◆掌握鋼筋的分類、特性、應(yīng)用。
(一)鋼筋分類
1.熱軋鋼筋
熱軋鋼筋的技術(shù)要求，見教材表3.1.1。
性能：隨鋼筋級別的提高，其屈服強(qiáng)度和極限強(qiáng)度逐漸增加，而其塑性則逐步下降。
應(yīng)用：非預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土可選用HPB235、HRB335和HRB400鋼筋。
預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土則宜選用HRB500、HRB335和HRB400鋼筋。
2.冷加工鋼筋
（1）冷拉熱軋鋼筋
冷拉特性：冷拉可使屈服點(diǎn)提高，材料變脆、屈服階段縮短，塑性、韌性降低。
（2）冷軋帶肋鋼筋
應(yīng)用：在中、小型預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件中廣泛應(yīng)用。
（3）冷拔低碳鋼絲
應(yīng)用：甲級用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件中，乙級用于非預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件中。
3.熱處理鋼筋
特點(diǎn)：熱處理鋼筋強(qiáng)度高，用材省，錨固性好，預(yù)應(yīng)力穩(wěn)定。
應(yīng)用：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。
4．碳素鋼絲、刻痕鋼絲和鋼絞線
特性、應(yīng)用：鋼絞線強(qiáng)度高、柔性好，特別適用于曲線配筋的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)、大跨度或重荷載的屋架等。
鋼絲和鋼絞線主要用于大跨度、大負(fù)荷的橋梁、電桿、枕軌、屋架、大跨度吊車梁等。
練習(xí)題：
1．綜合考慮鋼筋的強(qiáng)度、塑性、工藝性和經(jīng)濟(jì)性，非預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土一般不應(yīng)采用( )。
A．乙級冷拔低碳鋼絲
B．HRB500鋼筋
C．HRB400鋼筋
D.HPB235鋼筋
答案：B
2．綜合鋼筋的強(qiáng)度、塑性、工藝性和經(jīng)濟(jì)性等因素，既可作為非預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土選用，也可作為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土選用的鋼筋牌號是( )。
A．HPB235
B．HRB335
C．HRB435
D．HRB500
答案：B
3.與熱軋鋼筋相比，冷拉熱軋鋼筋的特點(diǎn)是( )。
A.屈服強(qiáng)度提高，結(jié)構(gòu)安全性降低
B.抗拉強(qiáng)度提高，結(jié)構(gòu)安全性提高
C.屈服強(qiáng)度降低，伸長率降低
D.抗拉強(qiáng)度降低，伸長率提高
答案：A
4．鋼筋經(jīng)過冷拉及時效處理后可具有的優(yōu)點(diǎn)是( )
A．提高了鋼筋的塑性和韌性
B．適用于承受沖擊荷載的結(jié)構(gòu)中
C．提高了鋼筋的屈服點(diǎn)
D．提高了鋼筋的抗拉強(qiáng)度
E．降低了鋼筋混凝土中鋼筋的用量
答案：CD
5.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(qiáng)度
D.實(shí)現(xiàn)鋼筋的調(diào)直
E.實(shí)現(xiàn)鋼筋的除銹
答案：CDE
6．受沖擊振動荷載的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土軌枕，在配筋選材時應(yīng)采用( )。
A．冷拉熱軋鋼筋
B．冷拔低碳鋼筋
C．冷軋帶肋鋼筋
D．熱處理鋼筋
答案：D
7. ( )特別適用于曲線配筋的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)、大跨度或重荷載的屋架。
A. 鋼絞線
B．碳素鋼絲
C．刻痕鋼絲
D. 矯直回火鋼絲
答案：A
(二)鋼筋的性能
◆掌握鋼筋性能基本概念。
1．抗拉性能
表征抗拉性能的技術(shù)指標(biāo)有：屈服點(diǎn)、抗拉強(qiáng)度及伸長率。
（1）屈服點(diǎn)。設(shè)計(jì)時，一般以屈服強(qiáng)度或壓服點(diǎn)作為強(qiáng)度取值的依據(jù)。
（2）抗拉強(qiáng)度。屈強(qiáng)比的概念及應(yīng)用：屈強(qiáng)比小則表明鋼材在超過屈服點(diǎn)工作時可靠性較高，較為安全。太小了則反映鋼材不能有效的被利用。
（3）伸長率。表征了鋼材的塑性變形能力。
2．冷彎性能
概念：冷彎性能指鋼材在常溫下承受彎曲變形的能力。
冷彎合格標(biāo)準(zhǔn)：試件按規(guī)定條件彎曲，若彎曲處的外表面無裂斷、裂縫或起層，即認(rèn)為冷彎性能合格。
應(yīng)用：揭示內(nèi)應(yīng)力，雜質(zhì)等缺陷。
可用于焊接質(zhì)量的檢驗(yàn)，能揭示焊件在受彎表面裂紋，雜質(zhì)等缺陷。
3．沖擊韌性
概念：沖擊韌性指鋼材抵抗沖擊載荷的能力。其指標(biāo)是通過標(biāo)準(zhǔn)試件的彎曲沖擊韌性試驗(yàn)確定。按規(guī)定，將帶有V形缺口的試件進(jìn)行沖擊試驗(yàn)。試件在沖擊荷載作用下折斷時所吸收的功，稱為沖擊吸收功Akv(J)。
影響因素：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。
冷脆性的概念：Akv值隨試驗(yàn)溫度的下降而減小，當(dāng)溫度降低達(dá)到某一范圍時，Akv急劇下降而呈脆性斷裂，這種現(xiàn)象稱為冷脆性。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。
4．硬度
硬度指表面層局部體積抵抗壓入產(chǎn)生塑性變形的能力。表征值常用布氏硬度值HB表示。
5．耐疲勞性
在反復(fù)荷載作用下，鋼材在遠(yuǎn)低于抗拉強(qiáng)度時突然發(fā)生斷裂，稱為疲勞破壞。疲勞破壞的危險應(yīng)力用疲勞極限表示。
6．焊接性能
可焊性主要指焊接后在焊縫處的性質(zhì)與母材性質(zhì)的一致程度。影響鋼材可焊性的主要因素是化學(xué)成分及含量。
練習(xí)題：
1.關(guān)于屈強(qiáng)比的敘述正確的是( )。
A.屈強(qiáng)比等于бs／бb
B.屈強(qiáng)比太大，則反映鋼材不能有效地被利用
C.屈強(qiáng)比太小，則反映鋼材不能有效地被利用
D.屈強(qiáng)比越大，反映鋼材受力超過屈服點(diǎn)工作時的可靠性越大，因而結(jié)構(gòu)的安全性越高
E.屈強(qiáng)比越小，反映鋼材受力超過屈服點(diǎn)工作時的可靠性越大，因而結(jié)構(gòu)的安全性越高
答案：ACE
2..冷彎性能是指鋼材在常溫下承受彎曲變形的能力，鋼材的冷彎性能指標(biāo)是通過( )進(jìn)行區(qū)分。
A.試件的伸長率
B.試件被彎曲的角度
C.試件彎心直徑對試件厚度的比值
D.試件厚度對試件彎心直徑的比值
E.試件在規(guī)定周期內(nèi)不因彎曲發(fā)生斷裂所能承受的應(yīng)力
答案：B、C
3．受振動或高速荷載作用的結(jié)構(gòu)用鋼，應(yīng)特別注意選用( )。
A．屈服強(qiáng)度高的鋼材
B．沖擊韌性好的鋼材
C．延伸率好的鋼材
D.冷彎性能好的鋼材
答案：B
4.影響鋼材沖擊韌性的重要因素有( )。
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)
答案：ACDE
5.在負(fù)溫下直接承受動荷載的結(jié)構(gòu)鋼材，要求低溫沖擊韌性好，其判斷指標(biāo)為( ).
A.屈服點(diǎn)
B.彈性模量
C.脆性臨界溫度
D.布氏硬度
答案：C
6．下列脆性臨界溫度中，沖擊韌性好的鋼材是( )。
A．一20℃
B．一30℃
C．一40℃
D．一60℃
答案：D
7．鋼材疲勞極限的含義是( )
A．試件在一定的應(yīng)力作用下，達(dá)到破壞的時間
B．試件在交變應(yīng)力作用下，直到破壞所經(jīng)歷的應(yīng)力交變周期數(shù)
C．試件在均勻遞加應(yīng)用作用下發(fā)生斷裂時的應(yīng)力
D．試件在交變應(yīng)力下在規(guī)定的周期內(nèi)不發(fā)生斷裂的應(yīng)力
答案：D
8．關(guān)于鋼筋性能，說法錯誤的是( )。
A．設(shè)計(jì)時應(yīng)以抗拉強(qiáng)度作為鋼筋強(qiáng)度取值的依據(jù)
B．伸長率表征了鋼材的塑性變形能力
C．屈強(qiáng)比太小，反映鋼材不能有效地被利用
D．冷彎性能是鋼材的重要工藝性能
答案：A
(三)鋼材的化學(xué)成分及其對性能的影響
1．碳
當(dāng)含碳量小于0.8％時，C含量增加將使抗拉強(qiáng)度及硬度提高，但塑性與韌性將降低，焊接性能、耐腐蝕性能也下降。
2．硅
當(dāng)小于等于1％時，Si含量的增加可顯著提高強(qiáng)度及硬度，而對塑性及韌性無顯著影響。
3．錳
在一定限度內(nèi)，隨Mn含量的增加可顯著提高強(qiáng)度并可消減因氧與硫引起的熱脆性。改善熱加工性能。
4．硫
為有害元素，有強(qiáng)烈的偏析作用，使機(jī)械性能、焊接性能下降（引起熱裂紋）。
5．磷
為有害元素，含量的增加可提高強(qiáng)度，塑性及韌性顯著下降。有強(qiáng)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蝕性。
練習(xí)題：
1.鋼材中磷是有害元素，它會引起( )。
A.強(qiáng)度降低
B.耐腐蝕性能降低
C.焊接性能提高
D.塑性和韌性顯著下降
答案：D
2.下列關(guān)于鋼材敘述不正確的是( )。
A.鋼材屈強(qiáng)比越小，工作的安全性越大
B.冷拉鋼筋經(jīng)人工時效后屈服點(diǎn)提高，伸長率降低
C.鋼材中含硫引起冷脆，含磷引起熱脆
D.鋼材的工藝性能包括冷彎性能
答案：C
(一)鋼筋分類
1.熱軋鋼筋
熱軋鋼筋的技術(shù)要求，見教材表3.1.1。
性能：隨鋼筋級別的提高，其屈服強(qiáng)度和極限強(qiáng)度逐漸增加，而其塑性則逐步下降。
應(yīng)用：非預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土可選用HPB235、HRB335和HRB400鋼筋。
預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土則宜選用HRB500、HRB335和HRB400鋼筋。
2.冷加工鋼筋
（1）冷拉熱軋鋼筋
冷拉特性：冷拉可使屈服點(diǎn)提高，材料變脆、屈服階段縮短，塑性、韌性降低。
（2）冷軋帶肋鋼筋
應(yīng)用：在中、小型預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件中廣泛應(yīng)用。
（3）冷拔低碳鋼絲
應(yīng)用：甲級用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件中，乙級用于非預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件中。
3.熱處理鋼筋
特點(diǎn)：熱處理鋼筋強(qiáng)度高，用材省，錨固性好，預(yù)應(yīng)力穩(wěn)定。
應(yīng)用：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。
4．碳素鋼絲、刻痕鋼絲和鋼絞線
特性、應(yīng)用：鋼絞線強(qiáng)度高、柔性好，特別適用于曲線配筋的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)、大跨度或重荷載的屋架等。
鋼絲和鋼絞線主要用于大跨度、大負(fù)荷的橋梁、電桿、枕軌、屋架、大跨度吊車梁等。
練習(xí)題：
1．綜合考慮鋼筋的強(qiáng)度、塑性、工藝性和經(jīng)濟(jì)性，非預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土一般不應(yīng)采用( )。
A．乙級冷拔低碳鋼絲
B．HRB500鋼筋
C．HRB400鋼筋
D.HPB235鋼筋
答案：B
2．綜合鋼筋的強(qiáng)度、塑性、工藝性和經(jīng)濟(jì)性等因素，既可作為非預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土選用，也可作為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土選用的鋼筋牌號是( )。
A．HPB235
B．HRB335
C．HRB435
D．HRB500
答案：B
3.與熱軋鋼筋相比，冷拉熱軋鋼筋的特點(diǎn)是( )。
A.屈服強(qiáng)度提高，結(jié)構(gòu)安全性降低
B.抗拉強(qiáng)度提高，結(jié)構(gòu)安全性提高
C.屈服強(qiáng)度降低，伸長率降低
D.抗拉強(qiáng)度降低，伸長率提高
答案：A
4．鋼筋經(jīng)過冷拉及時效處理后可具有的優(yōu)點(diǎn)是( )
A．提高了鋼筋的塑性和韌性
B．適用于承受沖擊荷載的結(jié)構(gòu)中
C．提高了鋼筋的屈服點(diǎn)
D．提高了鋼筋的抗拉強(qiáng)度
E．降低了鋼筋混凝土中鋼筋的用量
答案：CD
5.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(qiáng)度
D.實(shí)現(xiàn)鋼筋的調(diào)直
E.實(shí)現(xiàn)鋼筋的除銹
答案：CDE
6．受沖擊振動荷載的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土軌枕，在配筋選材時應(yīng)采用( )。
A．冷拉熱軋鋼筋
B．冷拔低碳鋼筋
C．冷軋帶肋鋼筋
D．熱處理鋼筋
答案：D
7. ( )特別適用于曲線配筋的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)、大跨度或重荷載的屋架。
A. 鋼絞線
B．碳素鋼絲
C．刻痕鋼絲
D. 矯直回火鋼絲
答案：A
(二)鋼筋的性能
◆掌握鋼筋性能基本概念。
1．抗拉性能
表征抗拉性能的技術(shù)指標(biāo)有：屈服點(diǎn)、抗拉強(qiáng)度及伸長率。
（1）屈服點(diǎn)。設(shè)計(jì)時，一般以屈服強(qiáng)度或壓服點(diǎn)作為強(qiáng)度取值的依據(jù)。
（2）抗拉強(qiáng)度。屈強(qiáng)比的概念及應(yīng)用：屈強(qiáng)比小則表明鋼材在超過屈服點(diǎn)工作時可靠性較高，較為安全。太小了則反映鋼材不能有效的被利用。
（3）伸長率。表征了鋼材的塑性變形能力。
2．冷彎性能
概念：冷彎性能指鋼材在常溫下承受彎曲變形的能力。
冷彎合格標(biāo)準(zhǔn)：試件按規(guī)定條件彎曲，若彎曲處的外表面無裂斷、裂縫或起層，即認(rèn)為冷彎性能合格。
應(yīng)用：揭示內(nèi)應(yīng)力，雜質(zhì)等缺陷。
可用于焊接質(zhì)量的檢驗(yàn)，能揭示焊件在受彎表面裂紋，雜質(zhì)等缺陷。
3．沖擊韌性
概念：沖擊韌性指鋼材抵抗沖擊載荷的能力。其指標(biāo)是通過標(biāo)準(zhǔn)試件的彎曲沖擊韌性試驗(yàn)確定。按規(guī)定，將帶有V形缺口的試件進(jìn)行沖擊試驗(yàn)。試件在沖擊荷載作用下折斷時所吸收的功，稱為沖擊吸收功Akv(J)。
影響因素：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。
冷脆性的概念：Akv值隨試驗(yàn)溫度的下降而減小，當(dāng)溫度降低達(dá)到某一范圍時，Akv急劇下降而呈脆性斷裂，這種現(xiàn)象稱為冷脆性。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。
4．硬度
硬度指表面層局部體積抵抗壓入產(chǎn)生塑性變形的能力。表征值常用布氏硬度值HB表示。
5．耐疲勞性
在反復(fù)荷載作用下，鋼材在遠(yuǎn)低于抗拉強(qiáng)度時突然發(fā)生斷裂，稱為疲勞破壞。疲勞破壞的危險應(yīng)力用疲勞極限表示。
6．焊接性能
可焊性主要指焊接后在焊縫處的性質(zhì)與母材性質(zhì)的一致程度。影響鋼材可焊性的主要因素是化學(xué)成分及含量。
練習(xí)題：
1.關(guān)于屈強(qiáng)比的敘述正確的是( )。
A.屈強(qiáng)比等于бs／бb
B.屈強(qiáng)比太大，則反映鋼材不能有效地被利用
C.屈強(qiáng)比太小，則反映鋼材不能有效地被利用
D.屈強(qiáng)比越大，反映鋼材受力超過屈服點(diǎn)工作時的可靠性越大，因而結(jié)構(gòu)的安全性越高
E.屈強(qiáng)比越小，反映鋼材受力超過屈服點(diǎn)工作時的可靠性越大，因而結(jié)構(gòu)的安全性越高
答案：ACE
2..冷彎性能是指鋼材在常溫下承受彎曲變形的能力，鋼材的冷彎性能指標(biāo)是通過( )進(jìn)行區(qū)分。
A.試件的伸長率
B.試件被彎曲的角度
C.試件彎心直徑對試件厚度的比值
D.試件厚度對試件彎心直徑的比值
E.試件在規(guī)定周期內(nèi)不因彎曲發(fā)生斷裂所能承受的應(yīng)力
答案：B、C
3．受振動或高速荷載作用的結(jié)構(gòu)用鋼，應(yīng)特別注意選用( )。
A．屈服強(qiáng)度高的鋼材
B．沖擊韌性好的鋼材
C．延伸率好的鋼材
D.冷彎性能好的鋼材
答案：B
4.影響鋼材沖擊韌性的重要因素有( )。
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)
答案：ACDE
5.在負(fù)溫下直接承受動荷載的結(jié)構(gòu)鋼材，要求低溫沖擊韌性好，其判斷指標(biāo)為( ).
A.屈服點(diǎn)
B.彈性模量
C.脆性臨界溫度
D.布氏硬度
答案：C
6．下列脆性臨界溫度中，沖擊韌性好的鋼材是( )。
A．一20℃
B．一30℃
C．一40℃
D．一60℃
答案：D
7．鋼材疲勞極限的含義是( )
A．試件在一定的應(yīng)力作用下，達(dá)到破壞的時間
B．試件在交變應(yīng)力作用下，直到破壞所經(jīng)歷的應(yīng)力交變周期數(shù)
C．試件在均勻遞加應(yīng)用作用下發(fā)生斷裂時的應(yīng)力
D．試件在交變應(yīng)力下在規(guī)定的周期內(nèi)不發(fā)生斷裂的應(yīng)力
答案：D
8．關(guān)于鋼筋性能，說法錯誤的是( )。
A．設(shè)計(jì)時應(yīng)以抗拉強(qiáng)度作為鋼筋強(qiáng)度取值的依據(jù)
B．伸長率表征了鋼材的塑性變形能力
C．屈強(qiáng)比太小，反映鋼材不能有效地被利用
D．冷彎性能是鋼材的重要工藝性能
答案：A
(三)鋼材的化學(xué)成分及其對性能的影響
1．碳
當(dāng)含碳量小于0.8％時，C含量增加將使抗拉強(qiáng)度及硬度提高，但塑性與韌性將降低，焊接性能、耐腐蝕性能也下降。
2．硅
當(dāng)小于等于1％時，Si含量的增加可顯著提高強(qiáng)度及硬度，而對塑性及韌性無顯著影響。
3．錳
在一定限度內(nèi)，隨Mn含量的增加可顯著提高強(qiáng)度并可消減因氧與硫引起的熱脆性。改善熱加工性能。
4．硫
為有害元素，有強(qiáng)烈的偏析作用，使機(jī)械性能、焊接性能下降（引起熱裂紋）。
5．磷
為有害元素，含量的增加可提高強(qiáng)度，塑性及韌性顯著下降。有強(qiáng)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蝕性。
練習(xí)題：
1.鋼材中磷是有害元素，它會引起( )。
A.強(qiáng)度降低
B.耐腐蝕性能降低
C.焊接性能提高
D.塑性和韌性顯著下降
答案：D
2.下列關(guān)于鋼材敘述不正確的是( )。
A.鋼材屈強(qiáng)比越小，工作的安全性越大
B.冷拉鋼筋經(jīng)人工時效后屈服點(diǎn)提高，伸長率降低
C.鋼材中含硫引起冷脆，含磷引起熱脆
D.鋼材的工藝性能包括冷彎性能
答案：C