钢结构设计王小平讲稿钢结构的材料.ppt

质量等级 grade A grade B 20℃ grade C grade D 冷弯试验合格 脱氧方法 Z、TZ Examples: Q345A、Q345B、Q345C、Q345D、Q345E Q420A、Q420B、Q420C、Q420D、Q420E grade E -40℃ -20℃ 0℃ 2.4.3 High quality carbon structural steel 优质碳素结构钢 2.4.4 High quality wire rope 优质钢丝绳 高强度钢丝 严格限制杂质元素和缺陷 S0.035%, P0.035% 钢丝束 Strands 钢丝绳 Wire rope 抗拉强度 * * Chapter 2 Material of Steel Structures 钢结构的材料 2.1 Steel Properties 2.3 Failure Modes of Steels 2.2 Factors to Influence Steel Properties 2.4 Structural Steel Products 较高的抗拉强度和屈服强度 较好的塑性和韧性 良好的工艺性能 结构承载能力高 安全储备高 自重轻 结构在静载和动载下有足够的变形能力 减轻脆性破坏的倾向 调整局部高峰应力 易于加工成各种形式的结构 且不至因加工对结构的受力性能造成较大不利影响 钢结构对材料的要求 2.1 Steel Properties 钢材的性能 2.1.1 Steel properties determined by tension test 拉伸试验体现的钢材性能 ：tensile stress 拉伸应力 ：unit strain 单位应变 Percentage elongation: 伸长率 Percentage reduction of area: 截面收缩率 拉伸试验标准试件 低碳钢、低合金钢拉伸试件的应力-应变曲线： O A B C D E F 比例极限 弹性极限 屈服点 抗拉极限 Modulus of elasticity : 弹性模量 Yield stress: 屈服应力 Tensile strength: 拉伸强度 O A B C D E F 比例极限 弹性极限 屈服点 抗拉极限 O 理想的弹塑性体 比例极限、弹性极限、屈服点十分接近 屈服后出现较大范围的塑性变形，流幅大约为0.15%—2.5% 作为钢材的最大设计应力（强度标准值） 高强度钢拉伸试件的应力-应变曲线: O 条件屈服点（名义屈服点） :卸荷后残余应变为 对应的应力 夏比试件的冲击韧性值： 摆锤重量 摆锤释放前的高度 摆锤击断试件后的高度 梅氏试件的冲击韧性值： 缺口处净截面面积 冲击功 冲击韧性(Impact toughness)： 衡量钢材在冲击荷载下抗脆断的能力，是强度与塑性的综合体现 摆锤击断试件 2.1.2 Steel properties determined by impact test 冲击试验体现的钢材性能 2.1.3 Steel properties determined by cold-bend test 冷弯试验体现的钢材性能 冷弯试验反映钢材对冷加工过程的适应能力以及钢材质量的好坏， 是衡量钢材力学性能的综合指标 使试件弯曲180°，看是否出现裂纹或分层 2.1.4 Steel properties under complexity stress condition 钢材在复杂应力作用下的性能 ：弹性状态 ：塑性状态 钢材在复杂应力状态下的折算应力： 平面应力状态 对于一般梁截面， 考虑几种特殊情况： 纯剪时， 钢材的抗剪屈服点 平面应力状态 2.1.5 Weldability of steels 钢材的可焊性 Carbon steel 碳素钢 C0.27% Mn 0.7% Si 0.4% S0.05% P 0.05% Low-alloy steel 低合金钢 以碳当量衡量钢材的可焊性： 好的可焊性：焊接安全、可靠、不产生焊接裂缝，焊接接头和焊缝的冲击韧性以及热影区的延伸性（塑性）和力学性能都不低于母材 2.1.6 Corrosion resistance of steels 钢材的抗腐蚀性 涂层保护 采用耐候钢(weathering steel) 耐候钢通过添加合金元素提高其耐腐蚀性： 合金体系 合金体系 低碳钢(Low carbon