第2章钢结构材料.pptVIP

北京大学出版社 研制单位：中南林业课件大学 钢结构设计原理 (电子教案) 研制单位：中南林业科技大学 钢结构研究所 研 制 人：胡习兵 袁智深 钢结构设计原理 第1章 绪论 第2章 钢结构材料 第3章 钢结构的连接 第4章 轴心受力构件 第5章 受弯构件 第6章 拉弯和压弯构件 钢结构设计原理 第 2 章 主 页 目 录 帮 助 上一章 下一章 第 2 章 钢结构材料 主 页 目 录 帮 助 上一章 下一章 钢结构设计原理 第 2 章 主要目标： 1掌握钢材的基本力学性能及力学指标、钢材的破坏形态、钢材性能的影响因素； 2熟悉钢材分类、钢材牌号的含义和国产型钢规格； 3理解建筑用钢材的选用原则。 主要内容： 2.1 钢材的力学性能 2.2 钢材的破坏形态 2.3 影响钢材性能的因素 2.4 钢材的分类 2.5 钢材的选用 2.6 钢材的规格 主 页 目 录 帮 助 上一章 下一章 钢结构设计原理 第 2 章 2.1钢材的力学性能 2.1.1 钢材的强度 强度是钢材的一项主要机械性能，可通过单向拉伸实验确定。 条件：标准试件（GB228—63），常温（20℃） 下缓慢加载，一次完成。含碳量为0.1%－0.3%。 标准试件：lo/d=5、10；lo-标距； d --直径 d 主 页 目 录 帮 助 上一章 下一章 钢结构设计原理 第 2 章 阶段划分 A.有屈服点钢材σ--ε曲线可以分为五个阶段： （1）弹性阶段(OB段) （2）弹塑性阶段（BC) （3）塑性阶段（CD) （4）强化阶段(DE段) （5）颈缩阶段(EF段) O B C D A E 主 页 目 录 帮 助 上一章 下一章 钢结构设计原理 第 2 章 B.对无明显屈服点的钢材 该种钢材在拉伸过程中没有屈服阶段，塑性变 形小，破坏突然。 fy=f0.2 0.2% fu εp 主 页 目 录 帮 助 上一章 下一章 钢结构设计原理 第 2 章 2.1.2 钢材的塑性 钢材的塑性一般是钢材破坏前产生塑性变形的能力。衡量钢材塑性的好坏的主要指标是伸长率δ和截面收缩率ψ。 A0 A1 主 页 目 录 帮 助 上一章 下一章 钢结构设计原理 第 2 章 2.1.3 钢材的冷弯性能 　 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，抵抗产生裂纹能力的一项指标。 它还是显示钢材内部缺陷状况的一项指标；是鉴定钢材在弯曲状态下塑性应变能力和钢材质量的综合指标。 a d d+2.1a 主 页 目 录 帮 助 上一章 下一章 钢结构设计原理 第 2 章 2.1.4 钢材的冲击韧性 　 钢材的冲击韧性是也称作缺口韧性，是衡量钢材在冲击荷载作用下，抵抗脆性断裂能力的一项力学指标。它用材料在断裂时所吸收的总能量来量度（Ak）。韧性是钢材强度和塑性的综合指标。 主 页 目 录 帮 助 上一章 下一章 钢结构设计原理 第 2 章 2.2 钢材的破坏形态 钢材的破坏形态： 1、塑性破坏：是构件应力超过屈服点fy，并达到抗拉极限强度fu后，构件产生明显的塑性变形而断裂，其断口常为杯形，呈纤维状，色泽发暗。 2、脆性破坏：破坏前无明显变形，平均应力低于抗拉强度fu，甚至是低于屈服强度fy，其断口平直，呈有光泽的晶粒状。 主 页 目 录 帮 助 上一章 下一章 钢结构设计原理 第 2 章 2.2.1 钢材的脆性破坏 　1、产生原因：裂纹、材料的韧性 、钢材化学成分 、冶金缺陷、钢板厚度、加载速度、应力性质和大小、最低使用温度、连接方法和应力集中等。 2、提高钢材抗脆性断裂性能的主要措施有： 1）合理设计； 2）合理制作； 3）合理使用。 1:2.5 主 页 目 录 帮 助 上一章 下一章 钢结构设计原理 第 2 章 2.2.2 钢材的疲劳破坏 1、疲劳破坏：钢材或构件在连续反复荷载作用下，在应力远低于极限强度，甚至还低于屈服强度的情况下也会发生破坏，这种破坏称之为疲劳破坏。 2、疲劳强度：疲劳破坏时，钢材达到的最大应力称之为疲劳强度。 影响疲劳强度的因素：应力的种类（拉应力、压应力、剪应力和复合应力等）、应力循环形式、应力循环次数、应力集中程度和残余应力等。 主 页 目 录 帮 助 上一章 下一章 钢结构设计原理 第 2 章 2.3 影响钢材性能的因素 2.3.1 化学成分 1、钢是含碳量小于2%的铁碳合金。钢中基本元素：Fe、C、Si、Mn