浅析建筑工程中的钢材选用与防护问题

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1、浅析建筑工程中的钢材选用与防护问题　　摘要：本文在大量收集资料，查阅建筑工程书籍的基础上，对当前建筑工程的钢材选用和防护问题做出了简要分析，内容涵盖了建筑钢材力学、工艺、耐久性三大性能，最后在选用钢材后，分析了钢材的耐久性提升方法。　　关键词：建筑工程；钢材；应用　　引言　　建筑工程中所用到的各类钢材统称为建筑钢材，是一种在严格技术质量条件下生产的材料，具有材质均匀密实，强度硬度高，塑性韧性佳，能进行切割、焊接、栓接、铆接，可承受较大冲击荷载和振动荷载等诸多优点。由于钢材的这些优点，使得钢材不仅适用于一般的建筑工程，更广泛适用于大跨度结构和高层建筑中。钢材料发展

2、至今，种类繁多，各种钢材的技术性能（拉伸性能、冷弯性能、冲击韧性、硬度、可焊性以及耐锈蚀和防火性能等等）有很大差异，对应不同的建筑结构，合理选用适合的钢材，是一门技术问题。所以，我们要了解各种钢材的性能特征，做到在结构设计和施工中对症下药，恰当地应用钢材，增加建筑结构的稳定性和耐久性。　　1钢材的发展6　　钢材经过多年的发展，目前种类十分繁多，钢技术也是目前发展成熟的技术，钢材已经成为我们社会生产的必备材料。按化学成分不同，钢材分为碳素钢（含碳量0.02%～2.06%）和合金钢。合金钢是指在碳素钢中加入一定含量的合金元素而制成的钢，按合金元素的含量不同，合金钢又

3、可以分为低合金钢（合金元素总含量小于5%）、中合金钢（合金元素总含量在5%到10%）和高合金钢（合金元素总含量大于10%）。按钢材冶炼方式不同，分为氧气转炉钢、平炉钢和电炉钢。按脱氧程度不同，分为沸腾钢、半镇静钢、镇静钢和特殊镇静钢。按钢材内部杂质含量不同，分为普通钢、优质钢和高级优质钢。按用途分，还可以分为结构钢、工具钢、专用钢和特殊性能钢。按外形不同，亦可分为圆钢、角钢、板钢、工字钢、钢管、槽钢、H型钢、钢筋、钢丝和钢绞线等。　　2技术性能及选用　　钢材的性能主要有力学性能（拉伸性能、冲击韧性、硬度）、工艺性能（耐疲劳性、可焊性、弯曲性能）和耐久性（抗锈蚀、

4、防火）。　　2.1拉伸性能6　　钢材的拉伸性能是建筑钢材最常用也最重要的技术指标，通过拉伸试验，可以得到钢材的弹性模量E。弹性模量E的大小反映钢材抗变形的能力，弹性模量越大，钢材产生相同变形时所需要的应力值也就越大。拉伸试验中最重要的几个技术指标是屈服强度、抗拉强度、屈强比和伸长率。屈强比是屈服强度与抗拉强度的比值，它能反映钢材利用率和结构安全可靠度，在工程中，需要在不浪费钢材的情况下适当减小构件的屈强比，增大结构的安全储备，提高结构的安全可靠度。合理的屈强比一般是在0.6到0.75之间。伸长率是衡量钢材塑性大小的指标，建筑中选用伸长率大的钢材，当钢材要发生破坏

5、时可以明显感觉到钢材的塑性变形，起到危险提醒的作用，给人员和财产撤离提供了时间。　　2.2冲击韧性和硬度　　冲击韧性是钢材抵抗冲击荷载而不破坏的能力，对于承受冲击荷载的钢材，规范规定必须满足冲击韧性指标要求。试验中用冲击功来表示试件钢材所吸收的功，冲击功越大，钢材的冲击韧性越好。需要特别指出的是，温度对于冲击韧性的影响很大，钢材的冲击韧性会随着温度的降低而降低，钢材在0摄氏度以下时，其冲击韧性下降明显，钢材会由塑性转为脆性，这就是俗称的冷脆。所以，当钢材运用于高寒环境时，需要注意钢材的冷脆性能，避免钢材发生冷脆破坏。硬度也是表示钢材性能的一个重要指标，测试钢材硬

6、度我们常使用布氏硬度法（HB）、洛氏硬度法（HRC）和维氏硬度法（HV）。　　2.3冷弯性能　　冷弯性能是指钢材在常温下承受变形而不断裂的能力，钢材的冷弯性能以弯曲角度α、弯心直径d与钢材厚度（直径）a的比值来表示，α角越大，越小，表示钢材的冷弯性能越佳。试验发现，伸长率较大的钢材，其冷弯性能也是很好的。但是不可将伸长率指标替代冷弯性能指标，因为冷弯性能是一项利用更加严格的检验方法得出的指标，它能暴露出钢材内部存在的缺陷（气泡、杂质、裂纹等），同时冷弯性能也可以反映钢材的焊接性缺陷，可见，冷弯性能对于钢材选用的重要性。　　2.4耐疲劳和可焊性　　钢材承受交变荷载

7、反复作用时，可能在最大应力远低于屈服强度的情况下突然破坏，这种破坏称为疲劳破坏。我们习惯用疲劳强度6来表示钢材的疲劳破坏指标。疲劳强度越高，说明该钢材接受交变力作用时抗破坏性能越强。在设计修建经常受到交变力（风荷载、浪压力、机械振动等）作用的建筑物时，就需要特别考虑到钢材的抗疲劳能力，选择疲劳强度高的钢材，可以完美地保证建筑物的抗疲劳要求。　　钢材在使用过程中不可避免地需要进行焊接以满足不同构件的尺寸形状要求，所以在设计需要焊接的构件时，还要考虑到钢材的可焊性是否满足要求。可焊性好，那么钢材在焊接部位才不会产生裂缝和应力集中，保证焊接部位的力学性能。可焊性受到化

8、学成分和含量的影响，特别