2.第二讲 建筑钢材的性能及选用PPT.pptVIP

5）工字钢 有普通工字钢和轻型工字钢。用截面符号“I”和截面高度（cm）表示，高度在20以上的普通工字钢，用字母a、b、c表示不同的腹板厚度。如I20c，称“20号”工字钢。腹板较薄的工字钢用于受弯构件较为经济。轻型工字钢的腹板（web）和翼缘（flange）均比普通工字钢薄，因而在相同重量下其截面模量和回转半径较大。 型钢及规格 6）H型钢和剖分T型钢 H型钢是目前广泛使用的热轧型钢，与普通工字钢相比，其特点是：翼缘较宽，故两个主轴方向的惯性矩相差较小；另外翼缘内外两侧平行，便于与其它构件相连。为满足不同需要，H型钢有宽翼缘H型钢、中翼缘H型钢和窄翼缘H型钢，分别用标记HW、HM和HN表示。各种H型钢均可剖分为T型钢，相应标记用TW、TM、TN表示。 H型钢和剖分T型钢的表示方法是：标记符号、高度×宽度×腹板厚度×翼缘厚度。例如，HM244×175×7×11，其剖分T型钢是TM122×175×7×11，单位为mm。 型钢及规格 工字钢 H型钢 型钢及规格 图2.8 型钢截面形式 陕铁院建工系 陕铁院建工系 知识点回顾 1、钢结构的基本结构形式 2、钢结构的特点 3、钢结构的应用范围 1.1 钢材的主要性能分析 1.2 钢材性能的影响因素分析 1.3 建筑用钢的分类与选用 1.4 钢材的检验及验收 第二讲 建筑钢材的性能及选用 钢材的性能主要有：力学性能、加工性能和抗侵蚀等 性能。 因此，必须了解钢材的强度、塑性、冷弯、韧性、可 焊性以及影响钢材性能变化的各种因素，才能根据钢结构 所受的荷载、工作环境，选择符合要求的钢材。 1.1、钢材的主要性能分析 1.1.1、钢材的强度指标和塑性指标 单向均匀受拉时的工作特性 试验一般都是在标准条件下进行，即：试件的尺寸符合国家标准，表面光滑，没有孔洞、刻槽等缺陷；荷载分级逐次增加，直到试件破坏；室温为20℃左右。 在常温静载情况下，Q235钢材标准试件（图2.1）受单向拉伸试验时的应力-应变曲线如图2.2。 图2.1 标准试件 图2.2 Q235钢单向受拉应力－应变曲线 拉伸曲线反映了钢材的力学特性，描述如下： 1)弹性阶段：OAE段 OA直线的斜率称为弹性模量E，fp称为比例极限，fe称为弹性极限。 2)弹塑性阶段：EC段 σ与ε不呈比例，除弹性变形外还有塑性变形，fy称为屈服强度，又叫屈服点（yield point，材料力学中用σs表示）。 工作特性 单向受拉应力－应变曲线 (1)强度指标 由于fy、fp、fe很接近，应变很小，ε≈0.1%(εy≈0.15%)可以把三点看作为一点，并以屈服点fy作为代表。 钢结构设计中，把钢材的屈服点fy作为钢材的强度标准值fk＝fy。 常用结构钢材的强度设计值f可查材料手册（见附表1.1，P312）。弹性设计时，构件的应力不能大于f值。  抗拉强度fu在实际构件中是不允许达到的，钢材的抗拉强度fu值高，可以增加结构的安全保障。 另外，Q235钢材在屈服前接近理想的弹性体，而屈服后的流变现象接近理想的塑性体，且流变的范围很大（0.15%～2.5%）。因此，可认为钢材是理想的弹-塑性体（图2.3）。即假定钢材应力小于fy时是完全弹性的，应力超过fy后则是完全塑性的。利用钢材理想弹－塑性假定，可以简化钢构件的弹塑性分析计算。 强度指标 图2.3 理想弹－塑性的应力－应变曲线 高强度钢材没有明显的屈服台阶，这类钢的屈服点是根据实验分析结果人为规定的，称为条件屈服（用f0.2表示，定义为试件卸载后其残余应变为2%时所对应的应力）。这类钢材在设计中不宜利用塑性。 图2.4 高强度钢的应力－应变曲线 强度指标 钢材在单向受压时（短试件），抗压强度与单向受拉时相同。钢材受扭转时的应力－应变曲线也与受拉时相似，但剪切屈服点和抗剪强度低于fy和fu；剪变模量G也低于弹性模量E。钢材和铸钢件的弹性模量、剪变模量、线膨胀系数α和质量密度ρ列于表2.1。 强度指标 （2）断面收缩率： 式中 l0——试件拉伸前标距长度; l1——试件拉断后原标距间长度; A0——试件截面面积; A1——拉断后颈缩区的截面面积。 钢材的伸长率愈大，钢材塑性愈好。 （2）塑性指标 （1）延伸率： 1）冷弯性能 冷弯性能是指钢材在冷加工产生塑性变形（deformed）时，对产生裂缝的抵抗能力，由冷弯试验确定如图2.5所示将试件弯曲成规定的角度后,检查试件弯曲部分的表面有无裂缝、裂断、分层等，没有即为合格。 冷弯试验是鉴定钢材质量的一