第七节　建筑钢材

单项选择题（下列选项中，只有一项符合题意）

1对钢材的冷弯性能要求越高，实验时采用的（　　）。

A．弯曲角度越大，弯心直径对试件直径的比值越大

B．弯曲角度越小，弯心直径对试件直径的比值越小

C．弯曲角度越小，弯心直径对试件直径的比值越大

D．弯曲角度越大，弯心直径对试件直径的比值越小

【答案】D

【解析】建筑上常把钢筋、钢板弯成要求的形状，因此要求钢材有较好的冷弯性能。冷弯试验是将钢材按规定弯曲角度与弯心直径进行弯曲，检查受弯部位的外拱面和两侧面，不发生裂纹、起层或断裂为合格，弯曲角度越大，弯心直径对试件厚度（或直径）的比值越小，则表示钢材冷弯性能越好。冷弯试验能反映试件弯曲处的塑性变形，能揭示钢材是否存在内部组织不均匀、内应力和夹杂物等缺陷。冷弯试验也能对钢材的焊接质量进行严格的检验，能揭示焊件受弯表面是否存在未熔合、裂缝及杂物等缺陷。

2工程中常对钢筋进行冷加工（冷拉、冷拔和冷轧）处理。经冷加工后，钢筋的性能（　　）。

A．强度提高，塑性降低

B．强度提高，塑性提高

C．强度降低，塑性降低

D．强度降低，塑性提高

【答案】A

【解析】将钢材于常温下进行冷拉、冷拔或冷轧，使它产生塑性变形，从而提高屈服强度，这个过程称为冷加工强化处理。冷加工强化的原因是：钢材在塑性变形中晶格的缺陷增多，而缺陷的晶格严重畸变，对晶格进一步滑移起到阻碍作用，故钢材的屈服点提高，从而提高强度，但随之塑性和韧性降低，弹性模量降低。

3表明钢材超过屈服点工作时的可靠性的指标是（　　）。

A．比强度

B．屈强比

C．屈服强度

D．条件屈服强度

【答案】B

【解析】屈强比是指钢材屈服点与抗拉强度的比值，它反映钢材的可靠性和利用率。屈强比小，钢材的可靠性大，结构安全。然而屈强比过小，则钢材利用率低。A项，比强度是材料的强度（断开时单位面积所受的力）除以其表观密度；C项，屈服强度是金属材料发生屈服现象时的屈服极限，亦即抵抗微量塑性变形的应力；D项，金属材料的屈服点极不明显，在测量上有困难，因此为了衡量材料的屈服特性，规定产生永久残余塑性变形等于一定值（一般为原长度的0.2%）时的应力，称为条件屈服强度。

4衡量钢材塑性变形能力的技术指标为（　　）。

A．屈服强度

B．抗拉强度

C．断后伸长率

D．冲击韧性

【答案】C

【解析】断后伸长率指金属材料受外力（拉力）作用断裂时，试件伸长的长度与原来长度的百分比，是衡量钢材塑性变形能力的技术指标。AB两项均是钢材的一种强度指标；D项，冲击韧性是钢材的一种动力性能指标。

5相同牌号的碳素结构钢中，P、S含量最低的钢的等级是（　　）。

A．A

B．B

C．C

D．D

【答案】D

【解析】P表示磷元素，属于碳素结构钢中的有害元素，是碳素钢中的杂质，它在低温下使钢变脆，在高温下也会使钢塑性减小；S表示硫元素，是有害的元素，属于杂质，能生成易于熔化的硫化物。相同牌号的碳素结构钢A、B、C、D四个等级中D质量最好，故含的P、S量也最低。

6钢材牌号（如Q390）中的数值表示钢材的（　　）。

A．抗拉强度

B．弹性模量

C．屈服强度

D．疲劳强度

【答案】C

【解析】根据国家标准《低合金高强度结构钢》（GB/T 1591—2008）的规定，低合金高强度结构钢分为8个牌号，即Q345、Q390、Q420、Q460、Q500、Q550、Q620和Q690。低合金高强度结构钢的牌号由三部分组成：①代表屈服点的汉语拼音字母Q；②屈服点数值（MPa）；③质量等级符号A、B、C、D、E等。

7钢材的冷加工对钢材的力学性能会有影响，下列说法不正确的是（　　）。

A．冷拉后，钢材塑性、韧性均降低

B．冷拉后，钢材抗拉强度、抗压强度均提高

C．冷拔后，钢材抗拉强度、抗压强度均提高

D．钢筋冷拉并经时效处理后，屈服强度及抗压强度均明显提高

【答案】B

【解析】将钢材于常温下进行冷拉、冷拔、冷扭、冷冲和冷压等，使它产生塑性变形，从而提高屈服强度的过程称为冷加工强化处理。金属冷加工主要有两种方法：①冷拉。冷拉是指在金属材料的两端施加拉力，使材料产生拉伸变形的方法。②冷拔。冷拔是指在材料的一端施加拔力，使材料通过一个模具孔而拔出的方法，模具的孔径要较材料的直径小些。冷拉只能提高钢筋的抗拉强度，而冷拔能提高其抗拉强度和抗压强度。D项，时效处理是指钢材经固溶处理、冷塑性变形或铸造、锻造后，在较高温或室温下放置使其性能、形状和尺寸随时间而变化的热处理工艺。其目的是消除内应力，使工件保持正常的形状。

8在普通碳素结构钢的化学成分中，碳的含量增加，则（　　）。

A．强度降低，塑性和韧性降低

B．强度提高，塑性和韧性提高

C．强度提高，塑性和韧性降低

D．强度降低，塑性和韧性提高

【答案】C

【解析】碳是影响钢材性能的主要元素之一，在碳素钢中随着含碳量的增加，其强度和硬度提高，塑性和韧性降低。当含碳量大于1%时，脆性增加，硬度增加，强度下降。含碳量大于0.3%时，钢的可焊性显著降低。此外，含碳量增加，钢的冷脆性和时效敏感性增大，耐大气锈蚀性降低。

9钢材的设计强度取值为（　　）。

A．屈服强度

B．抗拉强度

C．抗压强度

D．弹性极限

【答案】A

【解析】在设计中，一般以屈服强度作为钢材强度取值的依据。如碳素结构钢Q235的屈服强度应不小于235MPa。

10已知某钢材试件拉断后标距部分长度为300mm，原标距长度为200mm，则该试件伸长率为（　　）。

A．33.3%

B．50%

C．66.7%

D．150%

【答案】B

【解析】断后伸长率是钢材的塑性指标之一，断后伸长率越大，塑性越好。代入断后伸长率计算公式可得，该试件伸长率为：

11下列关于冲击韧性的叙述合理的是（　　）。

A．冲击韧性指标是通过对试件进行弯曲试验来确定的

B．使用环境的温度影响钢材的冲击韧性

C．钢材的脆性临界温度越高，说明钢材的低温冲击韧性越好

D．对于承受荷载较大的结构用钢，必须进行冲击韧性检验

【答案】B

【解析】冲击韧性是指钢材抵抗冲击荷载作用的能力，使用环境的温度影响钢材的冲击韧性。A项，钢材的冲击韧性试验采用中间开有V型缺口的标准弯曲试件，置于冲击试验机的支架上，并使缺口置于受拉的一侧。冲击韧性的指标以冲断试件所需能量的多少来表征，符号为α_k，单位为J/cm²；C项，发生冷脆时的温度称为脆性临界温度，其数值越低，说明钢材的低温冲击韧性越好；D项，对可能工作在负温下的直接承受动荷载的结构用钢，必须进行冲击韧性检验。

12下列关于牌号分别为Q235-A和Q235-D的碳素结构钢的叙述，不正确的是（　　）。

A．两者要求的屈服强度值相同

B．两者要求的伸长率值相同

C．前者的质量优于后者

D．两者要求的抗拉强度值相同

【答案】C

【解析】国标规定碳素钢的牌号表示方法为：屈服点Q，屈服点的数值MPa，质量等级A、B、C、D四级（质量按顺序提高），按冶炼时脱氧程度分类的符号为：F表示沸腾钢，b表示半镇定钢，Z表示镇定钢，TZ表示特殊镇定钢，Z和TZ在钢的牌号中予以省略。Q235-D的质量优于Q235-A的碳素钢质量。

13从便于加工、塑性和焊接性好的角度出发，应选择（　　）。

A．HPB300级钢筋

B．HRB335级钢筋

C．HRB400级钢筋

D．HRB500级钢筋

【答案】A

【解析】HPB300级钢筋的强度较低，塑性、焊接性能好，便于加工成型，主要用于钢筋混凝土板和小型构件的受力筋以及各种钢筋混凝土结构的构造筋；BC两项，HRB335级钢筋和HRB400级钢筋强度较高，塑性和焊接性能也较好，但不便于加工，故广泛用作大型、中型钢筋混凝土结构的受力钢筋；D项，HRB500级钢筋强度高，但塑性和焊接性能较差，一般经冷拉后作预应力钢筋。

14钢筋拉伸试验采用应力速率控制时，屈服前，试验机夹头的分离速率应尽量保持恒定，在（　　）之间。

A．6～60MPa/s

B．0.6～6MPa/s

C．10～30MPa/s

D．20～30MPa/s

【答案】A

【解析】在钢材的拉伸试验中，应将试样固定在试验机夹头内，开机均匀拉伸，采用应力速率控制的试验速率（方法B）时，屈服前，试验机夹头的分离速率应尽量保持恒定，在6～60MPa/s之间；屈服期间，试样平行长度的应变速率为0.00025～0.0025s^－1之间；屈服后，试样平行长度的应变速率不大于0.0025s^－1，直至试件拉断。

15冷弯试验时，调整两支辊间距离使其等于（　　）。

A．2D

B．D＋3a

C．（D＋3a）±a/2

D．（D＋2a）±a/2

【答案】C

【解析】钢筋冷弯试验的试验方法及步骤为：①试件长度根据试验设备确定，一般可取（5d＋150）mm，d为公称直径。②按规范要求确定弯心直径D和弯曲角度。③调整两支辊间距离使其等于（D＋3a）±a/2。④装置试件后，平稳地施加荷载，弯曲到要求的弯曲角度。