鋼結(jié)構(gòu)_鋼結(jié)構(gòu)材料.ppt

《鋼結(jié)構(gòu)_鋼結(jié)構(gòu)材料.ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、第二章鋼結(jié)構(gòu)材料第一節(jié)鋼材在單向均勻受拉時(shí)的工作性能1、彈性階段（OA段）OA段符合虎克定律：σ=Eε2、屈服階段（AC段）3、強(qiáng)化階段（CD段）4、頸縮階段（DE段）討論：1)、因fp與fy的值很接近，實(shí)際工程中常以為fy鋼材單向均勻受拉時(shí)彈、塑性的分界。σ?fy時(shí)彈性階段；σ＞fy時(shí)塑性階段2)、fy為鋼材屈服點(diǎn)，設(shè)計(jì)中把它看作構(gòu)件應(yīng)力可達(dá)到的限值。fu為抗拉強(qiáng)度，設(shè)計(jì)中視為鋼材抗破斷能力的限值，也是鋼材機(jī)械性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。fy/fu稱為屈強(qiáng)比，表明設(shè)計(jì)強(qiáng)度的儲(chǔ)備能力。fy/fu越大，強(qiáng)度儲(chǔ)備越小。fy/fu越小，強(qiáng)度儲(chǔ)備越大。強(qiáng)度儲(chǔ)備越大，越安全，但fy/fu太小時(shí)，強(qiáng)

2、度利用率低，不經(jīng)濟(jì)。第二節(jié)鋼結(jié)構(gòu)對(duì)材料性能的要求1、強(qiáng)度：fy，fu是兩項(xiàng)重要的強(qiáng)度指標(biāo)。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)強(qiáng)度一般均依據(jù)fy確定。2、塑性：當(dāng)鋼材應(yīng)力超過屈服點(diǎn)后，能產(chǎn)生顯著的殘余變形（塑性變形）而不立即破壞的性質(zhì)。主要指標(biāo)：伸長(zhǎng)率δ：δ＝x100﹪斷面收縮率ψ：ψ＝x100﹪3、韌性：鋼材抵抗沖擊荷載的能力。它與塑性有關(guān)但又不完全相同，是強(qiáng)度與塑性的綜合表現(xiàn)。韌性指標(biāo)：4、可焊性：施工上的可焊性：指焊縫金屬產(chǎn)生裂紋的敏感性。使用性能上的可焊性：要求焊縫處的機(jī)械性能不低于母材的機(jī)械性能。5、冷彎性能鋼材的冷彎性能是衡量鋼材在常溫下彎曲加工產(chǎn)生塑性變形時(shí)對(duì)產(chǎn)生裂紋的抵抗能力的一項(xiàng)指標(biāo)。冷

3、彎試驗(yàn)是鑒定鋼材質(zhì)量的一種好方法，常作為靜力拉伸試驗(yàn)和沖擊試驗(yàn)的補(bǔ)充試驗(yàn)。綜上所述：fy，fu,δ被認(rèn)為是承重鋼結(jié)構(gòu)對(duì)鋼材要求所必需的三項(xiàng)基本機(jī)械性能指標(biāo)。機(jī)械性能的六項(xiàng)指標(biāo)：屈服點(diǎn)fy，抗拉強(qiáng)度fu，伸長(zhǎng)率δ，180°冷彎，常溫及負(fù)溫沖擊韌性。第三節(jié)影響鋼材力學(xué)性能的因素1、化學(xué)成分的影響；2、冶金和軋制過程的影響；3、時(shí)效的影響；4、冷作硬化的影響；5、溫度的影響；6、應(yīng)力集中和殘余應(yīng)力的影響；7、復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)的影響。1、化學(xué)成分的影響；有益元素：Mn、Si、V、Cu…有害元素：S、P、O、N…2、冶金和軋制過程的影響：1)、冶煉方法分類：平爐煉鋼法頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐側(cè)吹（空氣）轉(zhuǎn)

4、爐煉鋼2)、脫氧方法：沸騰鋼（F）鎮(zhèn)靜鋼（Z）半鎮(zhèn)靜鋼（b）3)、鋼材的軋制：在1200～1300℃高溫下，經(jīng)軋制細(xì)化了鋼的晶粒，焊合了小氣泡、裂紋等缺陷，使金屬組織更致密。軋制鋼材強(qiáng)度、塑性、韌性均較好，且薄板比厚板力學(xué)性能更好。3、時(shí)效影響：時(shí)效硬化指鋼材僅隨時(shí)間的增長(zhǎng)而轉(zhuǎn)脆。4、冷作硬化的影響：鋼結(jié)構(gòu)冷加工過程引起的硬化稱為冷作硬化。如剪、沖、折、鉆…導(dǎo)致強(qiáng)度提高，塑性韌性降低。5、溫度的影響：1).升溫情況：200～250℃時(shí)，fu提高但塑性、韌性有所降低，此時(shí)的破壞稱“藍(lán)脆”現(xiàn)象。250～350℃時(shí)，fy、fu、E顯著降低，δ增大，易產(chǎn)生“徐變”現(xiàn)象。400～600℃時(shí)

5、，fy、fu、E急劇下降，600℃時(shí)承載力幾乎完全喪失。2).降溫情況：設(shè)計(jì)時(shí)要防止脆性破壞，因而選材時(shí)應(yīng)使其轉(zhuǎn)變溫度下限T1低于結(jié)構(gòu)工作環(huán)境溫度。如：Q235鋼，計(jì)算溫度≥－15℃。6、應(yīng)力集中和殘余應(yīng)力的影響；7、復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)的影響：在復(fù)雜受力情況下，按材力能量強(qiáng)度理論推導(dǎo)可用折算應(yīng)力σzs來判斷其工作狀態(tài)：三向應(yīng)力：σzs＝當(dāng)σzs

6、普通碳素鋼（低碳C≤0.25﹪)合金鋼（低合金，合金元素<5﹪)1、碳素結(jié)構(gòu)鋼主要五種：Q195、Q215、Q235、Q255、Q275鋼號(hào)表示方法舉例：Q235－A·FQ235－B·bQ235－CQ235－DQ—屈服點(diǎn)，235—表示fy=235N/mm2A—無沖擊要求B—20℃沖擊功＝27JC—0℃沖擊功＝27JD—-20℃沖擊功＝27JF—沸騰，b—半鎮(zhèn)靜2、低合金鋼：16Mn—含碳量0.16%,合金元素為Mn15MnV—含碳量0.15%,合金元素為Mn、V3、專用結(jié)構(gòu)鋼：16Mnq15MnVq二、選用鋼材的原則：結(jié)構(gòu)重要性荷載特性連接方法工作溫度第五節(jié)鋼材的規(guī)格1、鋼板：厚

7、鋼板：厚4.5～60mm,寬600～3000mm薄鋼板：厚0.35～4mm,寬500～1500mm扁鋼：厚3～60mm,寬100～200mm2、型鋼：角鋼：等邊L100×8不等邊L140×90×8工字鋼：Ⅰ20a、Ⅰ20b槽鋼：[30a[25b鋼管：Φ102×5＝Φ外徑×壁厚第六節(jié)鋼材的疲勞和疲勞強(qiáng)度1、一般概念1)、疲勞破壞的特點(diǎn)：a)呈現(xiàn)脆性破壞特征b)破壞時(shí)，截面的應(yīng)力低于鋼材的抗拉強(qiáng)度，甚至低于fy,破壞斷口整齊。2)、疲勞破壞：鋼材在循環(huán)應(yīng)力多次反復(fù)作用下裂紋生成，擴(kuò)展