项目七 建筑钢材《建筑材料》（高教版·第4版）山东省（春季高考）建筑类 单元过关卷

山东省（春季高考）建筑类 《建筑材料》（高教版·第4版） 项目七 建筑钢材 单元过关卷 考试时间：90分钟 满分：100分 班级：__________ 姓名：__________ 学号：__________ 成绩：__________ 一、选择题（本大题共20小题，每小题3分，共60分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。） 1. 某建筑公司在采购钢材时，需根据化学成分进行分类。按照化学成分，钢可分为？ A、结构钢、工具钢和特殊钢 B、沸腾钢、镇静钢和半镇静钢 C、低碳钢、中碳钢和高碳钢 D、碳素钢和合金钢 2. 某钢厂生产了一批钢材，脱氧时加入了适量的脱氧剂（如锰铁、硅铁），钢水脱氧较完全，钢锭组织致密。这种钢属于？ A、沸腾钢（F） B、镇静钢（Z） C、半镇静钢（b） D、特殊镇静钢（TZ） 3. 某建筑工程中，主体结构大量使用钢材。建筑钢材主要使用的是？ A、低碳钢和低合金钢 B、中碳钢和高碳钢 C、沸腾钢和半镇静钢 D、工具钢和特殊钢 4. 某实验室进行低碳钢拉伸试验，绘制的应力-应变曲线依次经历四个阶段。这四个阶段的正确顺序是？ A、屈服阶段→弹性阶段→强化阶段→颈缩阶段 B、强化阶段→弹性阶段→屈服阶段→颈缩阶段 C、弹性阶段→屈服阶段→强化阶段→颈缩阶段 D、弹性阶段→强化阶段→屈服阶段→颈缩阶段 5. 某实验室测定钢材的屈服强度时，对于有明显屈服现象的钢材，屈服强度取的是？ A、规定非比例延伸强度Rp0.2 B、上屈服强度ReH C、抗拉强度σb D、下屈服强度ReL 6. 某结构设计工程师在选材时，特别关注钢材的屈强比（σs/σb）。屈强比的合理范围一般为？ A、0.3～0.5 B、0.6～0.75 C、0.8～0.95 D、0.4～0.55 7. 某检测中心进行钢筋拉伸试验，测得δ5=28%，δ10=22%。这两个数据中δ5>δ10的原因是？ A、δ5和δ10采用不同的加载速度 B、δ5和δ10采用不同的测量仪器 C、δ5的标距较短，颈缩区在标距中占比大，测得的伸长率较大 D、δ5和δ10之间没有可比性 8. 某质检站对进场钢筋进行冷弯性能试验。冷弯性能的含义是？ A、钢材在常温下承受规定弯曲角度而不产生裂纹的能力 B、钢材在低温下承受弯曲变形而不破坏的能力 C、钢材在高温下承受弯曲变形的能力 D、钢材在反复弯曲作用下抵抗疲劳破坏的能力 9. 某北方寒冷地区的一座桥梁在使用数年后出现了脆性断裂事故。分析发现钢材中某一元素含量超标是重要原因。这一有害元素是？ A、硫（S） B、磷（P） C、锰（Mn） D、硅（Si） 10. 某钢结构在焊接过程中出现了热裂纹。经检测，钢材中某元素含量偏高导致热脆性。该元素是？ A、硅（Si） B、锰（Mn） C、碳（C） D、硫（S） 11. 某钢厂在生产建筑用钢筋时，在钢水中加入锰（Mn）元素。锰在钢中的主要作用是？ A、提高钢材的强度，同时脱除钢中有害的硫和氧 B、提高钢材的塑性和韧性 C、仅用于改善钢材的表面质量 D、主要起到防腐作用 12. 某实验室采用布氏硬度试验法测定钢材的硬度。布氏硬度用符号表示为？ A、HRC B、HV C、HB D、HL 13. 某钢结构在严寒地区使用，设计时需重点考虑钢材的冲击韧性和脆性转变温度。冲击韧性的符号是？ A、σs B、AKV C、σb D、δ 14. 某钢材化验单显示含碳量为0.30%。根据材料学原理，碳含量对钢材性能的影响规律是？ A、随着碳含量增加，钢材的强度提高，但塑性和韧性降低 B、随着碳含量增加，钢材的塑性和韧性提高 C、碳含量对钢材性能没有明显影响 D、碳含量增加只影响钢材的硬度，不影响其他性能 15. 某加工厂对钢筋进行冷拉处理以提高其强度。冷加工强化后钢筋性能的变化是？ A、强度降低，塑性提高 B、强度和塑性均提高 C、强度和塑性均降低 D、强度提高，塑性降低 16. 某设计图纸中标注结构钢材为Q235-B。其中"235"表示？ A、钢材的硬度值为235HB B、钢材的伸长率为23.5% C、钢材的屈服强度为235MPa D、钢材的抗拉强度为235MPa 17. 某钢筋混凝土结构图纸中，梁的纵向受力钢筋标注为HRB400，板的分布钢筋标注为HPB300。HPB300与HRB400的主要区别是？ A、HPB300为热轧光圆钢筋，HRB400为热轧带肋钢筋 B、HPB300为带肋钢筋，HRB400为光圆钢筋 C、HPB300的强度高于HRB400 D、HPB300用于受力钢筋，HRB400用于构造钢筋 18. 某工程施工现场的钢筋存放较长时间后，发现其强度有所提高但塑性和韧性下降。这种随时间变化的现象称为？ A、冷加工强化 B、热脆性 C、冷脆性 D、时效 19. 炼钢过程中通常加入硅铁进行脱氧，脱氧后剩余的硅对钢材性能的影响是？ A、降低钢材的强度 B、引起钢材的热脆性 C、提高钢材的强度和硬度 D、对钢材性能没有影响 20. 钢中含有过量的氧（O）和氮（N）时，对钢材性能的主要影响是？ A、氧和氮是钢材中的有益元素，能提高强度 B、氧和氮是钢材中的有害元素，降低钢材的塑性和韧性 C、氧和氮仅影响钢材的硬度，不影响其他性能 D、氧和氮对钢材性能没有明显影响 二、判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分。正确的打"√"，错误的打"×"。） 21. 低碳钢在拉伸试验时有明显的屈服现象和屈服台阶，因此屈服强度容易确定。 22. 钢材的屈服强度取下屈服强度ReL，因为下屈服点的数值较稳定，受试验条件影响小。 23. 屈强比σs/σb越大，说明结构的安全储备越大。 24. 冷弯性能是检验钢材在常温下承受规定弯曲变形而不产生裂纹的能力。 25. 磷（P）引起钢材的冷脆性，在低温条件下钢材冲击韧性显著降低，易发生脆性断裂。 26. 碳素结构钢Q235中的"235"表示钢材的抗拉强度为235MPa。 27. HRB400钢筋的屈服强度特征值为400MPa，属于热轧带肋钢筋。 28. 冷加工强化可以提高钢材的强度，同时提高钢材的塑性。 29. 硫（S）在钢材中以FeS形式存在，能引起钢材的冷脆性。 30. 钢材的时效使强度和塑性均随时间推移而逐渐提高。 三、简答题（本大题共3小题，每小题5分，共15分。） 31. 简述低碳钢拉伸应力-应变曲线的四个阶段及每个阶段对应的特征指标。 32. 简述碳（C）、磷（P）、硫（S）三种元素对钢材性能的影响。 33. 简述HPB300和HRB400两种钢筋混凝土用热轧钢筋牌号的含义及主要区别。 四、综合题（本大题共1小题，共5分。） 34. 某建筑工程中需要对两种常用钢材Q235和HRB400进行对比分析。请回答下列问题： （1）列出Q235与HRB400的对比分析表，说明两种钢材的牌号含义、主要用途及关键力学指标。（3分） （2）工程设计中为什么要求钢材的屈强比σs/σb不能太高？分析其工程意义。（2分） 关注学科网微信 解锁更多惊喜 学科网（北京）股份有限公司 $ 山东省（春季高考）建筑类 《建筑材料》（高教版·第4版） 项目七 建筑钢材 单元过关卷 考试时间：90分钟 满分：100分 班级：__________ 姓名：__________ 学号：__________ 成绩：__________ 一、选择题（本大题共20小题，每小题3分，共60分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。） 1. 某建筑公司在采购钢材时，需根据化学成分进行分类。按照化学成分，钢可分为？ A、结构钢、工具钢和特殊钢 B、沸腾钢、镇静钢和半镇静钢 C、低碳钢、中碳钢和高碳钢 D、碳素钢和合金钢 【答案】D 【详解】按化学成分分类，钢可分为碳素钢和合金钢两大类。碳素钢以铁和碳为主要元素，合金钢在碳素钢基础上加入其他合金元素。按用途分为结构钢、工具钢和特殊钢；按含碳量分为低碳钢、中碳钢和高碳钢；按脱氧程度分为沸腾钢、镇静钢和半镇静钢。 2. 某钢厂生产了一批钢材，脱氧时加入了适量的脱氧剂（如锰铁、硅铁），钢水脱氧较完全，钢锭组织致密。这种钢属于？ A、沸腾钢（F） B、镇静钢（Z） C、半镇静钢（b） D、特殊镇静钢（TZ） 【答案】B 【详解】镇静钢（代号Z）脱氧完全，钢水在钢锭模内平静凝固，钢锭组织致密，质量较好。沸腾钢（F）脱氧不完全，钢水在钢锭模内产生沸腾现象；半镇静钢（b）脱氧程度介于二者之间。 3. 某建筑工程中，主体结构大量使用钢材。建筑钢材主要使用的是？ A、低碳钢和低合金钢 B、中碳钢和高碳钢 C、沸腾钢和半镇静钢 D、工具钢和特殊钢 【答案】A 【详解】建筑钢材主要使用低碳钢（C<0.25%）和低合金钢。低碳钢塑性和可焊性好，低合金钢强度较高而仍保持良好的塑性和可焊性，均适合建筑结构使用。 4. 某实验室进行低碳钢拉伸试验，绘制的应力-应变曲线依次经历四个阶段。这四个阶段的正确顺序是？ A、屈服阶段→弹性阶段→强化阶段→颈缩阶段 B、强化阶段→弹性阶段→屈服阶段→颈缩阶段 C、弹性阶段→屈服阶段→强化阶段→颈缩阶段 D、弹性阶段→强化阶段→屈服阶段→颈缩阶段 【答案】C 【详解】低碳钢拉伸应力-应变曲线分为四个阶段，依次为：弹性阶段（OA段，应力与应变成正比）、屈服阶段（AB段，出现屈服平台）、强化阶段（BC段，材料抵抗变形能力恢复并提高）、颈缩阶段（CD段，试件局部截面缩小直至断裂）。 5. 某实验室测定钢材的屈服强度时，对于有明显屈服现象的钢材，屈服强度取的是？ A、规定非比例延伸强度Rp0.2 B、上屈服强度ReH C、抗拉强度σb D、下屈服强度ReL 【答案】D 【详解】对于有明显屈服现象的钢材，屈服强度取下屈服强度ReL，因为下屈服点数值较稳定，不易受试验条件（如加载速度）影响。上屈服强度ReH受试验条件影响较大，一般只作为参考。无明显屈服点的钢材才取Rp0.2。 6. 某结构设计工程师在选材时，特别关注钢材的屈强比（σs/σb）。屈强比的合理范围一般为？ A、0.3～0.5 B、0.6～0.75 C、0.8～0.95 D、0.4～0.55 【答案】B 【详解】屈强比σs/σb的合理范围为0.6～0.75。屈强比过小则材料强度利用率低，钢材浪费；屈强比过大则材料从屈服到破坏的间隔短，安全储备不足，易发生脆性破坏。 7. 某检测中心进行钢筋拉伸试验，测得δ5=28%，δ10=22%。这两个数据中δ5>δ10的原因是？ A、δ5和δ10采用不同的加载速度 B、δ5和δ10采用不同的测量仪器 C、δ5的标距较短，颈缩区在标距中占比大，测得的伸长率较大 D、δ5和δ10之间没有可比性 【答案】C 【详解】伸长率δ5的标距为5倍直径，标距较短，断裂时颈缩区域在标距中所占比例较大，故测得的伸长率较大。δ10标距为10倍直径，颈缩区占比小，测得的伸长率较小。对于同一种钢材，δ5>δ10。 8. 某质检站对进场钢筋进行冷弯性能试验。冷弯性能的含义是？ A、钢材在常温下承受规定弯曲角度而不产生裂纹的能力 B、钢材在低温下承受弯曲变形而不破坏的能力 C、钢材在高温下承受弯曲变形的能力 D、钢材在反复弯曲作用下抵抗疲劳破坏的能力 【答案】A 【详解】冷弯性能是指钢材在常温下承受规定弯曲角度（如180°、90°等）而不产生裂纹的能力，是检验钢材塑性变形能力和冶金质量的重要指标。通过冷弯试验可以发现钢材内部是否存在夹渣、气孔、裂纹等缺陷。 9. 某北方寒冷地区的一座桥梁在使用数年后出现了脆性断裂事故。分析发现钢材中某一元素含量超标是重要原因。这一有害元素是？ A、硫（S） B、磷（P） C、锰（Mn） D、硅（Si） 【答案】B 【详解】磷（P）是钢材中的有害元素，会引起钢材的冷脆性——即在低温条件下钢材的冲击韧性显著降低，缺口敏感性增大，易发生脆性断裂。尤其在北方寒冷地区（温差大），应严格控制钢材中磷的含量。 10. 某钢结构在焊接过程中出现了热裂纹。经检测，钢材中某元素含量偏高导致热脆性。该元素是？ A、硅（Si） B、锰（Mn） C、碳（C） D、硫（S） 【答案】D 【详解】硫（S）在钢材中以FeS形式存在，FeS与Fe形成低熔点共晶体（熔点约985℃），在钢材热加工（如焊接、热轧）时沿晶界熔化，导致钢材产生热脆性，即高温下变脆开裂。 11. 某钢厂在生产建筑用钢筋时，在钢水中加入锰（Mn）元素。锰在钢中的主要作用是？ A、提高钢材的强度，同时脱除钢中有害的硫和氧 B、提高钢材的塑性和韧性 C、仅用于改善钢材的表面质量 D、主要起到防腐作用 【答案】A 【详解】锰（Mn）是钢材中的有益元素。锰能与硫形成高熔点的MnS（熔点约1610℃），消除硫的热脆性；同时锰还具有脱氧作用，并能溶于铁素体，提高钢材的强度和硬度。一般锰含量在0.25%～0.8%。 12. 某实验室采用布氏硬度试验法测定钢材的硬度。布氏硬度用符号表示为？ A、HRC B、HV C、HB D、HL 【答案】C 【详解】钢材的硬度通常用布氏硬度HB表示（使用硬质合金球压头）。HRC为洛氏硬度（C标尺），HV为维氏硬度，HL为里氏硬度。硬度反映钢材表面抵抗硬物压入的能力，与钢材的强度有一定对应关系。 13. 某钢结构在严寒地区使用，设计时需重点考虑钢材的冲击韧性和脆性转变温度。冲击韧性的符号是？ A、σs B、AKV C、σb D、δ 【答案】B 【详解】冲击韧性用AKV表示（V型缺口冲击吸收功），单位为J（焦耳）。脆性转变温度是指钢材从韧性断裂转变为脆性断裂的临界温度，当使用温度低于转变温度时钢材呈脆性，极易发生脆断。 14. 某钢材化验单显示含碳量为0.30%。根据材料学原理，碳含量对钢材性能的影响规律是？ A、随着碳含量增加，钢材的强度提高，但塑性和韧性降低 B、随着碳含量增加，钢材的塑性和韧性提高 C、碳含量对钢材性能没有明显影响 D、碳含量增加只影响钢材的硬度，不影响其他性能 【答案】A 【详解】碳是影响钢材性能的主要元素。碳含量增加，钢材强度和硬度提高，但塑性和韧性降低，冷弯性能和可焊性变差。当碳含量超过0.3%时，强度继续增加但塑韧性显著下降。建筑钢材碳含量一般控制在0.25%以下。 15. 某加工厂对钢筋进行冷拉处理以提高其强度。冷加工强化后钢筋性能的变化是？ A、强度降低，塑性提高 B、强度和塑性均提高 C、强度和塑性均降低 D、强度提高，塑性降低 【答案】D 【详解】冷加工（冷拉、冷拔等）使钢材产生塑性变形，晶粒沿变形方向被拉长、破碎，产生加工硬化效应。表现为屈服强度和抗拉强度提高，但伸长率和韧性降低，钢材变硬变脆。 16. 某设计图纸中标注结构钢材为Q235-B。其中"235"表示？ A、钢材的硬度值为235HB B、钢材的伸长率为23.5% C、钢材的屈服强度为235MPa D、钢材的抗拉强度为235MPa 【答案】C 【详解】碳素结构钢Q235中，Q表示屈服强度（汉语拼音"屈"的首字母），235表示钢材的下屈服强度不小于235MPa。Q235是建筑工程中应用最广泛的碳素结构钢，用于一般钢结构构件。 17. 某钢筋混凝土结构图纸中，梁的纵向受力钢筋标注为HRB400，板的分布钢筋标注为HPB300。HPB300与HRB400的主要区别是？ A、HPB300为热轧光圆钢筋，HRB400为热轧带肋钢筋 B、HPB300为带肋钢筋，HRB400为光圆钢筋 C、HPB300的强度高于HRB400 D、HPB300用于受力钢筋，HRB400用于构造钢筋 【答案】A 【详解】HPB300（Hot rolled Plain Bars）为热轧光圆钢筋，表面光滑，强度较低（屈服强度≥300MPa），主要用于板的分布钢筋、箍筋等。HRB400（Hot rolled Ribbed Bars）为热轧带肋钢筋，表面有月牙肋，强度较高（屈服强度≥400MPa），与混凝土的粘结力好，主要用于受力钢筋。 18. 某工程施工现场的钢筋存放较长时间后，发现其强度有所提高但塑性和韧性下降。这种随时间变化的现象称为？ A、冷加工强化 B、热脆性 C、冷脆性 D、时效 【答案】D 【详解】时效是指钢材随时间延长，其强度（屈服强度和抗拉强度）逐渐提高，而塑性和韧性逐渐降低的现象。冷加工后的钢材时效现象更为显著。时效过程中钢中溶解的碳、氮等元素以化合物形式从铁素体中析出，对位错运动起钉扎作用。 19. 炼钢过程中通常加入硅铁进行脱氧，脱氧后剩余的硅对钢材性能的影响是？ A、降低钢材的强度 B、引起钢材的热脆性 C、提高钢材的强度和硬度 D、对钢材性能没有影响 【答案】C 【详解】硅（Si）是炼钢脱氧过程中残留的有益元素。硅溶于铁素体起固溶强化作用，能提高钢材的强度和硬度。但硅含量过高会降低钢材的塑性和可焊性。建筑钢材中硅含量一般在0.07%～1.0%。 20. 钢中含有过量的氧（O）和氮（N）时，对钢材性能的主要影响是？ A、氧和氮是钢材中的有益元素，能提高强度 B、氧和氮是钢材中的有害元素，降低钢材的塑性和韧性 C、氧和氮仅影响钢材的硬度，不影响其他性能 D、氧和氮对钢材性能没有明显影响 【答案】B 【详解】氧（O）和氮（N）是钢材中的有害元素。氧以氧化物形式存在，使钢材产生热脆性、降低力学性能；氮引起钢材的时效脆化（蓝脆），使塑性和韧性显著降低。应通过充分脱氧和控制冶炼工艺减少其含量。 二、判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分。正确的打"√"，错误的打"×"。） 21. 低碳钢在拉伸试验时有明显的屈服现象和屈服台阶，因此屈服强度容易确定。 【答案】√ 【详解】正确。低碳钢含碳量低（<0.25%），拉伸时有明显的屈服现象，应力-应变曲线上出现明显的屈服平台，屈服强度容易准确确定。 22. 钢材的屈服强度取下屈服强度ReL，因为下屈服点的数值较稳定，受试验条件影响小。 【答案】√ 【详解】正确。对于有明显屈服现象的钢材，取下屈服强度ReL作为屈服强度指标，因为下屈服点数值较稳定，不易受加载速度等试验条件影响。 23. 屈强比σs/σb越大，说明结构的安全储备越大。 【答案】× 【详解】错误。屈强比σs/σb越大，说明屈服强度越接近抗拉强度，钢材从屈服到破坏的间隔越短，塑性变形能力越差，安全储备越小。合理的屈强比应为0.6～0.75。 24. 冷弯性能是检验钢材在常温下承受规定弯曲变形而不产生裂纹的能力。 【答案】√ 【详解】正确。冷弯性能是钢材的重要工艺性能指标，反映钢材在常温下的塑性变形能力和冶金质量，能暴露钢材内部缺陷（如夹渣、气孔、裂纹等）。 25. 磷（P）引起钢材的冷脆性，在低温条件下钢材冲击韧性显著降低，易发生脆性断裂。 【答案】√ 【详解】正确。磷是钢材中的有害元素，含量增加使钢材的韧性特别是低温冲击韧性显著下降，这种现象称为"冷脆性"。在寒冷地区使用的钢材应严格控制磷的含量。 26. 碳素结构钢Q235中的"235"表示钢材的抗拉强度为235MPa。 【答案】× 【详解】错误。碳素结构钢Q235中，Q代表屈服强度（"屈"的汉语拼音首字母），235表示钢材的屈服强度（下屈服强度）不小于235MPa，而非抗拉强度。Q235的抗拉强度范围为370～500MPa。 27. HRB400钢筋的屈服强度特征值为400MPa，属于热轧带肋钢筋。 【答案】√ 【详解】正确。HRB400是热轧带肋钢筋的牌号，HRB代表热轧带肋钢筋（Hot rolled Ribbed Bars），400表示屈服强度特征值为400MPa。HRB400是目前钢筋混凝土结构中使用最广泛的钢筋品种。 28. 冷加工强化可以提高钢材的强度，同时提高钢材的塑性。 【答案】× 【详解】错误。冷加工（冷拉、冷拔等）确实可以提高钢材的强度（屈服强度和抗拉强度），但同时会降低钢材的塑性（伸长率减小）和韧性，使钢材变硬变脆，这一现象称为冷加工强化或加工硬化。 29. 硫（S）在钢材中以FeS形式存在，能引起钢材的冷脆性。 【答案】× 【详解】错误。硫（S）在钢材中引起的是热脆性，而非冷脆性。硫与铁形成FeS，FeS与Fe形成低熔点共晶体（约985℃），在热加工或焊接时沿晶界熔化，使钢材在高温下变脆。磷（P）才引起冷脆性。 30. 钢材的时效使强度和塑性均随时间推移而逐渐提高。 【答案】× 【详解】错误。时效使钢材的屈服强度和抗拉强度逐渐提高，但同时塑性和韧性逐渐降低，而非提高。时效是不利现象，在工程中应通过合理选用钢材和控制施工条件减少时效的不利影响。 三、简答题（本大题共3小题，每小题5分，共15分。） 31. 简述低碳钢拉伸应力-应变曲线的四个阶段及每个阶段对应的特征指标。 【答案】低碳钢拉伸应力-应变曲线分为四个阶段： ①弹性阶段（OA段）：应力与应变成正比关系，符合胡克定律σ=E·ε。特征指标为弹性模量E，表示材料抵抗弹性变形的能力（刚度）。A点对应的应力为比例极限σp。 ②屈服阶段（AB段）：应力在小范围内波动而应变持续增加，出现屈服平台。特征指标为屈服强度σs，对于有明显屈服点的钢材取下屈服强度ReL。屈服强度是结构设计中强度取值的主要依据。 ③强化阶段（BC段）：材料重新获得抵抗变形的能力，应力随应变增大而增大。特征指标为抗拉强度σb（强度极限），对应曲线的最高点，是材料能承受的最大应力。 ④颈缩阶段（CD段）：试件某处截面急剧缩小（颈缩），应力下降而应变继续增大直至断裂。特征指标为伸长率δ和断面收缩率ψ，反映材料的塑性变形能力。 32. 简述碳（C）、磷（P）、硫（S）三种元素对钢材性能的影响。 【答案】①碳（C）——碳是决定钢材性能的最主要元素。碳含量增加，钢材的强度和硬度提高，但塑性和韧性降低，冷弯性能和可焊性变差。当碳含量超过0.3%时，强度继续增加而塑韧性显著下降。建筑钢材一般使用碳含量<0.25%的低碳钢，以保证良好的综合力学性能和可焊性。 ②磷（P）——磷是钢材中的有害元素，主要来源于矿石。磷使钢材产生冷脆性，即在低温条件下冲击韧性急剧下降，缺口敏感性增大，易发生脆性断裂。在寒冷地区使用的钢材应严格控制磷含量，一般不超过0.045%。 ③硫（S）——硫是钢材中的有害元素，以FeS形式存在。FeS与Fe形成低熔点（约985℃）共晶体，在热加工（轧制、锻造）和焊接时沿晶界熔化，导致钢材在高温下开裂，这种现象称为热脆性。硫含量一般应控制在0.05%以下。 ④锰（Mn）可与硫形成高熔点MnS（约1610℃），消除硫的热脆性，并具有脱氧和提高强度的作用，是钢材中的有益元素。 33. 简述HPB300和HRB400两种钢筋混凝土用热轧钢筋牌号的含义及主要区别。 【答案】①牌号含义： HPB300——HPB是Hot rolled Plain Bars（热轧光圆钢筋）的英文缩写，300表示屈服强度特征值为300MPa级。 HRB400——HRB是Hot rolled Ribbed Bars（热轧带肋钢筋）的英文缩写，400表示屈服强度特征值为400MPa级。 ②主要区别： （1）表面形态：HPB300为光圆钢筋，表面光滑无肋；HRB400为带肋钢筋，表面有月牙肋或等高肋，与混凝土的粘结力强。 （2）强度等级：HRB400的屈服强度（≥400MPa）高于HPB300（≥300MPa）。 （3）用途：HPB300强度较低，与混凝土粘结力差，主要用于板的分布钢筋、梁柱中的箍筋和小型构件的受力钢筋；HRB400强度高、与混凝土粘结力好，主要用于梁、板、柱等主要受力构件的纵向受力钢筋。 （4）HRB400是目前混凝土结构中使用最广泛、用量最大的钢筋品种。 四、综合题（本大题共1小题，共5分。） 34. 某建筑工程中需要对两种常用钢材Q235和HRB400进行对比分析。请回答下列问题： （1）列出Q235与HRB400的对比分析表，说明两种钢材的牌号含义、主要用途及关键力学指标。（3分） （2）工程设计中为什么要求钢材的屈强比σs/σb不能太高？分析其工程意义。（2分） 【答案】（1）Q235与HRB400对比分析表： ┌────────────┬──────────────────────┬──────────────────────┐ │ 对比项目 │ Q235 │ HRB400 │ ├────────────┼──────────────────────┼──────────────────────┤ │ 牌号含义 │碳素结构钢 │热轧带肋钢筋 │ │ │Q—屈服强度（屈） │HRB—Hot rolled Ribbed │ │ │235—屈服强度≥235MPa │ Bars │ │ │ │400—屈服强度特征值 │ │ │ │ ≥400MPa │ ├────────────┼──────────────────────┼──────────────────────┤ │ 执行标准 │GB/T 700 │GB 1499.2 │ ├────────────┼──────────────────────┼──────────────────────┤ │ 表面形态 │可制成光面或涂层 │带肋（月牙肋） │ ├────────────┼──────────────────────┼──────────────────────┤ │ 屈服强度σs │≥235MPa │≥400MPa │ │ 下屈服ReL │ │ │ ├────────────┼──────────────────────┼──────────────────────┤ │ 抗拉强度σb │370～500MPa │≥540MPa │ ├────────────┼──────────────────────┼──────────────────────┤ │ 伸长率δ5 │≥26%（≤16mm厚） │≥16% │ ├────────────┼──────────────────────┼──────────────────────┤ │ 屈强比σs/σb│约0.47～0.64 │约0.74 │ ├────────────┼──────────────────────┼──────────────────────┤ │ 主要用途 │钢结构构件（梁、柱、 │钢筋混凝土结构中的受力 │ │ │桁架、支撑等）、钢板、 │钢筋（梁、板、柱、基础 │ │ │型钢、钢管等结构钢材 │等构件的纵向受力钢筋） │ └────────────┴──────────────────────┴──────────────────────┘ （2）屈强比σs/σb不宜太高的工程意义分析： ①屈强比的定义与范围：屈强比σs/σb是钢材屈服强度与抗拉强度的比值，反映材料从屈服到最终破坏的强度储备。合理范围一般为0.6～0.75。 ②安全储备原理：屈强比过高（如>0.85）意味着屈服强度很接近抗拉强度，钢材一旦屈服就很快进入破坏阶段，塑性变形阶段短，没有足够的变形预兆，容易发生突然的脆性破坏，不能满足"强屈比"的安全要求。 ③破坏预兆的重要性：合理的屈强比保证了钢材在屈服后仍有较大的强度储备。当结构承受意外超载时，构件首先发生显著的塑性变形（可用肉眼观察到），给人员疏散和加固修复留出时间，体现了"延性破坏优于脆性破坏"的设计理念。 ④强度利用率与安全的平衡：屈强比过小（如<0.5）虽然安全储备大，但钢材的强度利用率太低，造成材料浪费，不经济。因此0.6～0.75是兼顾安全性与经济性的合理范围。 ⑤对抗震的意义：在地震作用下，较低的屈强比意味着结构有更好的延性和耗能能力，可以吸收地震能量而不发生脆性倒塌，这对建筑抗震设计尤为重要。 关注学科网微信 解锁更多惊喜 学科网（北京）股份有限公司 $