山东省(春季高考)建筑类 《建筑材料》项目七任务一 45分钟专题训练卷
2026-10-13
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内容正文:
山东省(春季高考)建筑类《建筑材料》45分钟专题训练卷专辑,共172份试卷。试卷命题与高考紧密相关,精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固建筑类理论知识,熟悉高考题型和命题规律,提高解题能力和应试技巧,为高考取得优异成绩打下坚实的基础,本训练卷适用于即将参加建筑类高考的学生。
与本专辑配套的还有山东省春季高考考试《建筑识图与构造》《土木工程力学基础》《建筑施工组织与管理》《建筑施工技术与机械》《建筑结构》45分钟专题训练卷专辑,欢迎同学和老师们下载使用。
山东省(春季高考)建筑类 《建筑材料》
项目七:建筑钢材
任务一:建筑钢材
时间:45分钟 总分:100分
班级____ 姓名____ 学号____ 成绩____
一、单项选择题(本大题共20小题,每题2分,共40分)
1. 建筑钢结构设计中,钢材发生明显塑性变形时所对应的应力指标是( )。
A. 抗拉强度
B. 屈服强度
C. 冲击韧性
D. 伸长率
【答案】B
【解析】屈服强度是钢材由弹性阶段进入明显塑性变形阶段时的应力指标,是建筑钢材强度设计的重要依据。抗拉强度表示拉断前所能承受的最大应力,冲击韧性和伸长率分别反映钢材的韧性与塑性。
2. 建筑上常用的钢材是( )
A. 优质碳素结构钢和低合金结构钢
B. 普通碳素结构钢和低合金结构钢
C. 优质碳素结构钢和中合金结构钢
D. 普通碳素结构钢和中合金结构钢
【答案】B
【解析】建筑上常用的钢材主要为普通碳素结构钢和低合金结构钢。优质碳素结构钢主要用于制造对性能要求较高的机械零件,中合金结构钢在建筑工程中应用较少,故选B。
3. 下列关于Q235-AF钢材的说法错误的是( )
A. 屈服强度为235MPa
B. 质量等级为A级
C. 是镇静钢
D. 是碳素结构钢
【答案】C
【解析】Q235-AF中的“F”表示沸腾钢,不是镇静钢。
4. 目前国内建筑工程所用钢材主要是( )
A. 碳素结构钢及低合金高强度结构钢
B. 高合金钢
C. 不锈钢
D. 耐热钢
【答案】A
【解析】书中提到目前国内建筑工程所用钢材主要是碳素结构钢和低合金高强度结构钢。
5. 钢材按脱氧程度分为沸腾钢、镇静钢和( )
A. 高合金钢
B. 特殊镇静钢
C. 低合金钢
D. 半镇静钢
【答案】D
【解析】钢材按脱氧程度分为沸腾钢、镇静钢和半镇静钢。
6. 钢材的分类方法中,按化学成分进行分类的是( )
A. 按品质分类
B. 按用途分类
C. 按成形方法分类
D. 按化学成分分类
【答案】D
【解析】钢材的分类方法中,按化学成分分类是其中的一种。这种分类方法主要基于钢材中合金元素的种类和含量来划分。
7. 钢和铁以含碳量质量分数为界,小于此值为钢,大于此值为铁。( )
A. 0.25%
B. 0.8%
C. 1.0%
D. 2.06%
【答案】D
【解析】钢和铁的分界含碳量为2.06%,小于为钢,大于为铁,故答案为D。
8. 关于Q235-AF,下列解释错误的是( )
A. 是一种低合金高强度结构钢
B. 此钢材的屈服强度为235MPa
C. 这是一种沸腾钢
D. 这种钢材的质量等级为A级
【答案】A
【解析】Q235-AF属于碳素结构钢,其中“Q”表示屈服强度,“235”表示屈服强度为235MPa,“A”表示质量等级为A级,“F”表示沸腾钢。因此,A项“是一种低合金高强度结构钢”解释错误,故选A。
9. 施工单位对一批建筑钢材进行冷弯试验,试样按规定弯曲后,弯曲处出现裂纹。该现象主要说明钢材的( )不符合要求。
A. 抗拉强度较低
B. 屈服强度较低
C. 冷弯性能较差
D. 焊接性能较差
【答案】C
【解析】冷弯试验用于检验钢材在常温弯曲变形时的塑性和承受弯曲变形的能力。试样弯曲处出现裂纹,表明钢材冷弯性能较差。
10. 钢材按化学成分可分为( )
A. 结构钢、工具钢、特殊钢
B. 沸腾钢、镇静钢、特殊镇静钢
C. 普通钢、优质钢、高级优质钢
D. 碳素钢、合金钢
【答案】D
【解析】钢材按化学成分可分为碳素钢和合金钢,故选D。沸腾钢、镇静钢和特殊镇静钢是按脱氧程度划分;普通钢、优质钢和高级优质钢是按质量划分;结构钢、工具钢和特殊钢是按用途划分。
11. 钢材按______划分为沸腾钢 、半镇静钢及镇静钢( )
A. 化学成分
B. 冶炼炉型
C. 用途
D. 脱氧程度
【答案】D
【解析】钢材按脱氧程度可分为沸腾钢、半镇静钢和镇静钢。脱氧程度反映炼钢时脱氧的充分程度,故选D。
12. 下列哪种钢材常用于制造机械零件?( )
A. 软钢
B. 合金钢
C. 复合钢
D. 哑铃钢
【答案】B
【解析】合金钢通常用于制造机械零件。
13. 钢的碳含量( )
A. <2.06%
B. >3.0%
C. >2.06%
D. 以上都不对
【答案】A
【解析】钢的碳含量<2.06%。
14. 从焊接性能角度考虑,______的焊接性能相对较好。( )
A. 耐热钢
B. 高合金钢
C. 碳素结构钢
D. 耐磨钢
【答案】C
【解析】碳素结构钢的含碳量较低,化学成分相对简单,杂质较少,焊接时不易产生裂纹等焊接缺陷,焊接性能通常优于高合金钢以及部分耐热钢、耐磨钢,因此选C。
15. 建筑钢材中,随着钢材含碳量增加,其性能通常表现为( )
A. 强度降低和塑性提高
B. 强度提高和塑性降低
C. 韧性提高和硬度降低
D. 焊接性提高和硬度降低
【答案】B
【解析】钢材含碳量增加时,强度和硬度通常提高,而塑性、韧性及焊接性能会相应降低。
16. 钢结构构件长期处于潮湿且通风条件较好的环境中,其表面易发生锈蚀的主要原因是( )。
A. 钢材与水、氧气接触
B. 钢材受阳光照射
C. 钢材温度升高
D. 钢材荷载变化
【答案】A
【解析】钢材锈蚀属于腐蚀现象,水分和氧气是促使钢材发生锈蚀的主要条件。潮湿并有空气流通的环境会加快钢材表面的腐蚀。
17. 在建筑钢材中,主要用于承受拉力和压力的结构件,并广泛应用于桥梁、建筑框架等工程的是哪种钢材?( )
A. 碳素结构钢
B. 不锈钢
C. 耐热钢
D. 钢筋混凝土用钢
【答案】A
【解析】碳素结构钢具有较好的强度、塑性和加工性能,主要用于制造承受拉力、压力等荷载的建筑结构构件,广泛应用于桥梁、建筑框架等工程,因此选A。钢筋混凝土用钢主要用作混凝土构件中的受力钢筋。
18. 按化学成分分类,以下属于非合金钢(碳素钢)的是( )
A. Q235 钢
B. 20MnSi 钢
C. 40Cr 钢
D. 16Mn 钢
【答案】A
【解析】碳素钢是含碳量一般在 2% 以下的铁碳合金,Q235 钢属于碳素结构钢,是碳素钢的一种,A 选项正确。20MnSi 钢、16Mn 钢属于低合金钢,B、D 选项错误;40Cr 钢属于合金钢,C 选项错误。
19. 以下哪种钢材在高温环境下能保持较好的强度和稳定性,常用于高温工业建筑结构( )
A. 低合金高强度结构钢
B. 不锈钢
C. 耐热钢
D. 碳素结构钢
【答案】C
【解析】耐热钢在高温环境下具有较好的抗氧化、抗蠕变能力,并能保持一定的强度和稳定性,适用于高温工业建筑结构,因此选C。不锈钢主要具有耐腐蚀性能;低合金高强度结构钢主要用于一般环境下强度要求较高的结构;碳素结构钢的高温性能不如耐热钢。
20. 下列钢材中,属于特殊性能钢的是( )
A. 碳素结构钢
B. 不锈钢
C. 低合金结构钢
D. 工具钢
【答案】B
【解析】特殊性能钢包括不锈钢、耐热钢等;碳素结构钢、低合金结构钢属结构钢,工具钢按用途分类,故答案为B。
二、简答题(本大题共4小题,每题5分,共20分)
21. 钢材Q235-B
【答案】屈服强度等级为235 MPa、质量等级为B级的碳素结构钢。
【解析】Q235-B为碳素结构钢牌号。其中,Q表示屈服强度;235表示屈服强度等级为235 MPa;B表示钢材的质量等级为B级。B不是脱氧方法代号,因此不能解释为“B级镇静钢”。
22. 简述建筑钢材用于承重结构时应具备的主要技术性能,至少写出4项。
【答案】(1)具有足够的强度,以承受结构构件的设计荷载。
(2)具有良好的塑性,使构件在破坏前能够产生一定变形并显示预兆。
(3)具有较好的韧性,以抵抗冲击荷载和低温条件下的脆性破坏。
(4)具有良好的焊接性能,便于构件连接和现场施工。
(5)具有一定的耐久性,并应根据环境条件采取防腐措施。
【解析】建筑钢材作为承重构件材料,除应满足强度要求外,还应兼顾塑性、韧性、焊接性能和耐久性。塑性与韧性有利于避免构件突然脆断,焊接性能和耐久性关系到结构施工质量及使用寿命。
23. 简述热轧钢筋。
【答案】热轧钢筋是将钢坯加热到再结晶温度以上,经轧辊轧制而成的钢筋,主要有热轧光圆钢筋和热轧带肋钢筋两类。
【解析】热轧是指钢材在再结晶温度以上进行轧制的加工方法。热轧钢筋以钢坯为原料,经加热后通过轧辊轧制成型。按表面形状和性能特点,建筑工程中常用的热轧钢筋主要分为热轧光圆钢筋和热轧带肋钢筋。
24. 钢有哪些分类方法?各分几种?
【答案】钢常按化学成分和用途分类:(1)按化学成分分为碳素钢和合金钢;碳素钢按含碳量可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢,合金钢按合金元素总含量可分为低合金钢、中合金钢和高合金钢。(2)按用途分为结构钢、工具钢和特殊性能钢。
【解析】按化学成分分类时,钢可分为碳素钢和合金钢。碳素钢主要按含碳量分为低碳钢、中碳钢和高碳钢;合金钢主要按合金元素总含量分为低合金钢、中合金钢和高合金钢。按用途分类时,钢可分为结构钢、工具钢和特殊性能钢。普通碳素钢、优质碳素钢属于按质量分类的名称,不宜作为按化学成分分类的下级类别。
三、计算题(本大题共2小题,每题5分,共10分)
25. 某建筑钢材进行拉伸试验,试样原始直径为10 mm,原始标距为50 mm。试验测得屈服荷载为31.4 kN,最大荷载为45.2 kN,断后标距为62.5 mm。(1)计算该钢材的屈服强度和抗拉强度。(2)计算该钢材的断后伸长率。(3)若工程要求钢材断后伸长率不低于20%,判断该钢材的塑性是否满足要求。
【答案】(1)原始截面积 。屈服强度 ;抗拉强度 。(2)断后伸长率 。(3)该钢材断后伸长率为25%,大于20%,塑性满足要求。
【解析】(1)原始截面积为 。将屈服荷载和最大荷载由kN换算为N:,。屈服强度为 ;抗拉强度为 。(2)断后伸长率为 。(3),因此该钢材的断后伸长率满足要求,塑性满足要求。
26. 某直径为16 mm、长度为2.00 m的建筑圆钢,经冷拉加工后直径变为14 mm。冷拉过程中钢材体积近似保持不变。经自然时效后,测得其屈服强度由冷拉前的335 MPa提高到390 MPa。(1)计算冷拉后圆钢的长度。(2)计算该圆钢冷拉后的截面收缩率。(3)计算自然时效后屈服强度的提高率,并说明冷加工和时效对钢材应用的主要影响。
【答案】(1)由体积不变可得 ,则 。(2)截面收缩率
。(3)屈服强度提高率 。冷加工和时效可提高钢材强度,但会降低塑性和韧性,冷拉钢材不宜用于需反复弯折或承受冲击荷载的部位。
【解析】(1)冷拉前后钢材体积近似不变,即 。圆钢截面积与直径平方成正比,因此
。(2)截面收缩率为
。(3)自然时效后屈服强度提高率为 。冷加工和自然时效均可使钢材强化、提高强度,但会降低塑性和韧性,因此冷拉钢材不宜用于需要反复弯折或承受冲击荷载的部位。
四、综合应用题(本大题共4小题,共30分)
27.(5分)某钢结构加工厂对一批用于厂房钢梁连接板的钢材进行拉伸试验。圆形试样原始直径为10 mm,原始标距为50 mm,测得屈服荷载为19.0 kN,最大荷载为31.4 kN,断后标距为63.0 mm。该工程要求钢材屈服强度不低于235 MPa、抗拉强度为370~500 MPa、断后伸长率不低于21%。(1)计算该钢材的屈服强度、抗拉强度和断后伸长率。(2)根据计算结果,判断该钢材的力学性能是否满足工程要求。(3)同批钢材冷弯后试样表面未出现裂纹,说明该试验主要反映钢材的哪项工艺性能,并说明其工程意义。
【答案】(1)试样原始截面积为 。屈服强度为 。抗拉强度为 。断后伸长率为 。(2)该钢材屈服强度、抗拉强度和断后伸长率均满足工程要求,力学性能合格。(3)该试验主要反映钢材的冷弯性能。冷弯后无裂纹,说明钢材具有较好的塑性变形能力,可减少构件冷加工成形时开裂的风险。
【解析】(1)原始截面积为 。屈服荷载为 ,最大荷载为 。屈服强度为 ;抗拉强度为 ;断后伸长率为 。(2),处于范围内,且,因此该钢材的力学性能满足工程要求。(3)冷弯后试样表面未出现裂纹,主要反映钢材的冷弯性能。该性能反映钢材在常温弯曲时承受塑性变形而不开裂的能力;冷弯后无裂纹说明其塑性较好,可降低构件冷加工成形时开裂的风险。
28.(5分)某钢结构加工厂进场一批标称直径为12 mm的建筑用钢材,需进行拉伸性能复验。试样原始标距为60 mm,屈服时荷载为28.0 kN,最大荷载为47.5 kN,断后标距为76.2 mm。项目技术要求为:屈服强度不低于235 MPa,抗拉强度为370~500 MPa,断后伸长率不低于26%。已知试样原始横截面积公式为 。(1)计算该试样的原始横截面积、屈服强度、抗拉强度和断后伸长率。(2)根据计算结果,判断该批钢材的力学性能是否满足项目技术要求。(3)施工人员拟采用冷弯方式对部分钢材进行矫直,并在露天堆放一段时间后用于主要受力构件。分析冷加工和时效可能对钢材性能造成的影响,并提出处理建议。
【答案】(1)原始横截面积:。屈服强度:。抗拉强度:。断后伸长率:。(2)屈服强度247.70 MPa大于235 MPa,抗拉强度420.20 MPa处于370~500 MPa范围内,断后伸长率27%大于26%,该批钢材满足项目技术要求。(3)冷加工会使钢材的强度和硬度提高,但塑性、韧性降低;经一段时间时效后,钢材强度可能继续提高,而塑性和冲击韧性进一步下降。主要受力构件应避免过度冷弯矫直,矫直后应复验力学性能;性能不符合要求的钢材不得用于主要受力构件。
【解析】A=113.04 mm2,fy=28000/A=247.70 MPa,fu=47500/A=420.20 MPa,δ=(76.2-60)/60=27%。三项均满足要求。冷弯与时效会提高强度、降低塑韧性;主要受力构件应避免过度矫直并复验。
29.(10分)某建筑钢构件加工企业购入12.0 t钢材,质量检验证明其碳含量为0.18%,锰含量为0.70%,硫含量为0.040%,磷含量为0.030%。合同规定钢材硫含量不得超过0.045%。(1)计算该批钢材中硫元素的实际质量、允许最大质量及其余量。(2)按含碳量分类,判断该钢材属于哪类碳素钢。(3)结合各化学成分,分析该钢材的焊接和冷加工性能,并提出材料验收时应重点控制的成分。
【答案】(1)硫元素实际质量为 。允许最大质量为 。硫含量余量为 。(2)该钢材含碳量为0.18%,属于低碳钢。(3)较低的碳含量有利于保持较好的塑性、冷加工性能和焊接性能;适量锰可提高钢材强度。硫、磷含量过高会降低钢材塑性和韧性,并影响焊接质量,验收时应重点控制硫、磷含量。
【解析】(1)硫元素实际质量为 。合同允许最大硫质量为 。硫含量余量为 ,说明硫含量符合合同要求。(2)钢材含碳量为0.18%,属于低碳钢。(3)较低的碳含量有利于保持较好的塑性、冷加工性能和焊接性能;适量锰可提高钢材强度。硫含量过高易导致热脆,磷含量过高易增加冷脆倾向,二者均会降低钢材塑性和韧性,并不利于焊接质量,因此材料验收时应重点控制硫、磷含量。
30.(10分)某预制构件厂需将直径16 mm的圆钢进行冷拔加工,冷拔后钢筋直径为14 mm。试验表明,冷拔后钢筋的屈服强度由335 MPa提高至365 MPa,断后伸长率由20%降低至14%。该批钢筋在存放一段时间后出现强度继续提高、塑性进一步降低的现象。(1)计算该钢筋冷拔前后的截面积及截面收缩率。(2)计算冷拔后经时效作用屈服强度的提高率,并说明冷加工和时效对钢材性能的共同影响。(3)若该钢筋需用于现场反复弯折或焊接的抗震受力构件,分析其适用性并提出改进措施。
【答案】(1)冷拔前截面积为 。冷拔后截面积为 。截面收缩率为
。(2)题干未给出时效后的屈服强度数值,无法计算冷拔后经时效作用的屈服强度提高率。若时效后屈服强度为 ,则其相对冷拔后屈服强度的提高率为 。已知数据只能计算冷拔后相对冷拔前的屈服强度提高率:。冷加工和时效均会使钢材强度、硬度提高,但塑性和韧性降低。(3)该钢筋不宜直接用于需现场反复弯折或焊接的抗震受力构件。应优先选用塑性、韧性和焊接性能较好的热轧钢筋;确需使用时,应按规定进行弯曲和焊接工艺试验。
【解析】A0=200.96 mm2,A1=153.86 mm2,截面收缩率为23.44%。时效后屈服强度数值未给,无法计算其提高率;冷拔提高率为8.96%。冷加工、时效均增强硬化并降低塑韧性,不宜直接用于反复弯折或焊接受力构件。
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山东省(春季高考)建筑类《建筑材料》45分钟专题训练卷专辑,共172份试卷。试卷命题与高考紧密相关,精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固建筑类理论知识,熟悉高考题型和命题规律,提高解题能力和应试技巧,为高考取得优异成绩打下坚实的基础,本训练卷适用于即将参加建筑类高考的学生。
与本专辑配套的还有山东省春季高考考试《建筑识图与构造》《土木工程力学基础》《建筑施工组织与管理》《建筑施工技术与机械》《建筑结构》45分钟专题训练卷专辑,欢迎同学和老师们下载使用。
山东省(春季高考)建筑类 《建筑材料》
项目七:建筑钢材
任务一:建筑钢材
时间:45分钟 总分:100分
班级____ 姓名____ 学号____ 成绩____
一、单项选择题(本大题共20小题,每题2分,共40分)
1. 建筑钢结构设计中,钢材发生明显塑性变形时所对应的应力指标是( )。
A. 抗拉强度
B. 屈服强度
C. 冲击韧性
D. 伸长率
2. 建筑上常用的钢材是( )
A. 优质碳素结构钢和低合金结构钢
B. 普通碳素结构钢和低合金结构钢
C. 优质碳素结构钢和中合金结构钢
D. 普通碳素结构钢和中合金结构钢
3. 下列关于Q235-AF钢材的说法错误的是( )
A. 屈服强度为235MPa
B. 质量等级为A级
C. 是镇静钢
D. 是碳素结构钢
4. 目前国内建筑工程所用钢材主要是( )
A. 碳素结构钢及低合金高强度结构钢
B. 高合金钢
C. 不锈钢
D. 耐热钢
5. 钢材按脱氧程度分为沸腾钢、镇静钢和( )
A. 高合金钢
B. 特殊镇静钢
C. 低合金钢
D. 半镇静钢
6. 钢材的分类方法中,按化学成分进行分类的是( )
A. 按品质分类
B. 按用途分类
C. 按成形方法分类
D. 按化学成分分类
7. 钢和铁以含碳量质量分数为界,小于此值为钢,大于此值为铁。( )
A. 0.25%
B. 0.8%
C. 1.0%
D. 2.06%
8. 关于Q235-AF,下列解释错误的是( )
A. 是一种低合金高强度结构钢
B. 此钢材的屈服强度为235MPa
C. 这是一种沸腾钢
D. 这种钢材的质量等级为A级
9. 施工单位对一批建筑钢材进行冷弯试验,试样按规定弯曲后,弯曲处出现裂纹。该现象主要说明钢材的( )不符合要求。
A. 抗拉强度较低
B. 屈服强度较低
C. 冷弯性能较差
D. 焊接性能较差
10. 钢材按化学成分可分为( )
A. 结构钢、工具钢、特殊钢
B. 沸腾钢、镇静钢、特殊镇静钢
C. 普通钢、优质钢、高级优质钢
D. 碳素钢、合金钢
11. 钢材按______划分为沸腾钢 、半镇静钢及镇静钢( )
A. 化学成分
B. 冶炼炉型
C. 用途
D. 脱氧程度
12. 下列哪种钢材常用于制造机械零件?( )
A. 软钢
B. 合金钢
C. 复合钢
D. 哑铃钢
13. 钢的碳含量( )
A. <2.06%
B. >3.0%
C. >2.06%
D. 以上都不对
14. 从焊接性能角度考虑,______的焊接性能相对较好。( )
A. 耐热钢
B. 高合金钢
C. 碳素结构钢
D. 耐磨钢
15. 建筑钢材中,随着钢材含碳量增加,其性能通常表现为( )
A. 强度降低和塑性提高
B. 强度提高和塑性降低
C. 韧性提高和硬度降低
D. 焊接性提高和硬度降低
16. 钢结构构件长期处于潮湿且通风条件较好的环境中,其表面易发生锈蚀的主要原因是( )。
A. 钢材与水、氧气接触
B. 钢材受阳光照射
C. 钢材温度升高
D. 钢材荷载变化
17. 在建筑钢材中,主要用于承受拉力和压力的结构件,并广泛应用于桥梁、建筑框架等工程的是哪种钢材?( )
A. 碳素结构钢
B. 不锈钢
C. 耐热钢
D. 钢筋混凝土用钢
18. 按化学成分分类,以下属于非合金钢(碳素钢)的是( )
A. Q235 钢
B. 20MnSi 钢
C. 40Cr 钢
D. 16Mn 钢
19. 以下哪种钢材在高温环境下能保持较好的强度和稳定性,常用于高温工业建筑结构( )
A. 低合金高强度结构钢
B. 不锈钢
C. 耐热钢
D. 碳素结构钢
20. 下列钢材中,属于特殊性能钢的是( )
A. 碳素结构钢
B. 不锈钢
C. 低合金结构钢
D. 工具钢
二、简答题(本大题共4小题,每题5分,共20分)
21. 钢材Q235-B
22. 简述建筑钢材用于承重结构时应具备的主要技术性能,至少写出4项。
23. 简述热轧钢筋。
24. 钢有哪些分类方法?各分几种?
三、计算题(本大题共2小题,每题5分,共10分)
25. 某建筑钢材进行拉伸试验,试样原始直径为10 mm,原始标距为50 mm。试验测得屈服荷载为31.4 kN,最大荷载为45.2 kN,断后标距为62.5 mm。(1)计算该钢材的屈服强度和抗拉强度。(2)计算该钢材的断后伸长率。(3)若工程要求钢材断后伸长率不低于20%,判断该钢材的塑性是否满足要求。
26. 某直径为16 mm、长度为2.00 m的建筑圆钢,经冷拉加工后直径变为14 mm。冷拉过程中钢材体积近似保持不变。经自然时效后,测得其屈服强度由冷拉前的335 MPa提高到390 MPa。(1)计算冷拉后圆钢的长度。(2)计算该圆钢冷拉后的截面收缩率。(3)计算自然时效后屈服强度的提高率,并说明冷加工和时效对钢材应用的主要影响。
四、综合应用题(本大题共4小题,共30分)
27.(5分)某钢结构加工厂对一批用于厂房钢梁连接板的钢材进行拉伸试验。圆形试样原始直径为10 mm,原始标距为50 mm,测得屈服荷载为19.0 kN,最大荷载为31.4 kN,断后标距为63.0 mm。该工程要求钢材屈服强度不低于235 MPa、抗拉强度为370~500 MPa、断后伸长率不低于21%。(1)计算该钢材的屈服强度、抗拉强度和断后伸长率。(2)根据计算结果,判断该钢材的力学性能是否满足工程要求。(3)同批钢材冷弯后试样表面未出现裂纹,说明该试验主要反映钢材的哪项工艺性能,并说明其工程意义。
28.(5分)某钢结构加工厂进场一批标称直径为12 mm的建筑用钢材,需进行拉伸性能复验。试样原始标距为60 mm,屈服时荷载为28.0 kN,最大荷载为47.5 kN,断后标距为76.2 mm。项目技术要求为:屈服强度不低于235 MPa,抗拉强度为370~500 MPa,断后伸长率不低于26%。已知试样原始横截面积公式为 。(1)计算该试样的原始横截面积、屈服强度、抗拉强度和断后伸长率。(2)根据计算结果,判断该批钢材的力学性能是否满足项目技术要求。(3)施工人员拟采用冷弯方式对部分钢材进行矫直,并在露天堆放一段时间后用于主要受力构件。分析冷加工和时效可能对钢材性能造成的影响,并提出处理建议。
29.(10分)某建筑钢构件加工企业购入12.0 t钢材,质量检验证明其碳含量为0.18%,锰含量为0.70%,硫含量为0.040%,磷含量为0.030%。合同规定钢材硫含量不得超过0.045%。(1)计算该批钢材中硫元素的实际质量、允许最大质量及其余量。(2)按含碳量分类,判断该钢材属于哪类碳素钢。(3)结合各化学成分,分析该钢材的焊接和冷加工性能,并提出材料验收时应重点控制的成分。
30.(10分)某预制构件厂需将直径16 mm的圆钢进行冷拔加工,冷拔后钢筋直径为14 mm。试验表明,冷拔后钢筋的屈服强度由335 MPa提高至365 MPa,断后伸长率由20%降低至14%。该批钢筋在存放一段时间后出现强度继续提高、塑性进一步降低的现象。(1)计算该钢筋冷拔前后的截面积及截面收缩率。(2)计算冷拔后经时效作用屈服强度的提高率,并说明冷加工和时效对钢材性能的共同影响。(3)若该钢筋需用于现场反复弯折或焊接的抗震受力构件,分析其适用性并提出改进措施。
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