀態(tài)、內(nèi)在缺陷及環(huán)境溫度等都是影響沖擊韌性的重要因素。
【練習(xí)題】( )能減少時效傾向,改善焊接性能。
A.鈦
B.氮
C.硫
D.錳
233網(wǎng)校答案:A
233網(wǎng)校解析:本題考查的是鋼材的化學(xué)成分對性能的影響。鈦是強脫氧劑,可顯著提高鋼的強度,但稍降低塑性。由于鈦能細(xì)化晶粒,故可改善韌性。鈦能減少時效傾向,改善焊接性能。