对钢结构的认识.doc

钢结构的特点 1)强度高,塑性和韧性好 强度高,适用于建造跨度大、承载重的结构。 塑性好,结构在一般条件下不会因超载而突然破坏。 韧性好,适宜在动力荷载下工作。 2)重量轻 3)材质均匀,和力学计算的假定比较符合     钢材内部组织比较均匀,接近各向同性,实际受力情况和工程力学计算结果比较符合。 4)钢结构制作简便,施工工期短     钢结构加工制作简便,连接简单,安装方便,施工周期短。 5)钢结构密闭性较好     水密性和气密性较好,适宜建造密闭的板壳结构。     6)钢结构耐腐蚀性差    容易腐蚀,处于较强腐蚀性介质内的建筑物不宜采用钢结构。     7)钢材耐热但不耐火    温度在200℃以内时,钢材主要力学性能降低不多。温度超过200℃后,不仅强度逐步降低,还会发生兰脆和徐变现象。温度达600℃时,钢材进入塑性状态不能继续承载。 8)在低温和其他条件下,可能发生脆性断裂  应用范围 重型工业厂房,大跨度结构,高耸结构,和高层结构受动力荷载作用的结构,可拆卸和移动的结构,容器和管道,轻型钢结构其他建筑——支架等。钢结构的设计方法主要以概率极限状态设计法为主,对疲劳以及压力容器沿用以经验为主的容许应力设计法。  钢材力学性能指标 抗拉强度fu:反映钢材受拉时所能承受的极限应力。 伸长率:试件被拉断时的绝对变形值与试件原标距之比的百分数,称为伸长率,伸长率代表材料在单向拉伸时的塑性应变的能力。 冷弯性能:冷弯性能由冷弯试验确定。试验时使试件弯成l80°,如试件外表面不出现裂纹和分层,即为合格。冷弯性能合格是鉴定钢材在弯曲状态下的塑性应变能力和钢材质量的综合指标。 韧性:韧性是钢材强度和塑性的综合指标。 由于低温对钢材的脆性破坏有显著影响,在寒冷地区建造的结构不但要求钢材具有常温(20℃)冲击韧性指标,还要求具有负温(0℃、-20℃或-40℃)冲击韧性指标,以保证结构具有足够的抗脆性破坏能力。  各种因素对钢材主要性能的影响 1)化学成分 碳直接影响钢材的强度、塑性、韧性和可焊性等。碳含量增加,钢的强度提高,而塑性、韧性和疲劳强度下降,同时恶化钢的可焊性和抗腐蚀性。硫和磷是钢中的有害成分,它们降低钢材的塑性、韧性、可焊性和疲劳强度。在高温时,硫使钢变脆,称之热脆;在低温时,磷使钢变脆,称之冷脆。 2)冶金缺陷     常见的冶金缺陷有偏析、非金属夹杂、气孔、裂纹及分层等。 3)钢材硬化     冷加工使钢材产生很大塑性变形,从而提高了钢的屈服点,同时降低了钢的塑性和韧性,这种现象称为冷作硬化(或应变硬化)。在一般钢结构中,不利用硬化所提高的强度,以保证结构具有足够的抗脆性破坏能力。另外,应将局部硬化部分用刨边或扩钻予以消除。 4)温度影响     钢材性能随温度变动而有所变化。总的趋势是温度升高,钢材强度降低,应变增大;反之,温度降低,钢材强度会略有增加,塑性和韧性却会降低而变脆。在250℃左右,钢材的强度略有提高,同时塑性和韧性均下降,材料有转脆的倾向,钢材表面氧化膜呈现蓝色,称为蓝脆现象。钢材应避免在蓝脆温度范围内进行热加工。 当温度在260℃~320℃时,在应力持续不变的情况下,钢材以很缓慢的速度继续变形,此种现象称为徐变现象。当温度从常温开始下降,特别是在负温度范围内时,钢材强度虽有提高,但其塑性和韧性降低,材料逐渐变脆,这种性质称