第18、19-1章钢结构基本概念与资料.ppt

结构设计原理;钢结构基本概念与材料;;;2 钢结构概述;2.1 钢结构的特点;塑性：钢材在受力破坏前可以经受永久变形的性能。 塑性指标，包括伸长率和断面收缩率;试验测定方法： 把标准试件（具有特定缺口的试件）置于冲击试验机的支座上，用摆锤打断试件，以破坏试件时每单位面积上所消耗的能量作为材料的冲击韧性指标;主要杂质对钢的塑性、韧性的影响：;2、材质均匀 内部微观组织均匀，各向同性。最符合材料力学和结构力学的基本假定。所以钢结构的实际受力情况与计算结果最吻合，精度可达5%左右。;;2 钢结构概述;一、大跨度结构;网架结构;钢屋架结构;拉索结构;二、重型厂房结构 ;;;;东方明珠电视塔;;;1、钢材的种类 按用途可分为：结构钢、工具钢、特殊钢； 按冶炼方法可分为：转炉钢、平炉钢、电炉钢； 按脱氧方法可分为：沸腾钢(F)、半镇静钢(b)、镇静钢(Z)、特殊镇静钢(TZ)； 按成型方法可分为：轧制钢（热轧、冷轧）、锻钢、铸钢； 按化学成分可分为：碳素钢、合金钢。;1、钢材的种类 沸腾钢为脱氧不完全的钢。冶炼后期不加脱氧剂（如硅、铝等），浇注时钢液在钢锭模内产生沸腾现象（气体逸出）。 镇静钢为完全脱氧的钢。通常注成上大下小带保温帽的锭型，浇注时钢液镇静不沸腾。组织致密，偏析小，质量均匀。优质钢和合金一般都是镇静钢。 半镇静钢为脱氧较完全的钢。脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间，浇注时有沸腾现象，但较沸腾钢弱。这类钢具有沸腾钢和镇静钢的某些优点，碳素钢中此类钢是值得提倡和发展的。;钢材的品种繁多，钢结构中采用的钢材主要有二类。 ⑴碳素结构钢 根据现行的国家标准《碳素结构钢》(GB700)的规定，碳素结构钢的牌号由代表屈服点的字母Q、屈服点的数值（N/mm2）、质量等级符号和脱氧方法符号等四个部分按顺序组成。 碳素结构钢分为Q195、Q215、Q235、Q255和Q275等五种，屈服强度越大，其含碳量、强度和硬度越大，塑性越低。其中Q235在使用、加工和焊接方面的性能都比较好，是钢结构常用钢材之一。; 质量等级分为A、B、C、D四级，由A到D表示质量由低到高。不同质量等级钢对化学成分和力学性能的要求不同。A级无冲击功规定，其碳、锰、硅含量也可以不作为交货条件；B级、C级、D级分别要求保证20℃、0℃、－20℃时V形缺口冲击功不小于27J，还要求提供冷弯试验的合格保证，以及碳、锰、硅、硫和磷等含量的质保。 ;(2) 低合金高强度结构钢 低合金钢是指在炼钢过程中添加一种或几种少量合金元素，其总量低于5％的钢材。低合金钢因含有合金元素而具有较高的强度。其牌号与碳素结构钢牌号的表示方法相同，常用的低合金钢有Q345、Q390、Q420等。 低合金钢的质量等级除与碳素结构钢A、B、C、D四个等级相同外，增加E级。;(3) 高强钢丝及钢索： 用于抗拉构件中，如斜拉结构、悬索结构、桅杆结构等 高强钢丝分光面钢丝和镀锌钢丝，由碳素结构钢多次冷拔而成，其主要指标为抗拉强度，大约为1570－1700N/mm2 ； 多根钢丝可组成“平行钢丝束”和“钢绞线”； 多根钢绞线可组成“钢绞线束”和“钢丝绳”。;; （1）工字钢 工字钢有普通工字钢和轻型工字钢两种。 普通工字钢用“I截面高度(cm)”表示，高度20cm以上的工字钢，同一高度有三种腹板厚度，记为a、b、c，a类腹板最薄、冀缘最窄，b类较厚较宽，c类最厚最宽，如I20a。 同样高度的轻型工字钢的翼缘要比普通工字钢的冀缘宽而薄，腹板亦薄，轻型工字钢用汉语拼音符号“Q”表示，如QI40等。;;;3．冷弯薄壁型钢 冷弯薄壁型钢采用薄钢板冷轧制成。壁厚一般为1.5~12mm，但承重结构受力构件的壁厚不宜小于2mm。 常用冷弯薄壁型钢截面型式有等边角钢（a）、卷边等边角钢（b）、槽钢（c）、卷边槽钢（d）、 Z型钢、卷边Z型钢（C型钢） （e）、钢管[（f）、（g）、（h）]等。 表示方法：按字母B、截面形状符号和长边宽度×短边宽度×卷边宽度×壁厚的顺序表示，单位为mm，长、短边相等时，只标一个边宽，无卷边时不标卷边宽度，如B[ 120×40×2.5、BC160×60×20×3。