钢结构基础第二章 钢结构的材料.ppt

第2章钢结构的材料
第2章钢结构的材料
对钢结构用材的要求
钢材的主要性能及其鉴定
影响钢材性能的因素
钢材的延性破坏和非延性破坏循环加载和快速加载
建筑钢材的类别及钢材的选用
主要内容:
重点:
对钢结构用材的要求
建筑钢材的类别及钢材的选用
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大纲要求:
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标;
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、牌号、规格;
,做到正确选择钢材;
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第2章钢结构的材料
对钢结构用材的要求
较高的强度。即抗拉强度fu和屈服点fy比较高。
足够的变形能力。即塑性和韧性性能好。
良好的加工性能。即适合冷、热加工,良好的可焊性。
对环境良好的适应性能。适应低温、有害介质侵蚀(包括大气锈蚀)以及重复荷载作用等的性能优越。
容易生产,价格便宜。
《钢结构设计规范》(GB50017—2002)推荐的普通碳素结构钢Q235钢和低合金高强度结构钢Q345、Q390及Q420是符合上述要求的。
选用GB50017规范还未推荐的钢材时,需有可靠依据。以确保钢结构的质量。
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第2章钢结构的材料
钢材的主要性能及其鉴定
钢材的一次拉伸应力-应变曲线
单向拉伸时的工作性能
条件:常温、静载条件下一次拉伸
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第2章钢结构的材料
P
这是应力-应变图中直线段的最大应力值。严格地说,比 P略高处还有弹性极限,但弹性极限与 P极其接近,所以通常略去弹性极限的点,把 P看做是弹性极限。
y
应变在P之后不再与应力成正比,而是渐渐加大,应力-应变间成曲线关系,一直到屈服点。
u
屈服平台之后,应变增长时又需有应力的增长,但相对地说·应变增加得快,呈现曲线关系直到最高点。
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第2章钢结构的材料
5和10
伸长率是断裂前试件的永久变形与原标定长度的百分比。取圆形试件直径d的五倍或十倍为标定长度,其相应的伸长率用5和10表示,伸长率代表材料断裂前具有的塑性变形的能力。结构制造时,这种能力使材料经受剪切、冲压、弯曲及锤击所产生的局部屈服而无明显损坏。
屈服点、抗拉强度和伸长率,是钢材的三个重要力学性能指标。钢结构中所采用的钢材都应满足钢结构设计规范对这三项力学性能指标的要求。
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第2章钢结构的材料
屈服点是建筑钢材的一个重要力学特性,其意义是:
,或材料抗力标准。应力达到y时的应变与P时的应变较接近,可以认为应力达到y时为弹性变形的终点。同时,达到y 后在一个较大的应变范围内应力不会继续增加,表示结构一时丧失继续承担更大荷载的能力,故此以y作为弹性计算时强度的标准。
,为发展钢结构计算理论提供基础。y之前,钢材近于理想弹性体, y之后,塑性应变范围很大而应力保持不增长,所以接近理想塑性体。因此,可以用两根直线的图形作为理想弹塑性体的应力-应变模型。钢结构设计规范对塑性设计的规定,就以材料是理想弹塑性体的假设为依据,忽略了应变硬化的有利作用。
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第2章钢结构的材料
钢材的冷弯试验
冷弯性能
根据试样厚度,按规定的弯心直径将试样弯曲180度,其表面及侧无裂纹或分层则为“冷弯试验合格”。“冷弯试验合格”一方面同伸长率符合规定一样,表示材料塑性变形能力符合要求,另一方面表示钢材的冶金质量(颗粒结晶及非金属夹杂分布,甚至在一定程度上包括可焊性)符合要求,因此,冷弯性能是判别钢材塑性变形能力及冶金质量的