2-1 建筑钢材PPT.ppt

1、结合钢结构的性能特点，谈一下钢结构的应用。 厂房结构、大跨度结构、多高层住宅钢结构、高耸构筑物、密闭压力容器、移动结构、桥梁结构、轻钢结构 2、承载能力极限状态和正常使用极限状态的概念。 ;单元二 钢结构的材料;2.1 建筑钢材的基本要求;2.2 建筑钢材的主要机械性能;图2-1 低碳钢在常温静载下的单向拉伸σ-ε曲线 ;(2)弹塑性阶段（AB段);（4）强化阶段(CD段);对无明显屈服点的钢材;0;屈服强度fy、抗拉强度fu、伸长率d、断面收缩率?、弹性模量E;（3）伸长率;（4）断面收缩率 ?　是指试件拉断后，颈缩区的断面面积缩小值与原断面面积比值的百分比，用?表示。;二、 冷弯试验—冷弯角a;;三、 冲击韧性; 用带缺口（V型或U型）的标准试件（下图）进行冲击试验，试件破坏时截面单位面积吸收的能量，称冲击韧性。吸收能量越多，冲击韧性越好，表明钢材越不易脆断。 ;影响冲击韧性的因素：;四、可焊性;2.3 建筑钢材的两种破坏形式;2.4 影响钢材性能的主要因素;基本有利元素：;3、锰（Mn） 适量可提高强度而不明显影响塑性，同时可消除热脆和改善冷脆倾向。与S形成MnS,熔点1600℃,可以消除一部分S的有害作用。是低合金钢中的主要合金元素成分。;1、硫（S） 在高温下（800-1000℃）生成硫化铁，使钢材变脆（热脆），因而降低钢材的冲击韧性、疲劳强度、可焊性和抗锈蚀能力。应严格控制钢材中的含硫量，不得超过0.05%，16锰桥钢不超过0.045%。 ;3、氮、氧 氮类似磷，氧类似硫。有害杂质，严格控制。;二、冶炼、浇注、轧制过程及热处理的影响;（二）热处理——控制降温速度或重新加热，改变晶体结构和材性。 淬火：快速降温，提高强度、降低韧性； 退火：炉中控制，缓慢降温； 回火：自然降温和控制降温相结合； 正火：空气中自然降温；;三、钢材硬化的影响;2、时效硬化;; 注意:不管哪一种硬化，都要降低钢材的塑性和韧性，对钢材不利。因此钢结构设计中一般不利用硬化后提高的强度，而且对于直接承受动荷载的结构还应设法消除硬化的影响。 ????例如，经过剪切机剪切的钢板，为了消除剪切边缘的冷作硬化，可采用火焰烧烤使之“退火”或将边缘刨去3～5mm。 ;四、复杂应力的影响;折算应力 σeq 的计算;2、用三向受力应力分量表示;4、在单向受弯梁内（ 只σ和τ ）;复杂应力对钢材性能的影响;五、应力集中的影响;1、产生原因： （1）外部原因：孔洞、槽口、凹角、裂缝、厚度变化、形状变化 （2）内部原因：内部缺陷、内部应力;六、残余应力的影响;七、温度的影响;蓝脆现象;八、钢材的疲劳;2、产生疲劳破坏的原因;相同点：突然断裂，断裂时名义应力都低于屈服点;2.5 建筑钢材的种类、规格及选择;命名规则 ;2、低合金钢 普通低合金钢是在普通碳素钢中添加少量的一种或几种合金元素（总量5％）以提高其强度、耐腐蚀性、耐热性、低温冲击韧性。其含碳量0.2%，以便钢材的加工和焊接。现行的《低合金高强度结构钢》（GB/T1591－1994）将低合金高强度钢分5个牌号：Q295、Q345、Q390、Q420、Q460。钢结构规范中推荐的是Q345、Q390、Q420。低合金高强度结构钢采用的脱氧方法均为镇静钢或特殊镇静钢,故可不加脱氧方法的符号。;3、特种钢;4、钢材的选用——原则：保证结构安全可靠，同时要经 济合理，节约钢材。 ;钢材的规格;2.热轧型钢;型号：普通工字钢为10-63号 轻型工字钢为10-70号 供应长度：5-19m;（2）角钢;∠边长×厚度 ;（3）槽钢;（4）H型钢;（5）钢管;（6）冷弯薄壁型钢和压型钢板;;1、为什么能把钢材简化为理想的弹塑性材料？ 答：从钢材拉伸时的应力－应变曲线可以看到，钢材有较明显的弹性、屈服阶段，但当应力达屈服点后，钢材应变可达2％～3％，这样大的变形，虽然没有破坏，但结构或构件已不适于再继续承受荷载，所以忽略弹塑性阶段，而将钢材简化为理想的弹塑性材料。 2、塑性和韧性的定义，两者有何区别，冷弯性能和冷作硬化对结构设计的意义是什么？ 答：塑性是指当应力超过屈服点后，能产生显著的残余变形而不立即断裂的性质；韧性是指塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力。韧性同塑性有关，但不完全相同，是强度和塑性的综合表现。冷弯性能是指钢材在冷加工产生塑性变形时，对发生裂缝的抵抗能力，可检验钢材的冷加工工艺和检查钢材的内部缺陷。钢材冷加工过程中引起的钢材硬化称为冷作硬化，冷作硬化可能使材料变脆。 ;3、为什么承受动力荷载的重要结构要通过刨边、扩孔等方法清