浅析钢结构的材料VIP专享VIP免费

第1页共7页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共7页第二章钢结构的材料2.1概述2.1.1建筑结构用钢的基本要求（重点）钢材种类繁多，规格、用途也不相同，对建筑结构用钢来说，主要有三方面的要求：1．强度结构的承载力大，所需的截面小，结构的自重轻；2．塑性、韧性塑性好，不易发生脆性破坏；韧性好，利于承受动力荷载；3．加工性能可焊性、冷弯性能、耐久性以及耐腐性；据上要求,《钢结构设计规范》GB50017-2003推荐承重结构用钢宜采用：炭素结构钢中的Q235钢及低合金高强结构钢中的Q345、Q390和Q420钢四种钢材。2.1.2塑性破坏与脆性破坏a.塑性破坏破坏前构件产生较大的塑性变形,断裂后的断口呈纤维状,色泽发暗.破坏前塑性变形大且变形持续时间长，易发现补救。钢材塑性破坏前的较大塑性变形能力，可以实现构件和结构中的内力重分布，钢结构的塑性设计就是建立在这种足够的塑性变形能力上。b.脆性破坏（绝对避免）破坏前构件塑性变形很小,甚至没有塑性变形,断口平直并呈有光泽的晶粒状.破坏前没有任何征兆,突然发生,无法补救.在钢结构的设计、施工和使用过程中，要特别注意防止这种破坏的发生。2.2钢结构的机械性能2.2.1强度⑴一次单向均匀拉伸试验曲线第2页共7页第1页共7页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共7页图2.1低碳钢单向拉伸应力－应变曲线图2.2理想弹塑性材料应力－应变曲线由低碳钢的试验曲线（图2.1）看出，在比例极限以前钢材的工作是弹性的；比例极限以后，进入了弹塑性阶段；达到了屈服点后，出现了一段纯塑性变形，也称为塑性平台；此后强度又有所提高，出现所谓自强阶段，直至产生颈缩而破坏。破坏时的伸长率表示钢材的塑性性能。重要指标：①抗拉强度抗拉强度是钢材一项重要的强度指标，它反映钢材受拉时所能承受的极限应力。②屈服点屈服点是钢结构设计中应力允许达到的最大限值，因为当构件中的应力达到屈服点时，结构会因过度的塑性变形而不适于继续承载。⑵钢材强度标准值由图2.1可以看到，屈服点以前的应变很小，如把钢材的弹性工作阶段提高到屈服点，且不考虑自强阶段，则可把应力－应变曲线简化为图2.2所示的两条直线，称为理想弹塑性体的工作曲线。它表示钢材在屈服点以前应力与应变关系符合虎克定律，接近理想弹性体工作；屈服点以后塑性平台阶段又近似于理想的塑性体工作。这一简化，与实际误差不大，却大大方便了计算，成为钢结构弹性设计和塑性设计的理论基础。因此，钢结构设计时可以屈服点强度值作为承载能力极限状态强度计算的限值，即钢材强度标准值，据此确定强度设计值。⑶名义屈服点调质处理的低合金钢没有明显的屈服点和塑性平台。这类钢的屈服点是以卸载后试件中残余应变为0.2％所对应的应力人为定义的，称为名义（条件）屈服点或。2.2.2塑性①断面收缩率ψ试样拉断后，颈缩处横断面积的最大缩减量与原始横断面积的百分比，也是单调拉伸试验提供的一个塑性指标。ψ越大，塑性越好。Z向钢②伸长率伸长率是衡量钢材断裂前所具有的塑性变形能力的指标，以试件破坏后在标定长度内的残余应变表示。取圆试件直径的5倍或10倍为标定长度，其相应伸长率分别用或表示。第3页共7页第2页共7页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共7页2.2.3冷弯性能钢材的冷弯性能是衡量钢材在常温下弯曲加工产生塑性变形时对产生裂纹的抵抗能力的一项指标。冷弯性能取决于钢材的质量。.2.2.3韧性（冲击韧性）评定带有缺口的钢材在冲击荷载作用下抵抗脆性破坏能力的指标，以击断试件所消耗的冲击功大小来衡量钢材抵抗脆性破坏的能力。钢材的冲击韧性值随温度的降低而降低，但不同牌号和质量等级钢材的降低规律又有很大的不同。因此，在寒冷地区承受动力作用的重要承重结构，应根据其工作温度和所用钢材牌号，对钢材提出相当温度下的冲击韧性指标的要求，以防脆性破坏发生。2.3影响钢材机械性能的主要因素1．化学成份2．冶金及轧制3．钢材的硬化（冷作硬化与时效硬化）4．复杂应力与应力集中5．残余应力6．温度7.疲劳2.3.1化学成分的影响基本成份为Fe，炭钢中含量占...