《土木工程材料》学习指导书答案 宿迁学院建筑工程系
金属材料
思考题与习题：
一、填充
1、钢材按化学成分分为碳素钢、合金钢 ；按脱氧程度分为沸腾钢、半镇静钢、镇静钢 、特殊镇静钢。 2、钢材的塑性通常用拉伸试验时的 伸长率 或 断面收缩率 表示。 3、δ5表示 标距长度为5倍钢筋直径的伸长率 ，δδ
100
10
表示 标距长度为10倍钢筋直径的伸长率 ，
表示 标距长度为100mm的伸长率 。
4、钢材试件的标距长度是16cm，受力面积是200mm2,达到屈服点时的拉力是45kN，拉断时的拉力是75kN，拉断后的标距长度是18.9cm，则钢材的屈服强度是 225MPa ，极限抗拉强度是 375MPa ，伸长率是 18.1% 。
5、?0.2表示： 钢筋残余应变为0.2%时所对应的应力值 。
6、在我国北方地区选用钢材时，必须对钢材的冲击韧性性能进行检验，确保选用的钢材的脆性临界温度比环境温度低。
7、钢材中主要的有害杂质元素有 P 、 S 、 N 、 O 、 H 。 8、钢材的冷加工方法主要有 冷拉 、 冷轧 、 冷拔 、 冷扭 、 冷冲 。 9、钢材牌号Q235-A-b，Q235表示 屈服强度不低于235MPa ，A表示 质量等级为A级 ，b表示 半镇静钢 。
10、钢材牌号40Si2Mn，40表示 含碳量0.4% ，Si2表示 Si含量在1.5-2.5%之间 ，Mn表示 Mn含量在1.5%以下。
11、钢材牌号HRB400，HRB表示 热轧带肋钢筋 ，400表示 屈服强度≥400Mpa ；
CRB800中CRB表示 冷轧带肋钢筋 ，800表示 抗拉强度≥800Mpa 。 12、普通碳素钢的牌号越大，含碳量 增加 ，强度 提高 ，塑性 下降 ，韧性 下降 ，可焊性 降低 。
13、型钢I20a中，I表示 工字钢 ，20表示 型钢高度为20cm ，a表示 型号为a型（腹板厚度为a类） 。
14、型钢L45×60×8表示 不等肢角钢，肢长分别为45、60mm，肢厚8mm 。 15、钢材的腐蚀分为 化学腐蚀 、 电化学腐蚀 两种。
二、是非判断题（对的打∨，错的打×）
题号 答案 1 × 2 × 3 × 4 √ 5 √ 6 √ 7 × 8 × 9 × 10 ×
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1、 材料的屈强比越大，反应结构的安全性高，但钢材的有效利用率低 。 （ ） 2、所有钢材都会出现屈服现象。 （ ） 3、抗拉强度是钢材开始丧失对变形的抵抗能力时所承受的最大拉应力。 （ ） 4、钢材的伸长率表明钢材的塑性变形能力，伸长率越大，钢材的塑性越好。 （ ） 5、与伸长率一样，冷弯性能也可以表明钢材的塑性大小。 （ ） 6、钢材冲击韧性越大，表示钢材抵抗冲击荷载的能力越好。 （ ） 7、锰对钢的性能产生一系列不良的影响，是一种有害元素。 （ ） 8、钢材中的磷使钢材的热脆性增加，钢材中的硫使钢材的冷脆性增加， （ ） 9、钢材冷拉是指在常温下将钢材拉断，以伸长率作为性能指标。 （ ） 10、钢材的腐蚀主要是化学腐蚀，其结果是钢材表面生成氧化铁等而失去金属光泽。 （ ）
三、选择题 （单选） 题号 答案 1 ④ 2 ② 3 ① 4 ② 5 ① 6 ④ 7 ② 8 ① 9 ① 10 ② 11 ③ 12 ② 13 ③ 1、钢和铁是以含碳量（ ）为界，小于该数值的是钢，大于该数值的是铁。 ①、0.25 ②、0.60 ③、0.80 ④、2.0 2、下列钢质量的排列次序正确的是（ ）
①、沸腾钢＞镇静钢＞半镇静钢 ②、镇静钢＞半镇静钢＞沸腾钢 ③、半镇静钢＞沸腾钢＞镇静钢 3、钢结构设计时，碳素结构钢以（ ）强度作为设计计算取值的依据。 ①、ζs ②、ζb ③、ζ0.2 ④、ζp 4、甲钢伸长率为δ5，乙钢伸长率为δ
10
，试验条件相同。若二者数值相等，则（ ）
①、甲钢的塑性比乙钢好 ②、乙钢的塑性比甲钢好 ③、二者塑性一样 ④、不能确定 5、对承受冲击及振动荷载的结构不允许使用（ ）。 ①、冷拉钢筋 ②、热轧钢筋 ③、热处理钢筋
6、在建筑工程中大量应用的钢材，其力学性质主要取决于（ ）的含量多少。 ①、锰 ②、磷 ③、氧 ④、碳 7、钢材随着含碳量的增加( )。
①、强度、硬度、塑性都提高 ②、强度提高，塑性降低 ③、强度降低，塑性提高 ④、强度、塑性都降低 8、钢结构设计时，对直接承受动力荷载的结构应选用（ ） ①、镇静钢 ②、半镇静钢 ③、沸腾钢
9、从便于加工、塑性和焊接性能的角度出发应选择（ ）钢筋 ①、HPB235 ②、HRB335 ③、HRB400 10、热轧钢筋的级别高，则其（ ）
①、屈服强度、抗拉强度高且塑性好 ②、屈服强度、抗拉强度高且塑性差 ③、屈服强度、抗拉强度低且塑性好 ④、屈服强度、抗拉强度低且塑性差
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11、预应力混凝土配筋用钢绞线是由（ ）根圆形截面钢丝绞捻而成的。 ①、5 ②、6 ③、7 ④、8
12、钢筋表面锈蚀的原因，以下何者是主要的？（ ）
①、钢铁本身杂质多 ②、电化学作用 ③、外部电解作用 ④、经冷加工存在内应力 13、下列关于铝的性能，（ ）不正确。
①、密度仅为钢的1/3 ②、延伸性好 ③、强度高 ④、在大气中有良好的抗蚀能力
四、名词解释
1、 强度：在外力作用下，材料抵抗变形和断裂的能力。 2、 屈强比：钢材的屈服强度与抗拉强度之比。
3、 钢材的冷加工：在常温下对钢材进行机械加工，使其产生塑性变形，从而提高屈服强度的过程。 4、 伸长率：钢筋拉断后原标距的塑性变形与原标距的比值，反映钢筋的塑性大小或变形能力。 5、 抗拉强度：钢筋拉断时的应力最高点。 五、简述
1、钢材的特点及其应用。
答：优点：强度高，塑性和韧性好，能承受冲击和震动荷载，易于加工和装配；
缺点：易腐蚀，耐火性差。
应用：广泛应用于建筑钢结构、钢筋混凝土结构等。
2、碳元素对钢材性能的影响。
答：碳是决定钢材性能的主要元素，随着含碳量的增加，钢材的强度和硬度增加，塑性和韧性下降，
可焊性和耐腐蚀性降低，冷脆性和时效倾向增大。当含碳量超过1％时，钢材的强度反而降低。
3、钢材的冷加工和时效对钢材性能的影响。
答：冷加工：屈服点明显提高，塑性、韧性、弹性模量明显降低。冷加工变形越大，强化越明显。
时效：经冷加工后的钢材，屈服强度和极限强度随着时间而提高，塑性和冲击韧性逐步降低，弹性模量逐步恢复。
4、简述钢材拉伸试验过程中经历的几个阶段，应力和变形特点，画出应力应变曲线。 答：弹性阶段：应力和应变成直线关系，去除荷载后无残余变形。最大应力值称为弹性极限。
屈服阶段：当应力增加到某一值时，变形急剧增加，曲线出现一个波动的小平台。下屈服点的应
力称为屈服极限。
强化阶段：钢材超过屈服点后，内部晶粒重新排列，抵抗变形的能力进一步提高，应力和应变继
续提高。应力的最大值称为强度极限。
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颈缩阶段：应力超过强度极限后，钢材抵抗变形的能力明显下降，在最薄弱处发生较大的塑性变
形，此处截面迅速缩小，出现径缩现象，直至试件断裂。
5、 各种钢筋混凝土用钢筋的适用范围。
答：①热轧钢筋中的HPB235级钢筋可用于小型钢筋混凝土中的受力钢筋，其他钢筋混凝土结构的分
布钢筋、箍筋。HRB335、HRB400级钢筋主要用于大、中型钢筋混凝土结构中的受力钢筋。 ②冷轧带肋钢筋中的CRB550级钢筋宜用作普通钢筋混凝土结构中的受力钢筋、架立钢筋、箍筋。CRB650级和CRB800级钢筋可用于中小型预应力钢筋混凝土结构中的受力钢筋。 ③预应力结构中的受力钢筋宜采用预应力混凝土用钢筋、钢丝、钢绞线。
6、 与碳素结构钢相比，低合金高强度结构钢有何优点？建筑上常用哪些牌号？
答：低合金高强度结构钢具有强度高，塑性和低温冲击韧性好、耐腐蚀，可焊性好等特点。广泛使用
于钢结构、钢筋混凝土结构中，特别是大型结构、重型结构、答跨度结构、高层建筑、桥梁工程、承受动力荷载和冲击荷载的结构。常用牌号Q345，Q390。
7、 钢材不耐火的原因以及防火方法。
答：钢材在温度超过300℃以后，强度、弹性模量显著下降，达到600℃时已失去承载能力。 钢材防火措施：在钢材表面涂刷防火涂料、在钢材表面增加防火板材、将钢结构用混凝土或砂浆
包裹起来。
8、 钢材防腐措施。
答：①、采用耐候钢；②、金属覆盖；③、非金属覆盖；④、混凝土用钢筋中限制原料中氯的含量，
增加钢筋保护层厚度，对钢筋采用环氧树脂涂覆或镀锌。
9、某寒冷地区的某一钢结构厂房，于某日突然发生倒塌，当时气温为负22度，事后经调查认为与钢材性质有很大关系。试从钢材性质方面分析事故发生的可能原因。
答：环境温度对钢材的冲击韧性影响很大。当结构的使用温度低于脆性临界温度时，冲击韧性下降很
多，冷脆性不好，导致结构断裂。
三、计算
直径为12mm的热轧钢筋，截取两根试样，测得的屈服荷载为42.4KN、41.1KN；断裂荷载为64.3KN、63.1KN。试件标距为60mm，断裂后的标距长度分别为71.3mm、71.8mm。试确定该钢筋的牌号。 解：屈服强度：?s1? 抗拉强度：?b1? 伸长率：δ
42400??12/4643002?375MPa、?s2??569MPa、?b2?41100??12/4631002?363MPa，则?s?363MPa ； ?558MPa，则?b?558MPa；
??12/42??12/4251＝（71.3-60）/60=18.8%、
δ
52＝（71.8-60）/60=19.7%， 则δ5＝18.8%。
该钢筋为HRB335级钢。
实习与实踐：参观施工现场，了解钢材的品种、规格以及在工程中的应用，钢材的现场加工方法。
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无机烧结材料
思考题与习题：
一、填充
1、烧结普通砖的尺寸为 240 mm× 115 mm× 53 mm，每立方米砌体用砖量为 512 块。 2、烧结普通砖按抗压强度分为 MU30 、 MU25 、 MU20 、 MU15 、 MU10 五个强度等级。 3、烧结多孔砖的主要用于 砌筑6层以下建筑物的承重墙或高层框架结构的填充墙 ，烧结空心砖主要用于 砌筑填充墙 。
4、泛霜的原因是 砖中的可溶性盐类随砖内水分蒸发而沉积于砖的表面 。 二、选择题 （不定项）
题号 答案 1 ③ 2 ①、③ 3 ④ 4 ② 5 ③ 1、红砖砌筑前，一定要浇水湿润，其目的是（ ）。 ①、把砖冲洗干净 ②、保证砌筑砂浆的稠度 ③、增加砂浆对砖的胶结力 ④、减小砌筑砂浆的用水量 2、普通粘土砖评定强度等级的依据是（ ）。
①、抗压强度的平均值 ②、抗折强度的平均值 ③、抗压强度的单块最小值 ④、抗折强度的单块最小值
3、粘土空心砖与普通砖相比所具备的特点，下列那条是错误的？（ ） ①、缩短焙烧时间、节约燃料 ②、减轻自重、改善隔热吸声性能
③、少耗粘土、节约耕地 ④、不能用来砌筑5层、6层建筑物的承重墙 4、砌筑有绝热要求的六层以下建筑物的承重墙应选用（ ）。
①、烧结粘土砖 ②、烧结多孔砖 ③、烧结空心砖 ④、烧结粉煤灰砖 5、砌筑有保温要求的非承重墙时宜选用（ ）。
①、烧结粘土砖 ②、烧结多孔砖 ③、烧结空心砖 ④、①+② 三、简述
1、烧结砖的泛霜和石灰爆裂对工程质量的影响。
答：泛霜：影响建筑物的外观，而且结晶体的体积膨胀会引起砖表层的酥松，破坏砖与砂浆间的粘结。
石灰爆裂：砖坯内夹杂的石灰石经焙烧生成生石灰，生石灰吸水熟化产生体积膨胀，导致砖表面的剥落、脱皮，严重时造成建筑结构的破坏。
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