四川大學(xué)年《土木工程材料》期末試題A卷及答案

1、一、名詞解釋1、 彈性模量: 鋼材受力初期，應(yīng)力與應(yīng)變成比例地增長，應(yīng)力與應(yīng)變之比為常數(shù)，稱為彈性模量。2、 屈服強(qiáng)度: 當(dāng)應(yīng)力超過彈性極限后，變形增加較快，此時(shí)除了產(chǎn)生彈性變形外，還產(chǎn)生部分塑性變形。當(dāng)應(yīng)力達(dá)到塑性階段后，塑性應(yīng)變急劇增加，曲線出現(xiàn)一個(gè)波動(dòng)的小平臺(tái)，這種現(xiàn)象稱為屈服。這一階段的最大、最小應(yīng)力分別稱為上屈服點(diǎn)和下屈服點(diǎn)。由于下屈服點(diǎn)的數(shù)值較為穩(wěn)定，因此以它作為材料抗力的指標(biāo)，稱為屈服點(diǎn)或屈服強(qiáng)度。3、沸騰鋼：煉鋼時(shí)用錳鐵脫氧，脫氧很不完全，鋼液冷卻時(shí)有大量的一氧化碳?xì)怏w逸出，引起鋼液沸騰，故稱沸騰鋼。4、合金鋼：在煉鋼過程中，有意識(shí)地加入一種或多種能改善鋼材性能的合金元素而制得

2、的鋼種。5、屈服強(qiáng)度：是指鋼材開始喪失對(duì)變形的抵抗能力，并開始產(chǎn)生大量塑性變形時(shí)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力。6、伸長率：是指鋼材拉伸試驗(yàn)中，鋼材試樣的伸長量占原標(biāo)距的百分率。7、沖擊韌性：是指鋼材抵抗沖擊荷載的能力。8、冷彎性能：是鋼材在常溫條件下承受規(guī)定彎曲程度的彎曲變形的能力，并且是顯示鋼材缺陷的一種工藝性能。9、時(shí)效：指經(jīng)冷拉后的鋼筋經(jīng)過一段時(shí)間后其屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度將繼續(xù)隨時(shí)間而提高的過程。二、填空題1 屈服強(qiáng)度和極限抗拉強(qiáng)度是衡量鋼材強(qiáng)度的兩個(gè)重要指標(biāo)。2 鋼材熱處理的工藝有：淬火、正火、退火、|回火。3 按冶煉時(shí)脫氧程度分類鋼可以分成：沸騰鋼，鎮(zhèn)靜鋼 ,半鎮(zhèn)靜鋼和特殊鎮(zhèn)靜鋼。其中 鎮(zhèn)靜鋼 鋼脫氧

3、完全， 沸騰鋼 鋼脫氧很不完全。4、鋼的基本組織主要有 滲碳體、珠光體、奧氏體和 鐵素體 四種。 5、對(duì)冷加工后的鋼筋進(jìn)行時(shí)效處理，可用 自然 時(shí)效和 人工 時(shí)效兩種方法，經(jīng)冷加工時(shí)效處理后的鋼筋，其 強(qiáng)度 進(jìn)一步提高， 塑性和韌性 有所降低。6、Q235一AF鋼叫做 屈服點(diǎn)為235MPa的A級(jí)沸騰鋼 ，Q235表示 屈服強(qiáng)度 ，A表示 質(zhì)量等級(jí) ，F(xiàn)表示 沸騰鋼 。7、碳素結(jié)構(gòu)鋼隨著鋼牌號(hào)的 增大 ，其含碳量 增加 ，強(qiáng)度 增大 ，塑性和韌性 降低 ，冷彎性逐漸 變差 。8、鋼材的技術(shù)性質(zhì)主要有兩個(gè)方面，其力學(xué)性能包括： 強(qiáng)度 、 塑性 、 韌性 和 硬度 ；工藝性能包括： 焊接和 冷彎性能

4、 。9對(duì)鋼筋的冷加工方法有 冷拉 及 冷拔 ，鋼筋冷加工后 強(qiáng)度 提高，故可達(dá)到 節(jié)省鋼筋 目的。10、鋼材當(dāng)含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高時(shí)，可焊性 變差 ，含 S、P、O、N元素較多時(shí)可焊性變差；鋼中雜質(zhì)含量多時(shí)對(duì)可焊性 有不利影響。11、一般情況下，在動(dòng)荷載狀態(tài)、焊接結(jié)構(gòu)或嚴(yán)寒低溫下使用的結(jié)構(gòu)，往往限制使用 沸騰鋼。12、根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼(GBl59194)的規(guī)定，低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼共 5 個(gè)牌號(hào)低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)由 代表鋼材屈服強(qiáng)度的字母Q 、和 屈服點(diǎn)數(shù)值 、 質(zhì)量等級(jí) 三個(gè)要素組成。13、根據(jù)銹蝕作用的機(jī)理。鋼材的銹蝕可分為 化學(xué)銹蝕 和 電化學(xué)銹蝕兩種。三、選擇題1 鋼材抵

5、抗沖擊荷載的能力稱為（ ）。 塑性 沖擊韌性 彈性 硬度2、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，碳素結(jié)構(gòu)鋼以（）強(qiáng)度作為設(shè)計(jì)計(jì)算取值的依據(jù)。s b 0.2 p3、隨著鋼材含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的提高( )。強(qiáng)度、硬度、塑性都提高 強(qiáng)度提高，塑性降低 強(qiáng)度降低。塑性提高 強(qiáng)度、塑性都降低4、預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處理鋼筋是用( )經(jīng)淬火和回火等調(diào)質(zhì)處理而成的。 熱軋帶肋鋼筋 冷軋帶肋鋼筋 熱軋光圓鋼筋 5、鋼與鐵以含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)( )為界，含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于這個(gè)值時(shí)為鋼；大于這個(gè)值時(shí)為鐵。025 060 O80 206、吊車梁和橋梁用鋼，要注意選用( )較大，且時(shí)效敏感性小的鋼材塑性 韌性 脆性7、低合金結(jié)構(gòu)鋼具有( )等性能。較高的強(qiáng)

6、度 較好的塑性 可焊性 較好的抗沖擊韌性 較好的冷彎性 四、是非判斷題(對(duì)的劃，不對(duì)的劃)，并改正錯(cuò)誤1 屈強(qiáng)比愈小，鋼材受力超過屈服點(diǎn)工作時(shí)的可靠性愈大，結(jié)構(gòu)的安全性愈高。( )2 一般來說，鋼材硬度愈高，強(qiáng)度也愈大。( )3鋼材中含磷則影響鋼材的熱脆性，而含硫則影響鋼材的冷脆性。()（冷、熱）4鋼材的伸長率表明鋼材的塑性變形能力，伸長率越大，鋼材的塑性越好。 ( )5鋼材冷拉是指在常溫下將鋼材拉斷，以伸長率作為性能指標(biāo)。 ( )冷拉是冷加工的一種工藝。6鋼材在焊接時(shí)產(chǎn)生裂紋。原因之一是鋼材中含磷較高所致。 ( )7建筑鋼材的基本組織主要是珠光體和滲碳體，其間隨著含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的提高，則珠光體

7、增加，滲碳體減少。( )（含碳量不大于0.8%時(shí)，基本組織為鐵素體和珠光體，含碳量增大時(shí)，珠光體含量增大，鐵素體則相應(yīng)減少，因而強(qiáng)度、硬度隨之提高，但塑性和沖擊韌性相應(yīng)下降）8某廠生產(chǎn)鋼筋混凝土梁，配筋需用冷拉鋼筋，但現(xiàn)有冷拉鋼筋不夠長，因此將此鋼筋對(duì)焊接長使用。 ( )9鋼材的回火處理總是緊接著退火處理進(jìn)行的。（淬火） ( )10鋼材的腐蝕主要是化學(xué)腐蝕，其結(jié)果是鋼材表面生成氧化鐵等而失去金屬光澤。 ( )（電化學(xué)腐蝕）五、問答題1 碳素結(jié)構(gòu)剛?cè)绾蝿澐峙铺?hào)？牌號(hào)與性能之間與何關(guān)系？答：碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)按順序由代表屈服點(diǎn)的字母（Q）、屈服點(diǎn)數(shù)值（/mm2）、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)(A、B、C、D)、脫氧

8、程度符號(hào)(F、B、Z、TZ)等四部分組成。 Q235AF和Q235D均為235碳素結(jié)構(gòu)鋼，是建筑中應(yīng)用最多的碳素鋼。二者性能差別主要表現(xiàn)在質(zhì)量等級(jí)和脫氧程度上。按硫、磷含量多少來衡量，Q235D磷、硫含量均少于Q235AF, 質(zhì)量較好，按脫氧程度衡量Q235D為震靜鋼，質(zhì)量最好，Q235AF 為沸騰鋼。Q235AF鋼，僅適用于承受間接動(dòng)荷載的靜荷載的結(jié)構(gòu)。而Q235D可適用于動(dòng)荷載作用或處在低溫環(huán)境下的工作條件。評(píng)注 碳素結(jié)構(gòu)鋼分五個(gè)牌號(hào)，即195、Q215、Q235、Q255和Q275。各牌號(hào)鋼又按其硫、磷含量由多至少分為、四個(gè)質(zhì)量等級(jí)。為什么用材料的屈服點(diǎn)而不是其抗拉強(qiáng)度作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)取值

9、的依據(jù)？答：屈服強(qiáng)度和極限抗拉強(qiáng)度是衡量鋼材強(qiáng)度的兩個(gè)重要指標(biāo)。極限抗拉強(qiáng)度是試件能承受的最大應(yīng)力。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要求構(gòu)件在彈性變形范圍內(nèi)工作，即使少量的塑性變形也應(yīng)力求避免，所以規(guī)定以鋼材的屈服強(qiáng)度作為設(shè)計(jì)應(yīng)力的依據(jù)?？估瓘?qiáng)度在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中不能完全利用，但屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度之比（屈強(qiáng)比）卻有一定的意義。屈強(qiáng)比越小，結(jié)構(gòu)的安全性越高。伸長率表示鋼材的什么性質(zhì)?如何計(jì)算?對(duì)同一種鋼材來說，5和10哪個(gè)值大？為什么？ 答：伸長率（）表示鋼材的塑性變形能力。鋼材在使用中，為避免正常受力時(shí)在缺陷處產(chǎn)生應(yīng)力集中發(fā)生脆斷，要求其塑性良好，即具有一定的伸長率，可以使缺陷處應(yīng)力超過s時(shí)，隨著發(fā)生塑性變形使應(yīng)力重

10、分布，而避免結(jié)構(gòu)物的破壞。評(píng)注 常溫下將鋼材加工成一定形狀，也要求鋼材要具有一定塑性（伸長率）。但伸長率不能過大，否則會(huì)使鋼材在使用中發(fā)生超過允許的變形值。計(jì)算：5和10分別表示l0=5d 和l0=10d 時(shí)的伸長率。對(duì)同一種鋼材510。由于在塑性變形時(shí)頸縮處的伸長較大，故當(dāng)原始標(biāo)距與試件的直徑之比愈大，則頸縮處伸長中的比重愈小，因而計(jì)算的伸長率會(huì)小些。同時(shí)，生產(chǎn)中可能存在缺陷。4、簡述鋼材的化學(xué)成分對(duì)鋼材性能的影響。答：P73-745、工程中常對(duì)鋼筋進(jìn)行冷拉、冷拔或時(shí)效處理的主要目的是什么?答：在常溫下將鋼材進(jìn)行機(jī)械加工，使其產(chǎn)生塑性變形，以提高其屈服強(qiáng)度的過程稱為冷加工強(qiáng)化。機(jī)械加工方法主

11、要是對(duì)鋼筋進(jìn)行冷拉和冷拔。冷軋主要在鋼廠進(jìn)行。時(shí)效處理是將經(jīng)過冷加工的鋼材，在常溫下存放1520天，或者加熱到100200，并保持2小時(shí)以內(nèi)，這個(gè)過程稱為時(shí)效處理。常溫放置稱為自然時(shí)效，加熱處理稱為人工時(shí)效。冷拉并時(shí)效處理后的鋼筋，其屈服點(diǎn)提高，抗拉強(qiáng)度也有提高，塑性和韌性降低較大，彈性模量基本恢復(fù)。節(jié)約鋼材，簡化施工工序6、 為何說屈服點(diǎn)（s）、抗拉強(qiáng)度（b）和伸長率（）是建筑用鋼材的重要技術(shù)性能指標(biāo)。答：屈服點(diǎn)（s）是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)取值的依據(jù)，表示鋼材在正常工作承受的應(yīng)力不超過s；屈服點(diǎn)與抗拉強(qiáng)度的比值（sb）稱為屈強(qiáng)比。它反應(yīng)鋼材的利用率和使用中安全可靠程度；伸長率（）表示鋼材的塑性變形能力

12、。鋼材在使用中，為避免正常受力時(shí)在缺陷處產(chǎn)生應(yīng)力集中發(fā)生脆斷，要求其塑性良好，即具有一定的伸長率，可以使缺陷處超過s時(shí)，隨著發(fā)生塑性變形使應(yīng)力重分布，而避免鋼材提早破壞。同時(shí)，常溫下將鋼材加工成一定形狀，也要求鋼材要具有一定塑性。但伸長率不能過大，否則會(huì)使鋼材在使用中超過允許的變形值。六、計(jì)算題1、從新進(jìn)貨的一批鋼筋中抽樣，并截取兩根鋼筋做拉伸試驗(yàn)，測得如下結(jié)果：屈服下限荷載分別為42.4 kN，41.5 kN；抗拉極限荷載分別為62.0 kN，61.6 kN,鋼筋公稱直徑為12 mm，標(biāo)距為60 mm，拉斷時(shí)長度分別為66.0 mm，67.0 mm。計(jì)算該鋼筋的屈服強(qiáng)度，抗拉強(qiáng)度及伸長率。 答：鋼筋的屈服強(qiáng)度 鋼