第二章 钢结构的材料ppt课件.ppt

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1、第二章钢结构的材料目的:如何选择钢材钢材的性能脆断1第一节钢结构对所用材料的要求一、钢材的破坏形式塑性破坏(plasticityfailure)钢材在产生很大的变形以后发生的断裂破坏也称为延性破坏脆性破坏(brittlefailure)钢材在变形很小的情况下突然发生断裂破坏也称非延性破坏23二、钢结构对所用材料的要求物美价廉强度fy、fu高。强度高可减轻结构自重塑性、韧性、耐久性好。可防止脆性破坏，抗动力荷载好，耐疲劳良好的加工性能，冷、热加工和可焊性好耐腐性好价格便宜有时还要求钢材具有适应低温、高温等环境的能力4《钢结构设计规范（GB50017-2003)》推荐使用：碳

2、素结构钢中的Q235钢低合金结构钢中的Q345钢、Q390钢、Q420钢随着研究的深入，必将有一些满足要求的其它种类钢材可供使用。若选用钢结构设计规范还未推荐的钢材时，需有可靠的依据，以确保钢结构的质量。专用钢结构用材见相关规范。5第二节　钢材的主要机械性能钢材的机械性能（力学性能）通常是指钢厂生产供应的钢材在标准条件下拉伸、冷弯和冲击等单独作用下显示出的各种机械性能。它们由相应实验得到，试验采用的试件的制作和试验方法都必须按照各相关国家标准规定进行。6一、单向拉伸时的性能标准试件在室温（100C～350C)、以满足静力加载的加载速度一次加载所得钢材的应力σ～ε应变曲线。

3、7891011121314151617181920第三节影响钢材性能的主要因素一、化学成分的影响碳(C)、锰（Mn）、钒（V）是有利元素，但也要注意对含量的限制。硫（S）、磷（P）、氧（O）、氮（N）会降低钢材的塑性、韧性、可焊性和疲劳性能。应严格限制含量。2122232425弱脱氧剂（锰铁），CO强脱氧剂（硅、锰）262728293031323334353637383940414243444546474849505152535455565758596061626364第六节国外钢材品种和钢号简介各国的钢号基本上是以强度等级来划分，表示方式为：字首符号　钢材的强度值　钢材

4、质量等级字首符号：美国采用A(Alloy)；日本采用SS（一般结构用轧制钢材，第一个S为Steel的第一个字母）、SM（焊接结构用轧制钢材）、SMA（焊接结构用耐候性轧制钢材）等；德国采用St（德文钢Stahl）；意大利采用Fe；法国采用A、E等；独联体各国采用C（俄文钢的第一个字母）；英国无字首符号。钢材的强度值:单位一般为N/mm2，但美国为Ksi(千磅／英寸2)。强度值有的采用fu，有的采用fy。ISO国际标准、欧共体各国、日本等采用fu，美国、独联体各国等采用fy。钢材质量等级:分为A、B、C、D、E等。65各国钢材品种与我国钢材品种对应表中国美国日本英国法国德国

5、俄罗斯235A36SS400SM400SMA40040E24St37C235Q345A572-50SM490YASM490YBSM52050DE36St44C345Q390A572-60SM57050FA50St50C390Q420A572-65A60St60C440各国钢材标准不同，很难明确地找出与我国钢材品种之间的相应关系，正确做法是检查它们提供的质保书(化学成分和机械性能)，以确定该钢种与我国哪个钢种是可代替的。以强度为依据的各国钢材与我国钢材相应关系列于下表。6667(3)塑性阶段也称屈服阶段，σ=fy后钢材暂时不能承受更大的荷载，且伴随产生很大的变形，因此钢结构

6、设计取fy作为强度极限承载力的标志。(4)强化阶段试件能承受的最大拉应力fu为钢材的抗拉强度。取fy作为强度极限承载力的标志，fu就成为材料的强度储备。(5)颈缩破坏阶段(6)可把钢材视为理想弹塑性体。(7)伸长率δ=(l1-l0)/l0*100%,反映钢材的塑性变形能力。二、冷弯性能68三、冲击韧性冲击韧性值用击断试样所需的冲击功AKV表示,单位为J。冲击韧性与温度有关，当温度低于某一负温值时，冲击韧性值将急剧降低。因此在寒冷地区建造的直接承受动力荷载的钢结构，除应有常温冲击韧性的保证外，尚应依钢材的类别，使其具有-20oC或-40oC的冲击韧性保证，应AKV≥27J（

7、焦耳）。将试件弯成180o，若试件外表面不出现裂纹和分层，即为合格。综合反映钢材的塑性性能和冶金质量。重要结构中需要有良好的冷热加工性能时，应有冷弯合格保证。69四、钢材受压和受剪时的性能钢材在单向受压（短试件）时，受力性能基本上与单向受拉相同。受剪的情况也相似，但屈服点τy及抗剪强度τu均低于fy和fu；剪变模量G也低于弹性模量E。第三节影响钢材性能的主要因素一、化学成分的影响碳(C)、锰（Mn）、钒（V）是有利元素，但也要注意对含量的限制。硫（S）、磷（P）氧（O）、氮（N）会降低钢材的塑性、韧性、可焊性和疲劳性能。应严格