钢材的屈服强度.ppt

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1、§8金属材料_建筑钢材制作人—依巴丹钢材的特点及其在建筑工程中的应用钢材是土木工程中使用量最大的金属材料，包括用于钢结构工程中的各种型钢（如角钢、槽钢、工字钢等）、钢板和用于钢筋混凝土结构工程中的各种钢筋及钢丝。§8金属材料_建筑钢材第一节钢的冶炼和分类第二节建筑钢材的主要性能第三节建筑钢材的技术标准及选用第四节钢筋混凝土用钢材优点：（1）质量均匀，性能可靠（2）强度、硬度高（3）塑性、韧性好缺点：（1）易锈蚀（2）维修费用高（3）耐火性差（一）钢材的特点1、钢材的优点：（1）良好的力学性能：抗拉、抗压、抗弯、抗剪强度都很高，具有

2、一定的塑性和韧性，常温下能承受较大的冲击和振动荷载；（2）良好的加工性能：可以铸造、锻压、焊接、铆接或螺栓连接，便是装配等。2、钢材的缺点：易锈蚀，维修费用大，耐火性差。（二）钢材的应用1、建筑上由各种型钢组成的钢结构安全性大，自重较轻，适用于大跨度和高层结构。2、钢筋与混凝土组成的钢筋混凝土结构，虽然自重大，但节省钢材，同时由于混凝土的保护作用，很大程度上克服和钢材易锈蚀、维修费用高的缺点。第一节钢的冶炼和分类一、钢的冶炼钢是由生铁冶炼而成。生铁中碳的含量为2.06％～6.67％，磷、硫等杂质的含量也较高。生铁硬而脆、无塑性和韧

3、性、不能进行焊接、锻造、轧制等加工。炼钢的原理：冶炼生铁钢材氧化，将碳和其它杂质的含量的含量降低到允许范围（一）钢的冶炼方法转炉炼钢法平炉炼钢法电炉炼钢法（二）脱氧处理1、为什么要进行脱氧处理？在冶炼的过程中，由于氧化作用使部分铁被氧化，并残留在钢水中，降低了钢的质量。因此，在炼钢后期精炼时，要进行脱氧处理。2、如何进行？在炉内或钢包中加入脱氧剂（锰铁、硅铁、铝锭等）进行脱氧，使氧化铁还原为金属铁。按照脱氧程度的分类脱氧程度浇注钢锭时材质沸腾钢脱氧不完全大量的CO气泡逸出差镇静钢脱氧彻底表面平静好半镇静钢脱氧程度和材质介于以上二者

4、之间二、钢的分类（1）钢按化学成分可分为碳素钢和合金钢两类。（2）碳素钢根据含碳量可分为：低碳钢（含碳量小于0.2％），中碳钢（含碳量0.25％～0.6％），高碳钢（含碳量大于0.60％）（4）按钢在熔炼过程中脱氧程度的不同分为：脱氧充分为镇静钢和特殊镇静钢（代号为Z和TZ），脱氧不充分为沸腾钢（代号为F），介于二者之间为半镇静钢（代号为b）。第二节建筑钢材的主要性能钢材的性能主要包括力学性能、工艺性能和化学性能。一、力学性能（一）拉伸性能拉伸是建筑钢材的主要受力形式，所以，拉伸性能是表示钢材性能和选用钢材的重要依据。以低碳钢为例

5、。图8-1为低碳钢拉伸过程的应力－应变关系图。从图中可以看出，低碳钢拉伸过程经历了四个阶段：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段。1、弹性阶段（0→A）（1）特点：弹性。在该阶段，若缷去外力，试件能恢复原来的形状。（2）指标：①A点所对应的应力值——弹性极限，用σP表示。②弹性模量，用E表示，E＝σ/ε。弹性模量反映钢材抵抗弹性变形的能力，是计算钢材在受力条件下变形的重要指标。2、屈服阶段（A→B）（1）特点：屈服——变形迅速增加，外力则大致在恒定的位置波动，这就是所谓的“屈服现象”，似乎钢材不能承受外力而屈服。（2）指标：屈服

6、强度（也称为屈服点）——下屈服点B下点所对应的应力值，用σs表示。3、强化阶段（B→C）（1）特点：强化——钢材抵抗外力的能力重新提高。（2）抗拉强度（强度极限）——C点所对应的应力值，用σb表示。4、颈缩阶段（C→D）（1）特点：颈缩——其抵抗变形的能力明显降低，在有杂质或缺陷处，断面急剧缩小，直至断裂。（2）指标：伸长率δ。屈服强度、抗拉强度、伸长率这三项指标对于钢材来说具有重要意义，现分述如下。（1）屈服强度（也称为屈服点）屈服强度按下式计算：式中：σs——钢材的屈服强度（MPa）；Fs——钢材拉伸达到屈服点时的屈服荷载（N

7、）；A0——钢材试件的初始横截面积（mm2）。屈服强度是确定钢材容许应力的主要依据。（2）抗拉强度（也称为强度极限）抗拉强度按下式计算：式中：σb——钢材的抗拉强度（MPa）；Fb——钢材的极限荷载（N）；A0——钢材试件的初始横截面积（mm2）。抗拉强度是钢材受拉时所能承受的最大应力值。屈服强度σs与抗拉强度σb的比值σs/σb称为屈强比。σs/σb↑，利用率↑，安全可靠程度↓。σs/σb↓，利用率↓，安全可靠程度↑。建筑结构用钢合理的屈强比一般为0.60～0.75。（3）伸长率伸长率按下式计算：式中：δ——伸长率（当L0＝5d

8、0时，为δ5；当L0＝10d0时，为δ10）；L1——试件拉断后标距间的长度（mm）；L0——试件原标距间长度（mm），如图8-2所示。伸长率δ是衡量钢材塑性的一个重要指标，δ↑，塑性↑。对于钢材来说，一定的塑性变形能力，可保证应力重新分布，避免应