ch2_钢结构的材料

时间：2025-04-21

钢结构

第二章钢结构的材料第二章钢结构的材料第一节

性能第二节第三节第四节第五节第六节第七节2010-9-9

第二章钢结构材料第一节钢材在单向均匀受拉时的工作性能1、弹性阶段(OA段)OA段符合虎克定律： = Eε

2、屈服阶段(AC段) 3、强化阶段(CD段) 4、颈缩阶段(DE段)

2010-9-9

钢结构

讨论：1)、因fp与fy的值很接近，实际工程中常以fy为钢材单向均匀受拉时弹、塑性的分界。

fy时

弹性阶段； >fy时塑性阶段图2-2理想弹性-塑性体的应力-应变曲线

2)、fy为钢材屈服点，设计中把它看作

构件应力可达到的限值。fu为抗拉强度，设计中视为钢材抗破断能力的限值，也是钢材力学性能的一项重要指标。 fy/fu称为屈强比，表明设计强度的储备能力。 fy/fu越大，强度储备越小。 fy/fu越小，强度储备越大。强度储备越大，越安全，但fy/fu太小时，强度利用率低，不经济。

第二节钢结构对材料性能的要求钢结构的钢材应符合下列规定： 1)钢材的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.2; 2)钢材应有明显的屈服台阶，且伸长率δ应大于20%; 3)钢材应有良好的可焊性和合格的冲击韧性。

2010-9-9

钢结构

1、强度：fy,fu是两项重要的强度指标。钢结构设计强度一般均依据 fy确定。 2、塑性：当钢材应力超过屈服点后，能产生显著的残余变形(塑性变形)而不立即破坏的性质。主要指标：伸长率δ:δ=

l1 l0×100﹪ l0

断面收缩率ψ:ψ=

A0 A1×100﹪ A0

2010-9-9

3、韧性：钢材抵抗冲击荷载的能力。它与塑性有关但又不完全相同，是强度与塑性的综合表现。

韧性指标：

Ak An

图2-4冲击试验 4、可焊性：施工上的可焊性：指焊缝金属产生裂纹的敏感性。使用性能上的可焊性：要求焊缝处的力学性能不低于母材的力学性能。

2010-9-9

钢结构

5、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。冷弯试验是鉴定钢材质量的一种好方法，常作为静力拉伸试验和冲击试验的补充试验。

综上所述： fy,fu,δ是承重钢结构对钢材要求所必需的三项基本力学性能指

标。图2-5冷弯试验

第三节影响钢材力学性能的因素1、化学成分的影响； 2、冶金和轧制过程的影响； 3、时效硬化的影响； 4、冷作硬化的影响； 5、温度的影响； 6、应力集中和残余应力的影响； 7、复杂应力状态的影响。

2010-9-9

钢结构

1、化学成分的影响(1)基本成份为Fe,含量占99%;C、Si、Mn为有益元素，总量不超过1.5%;S、P、N、O为冶炼过程中不易除尽的有害元素，总量不超过1%。 (2) C的影响：含C↑使强度↑;塑性、韧性、可焊性↓,应控制在≤0.22%,焊接结构应控制在≤0.20%。 (3)Si的影响：含Si适量使强度↑;其它影响不大，有益，含量应控制在≤0.1~0.3%。

2010-9-9

(4)Mn的影响：含Mn适量使强度↑,可降低S、 O的热脆影响，改善热加工性能，对其它性能影响不大。普通碳塑钢含量应控制在≤0.3~0.8%,低合金钢为≤1.2~1.6% (5)S的影响：含量↑使强度↑;塑性、韧性、冷弯性能、可焊性↓,一般应控制在≤0.05%,焊接结构为≤0.045%;高温时使钢材变脆-热脆现象。 (6)P的影响：低温时使钢材变脆-冷脆现象；其它影响同S,且控制量同S。 (7)O、N的影响：可使钢材变得极脆。O同S (发生热脆);N同P(发生冷脆),一般应控制含量≤0.008%。2010-9-9©版权所有：上海理工大学土木工程系 10

钢结构

2、冶金和轧制过程的影响1)、冶炼方法分类：平炉炼钢法顶吹氧气转炉侧吹(空气)转炉炼钢(已淘汰) 2)、脱氧方法：沸腾钢(F)镇静钢(Z),特殊镇静钢(TZ)半镇静钢(b) 3)、钢材的轧制：在1200~1300℃高温下，经轧制细化了钢的晶粒，焊合了小气泡、裂纹等缺陷，使金属组织更致密。轧制钢材强度、塑性、韧性均较好，且薄板比厚板力学性能更好。

2010-9-9

3、时效硬化影响由于某种因素的影响而使钢材强度提高，塑性、韧性下降，脆性增加的现象称之为硬化现象。钢材中的C、N,随着时间的增长和温度的变化，而形成碳化物和氮化物，使钢材变脆的“老化”现象称之为时效硬化。

4、冷作硬化的影响冷加工时(常温进行弯折、冲孔剪切等),钢材发生塑性变形从而使钢材变硬的现象称之为冷作硬化。

ch2_钢结构的材料.doc 将本文的Word文档下载到电脑

下载这篇word文档

上一篇：浅析企业薪酬管理的激励作用

下一篇：第一周高一音乐教案《音乐与人生》