第六章钢结构SteelStructure.ppt

（1） 较高的抗拉强度fu和屈服点fy * 第六章 钢结构 Steel Structure Part1 钢结构材料及选用原则 1、强度高、重量轻 钢结构的特点 2、材质均匀，塑性、韧性好 3、良好的加工性能和焊接性能 4、密封性能好 5、可重复性使用性 6、耐热性较好，耐火性差 7、耐腐蚀性差 8、低温冷脆倾向 1、钢结构对材料的要求 （2） 塑性、冲击韧性好 （3） 冷加工性能好 （4） 可焊性好 （5） 耐久性好 一、钢结构材料 Material of Steel Structure 一、钢结构的材料 Material of Steel Structure 2、钢材的生产 钢材的生产大致分为炼铁、炼钢和轧制三道工序。 电炉钢是利用电热原理，在电弧炉内冶炼。（质量好，但耗电量大，成本高，一般只用来冶炼特种用途的钢材。） 炼钢炉有三种形式：转炉、平炉和电炉。 转炉钢是利用高压空气或氧气使炉内生铁熔液的碳和其它杂物氧化，在高温下使铁液变为钢液。（生产周期短，效率高，质量好，成本低，已经成为国内外发展最快的炼钢方法。） 平炉钢是利用煤气和其它燃料供应热能，把废钢、生铁熔液或铸铁块和不同的合金元素等冶炼成各种用途的钢。（生产周期长，效率低，成本高，现已逐步被转炉钢所取代。） （1）炼 钢 一、钢结构的材料 Material of Steel Structure 浇注是指把熔炼好的钢液做成钢锭或钢坯。 用连续铸造法生产钢坯的工艺和设备，由于机械化、自动化程度高的优势，已经逐渐取代了笨重而复杂的铸锭工艺和设备。 钢液中残留的氧，将使钢材晶粒粗细不均匀并发生热脆，降低钢材的力学性能。 按照钢液在炼钢炉中进行脱氧的方法和程度不同，碳素结构钢可分为沸腾钢、半镇静钢、镇静钢和特殊镇静钢。 （2） 浇 注 （3）脱 氧 一、 钢结构的材料 Material of Steel Structure 在锰和硅脱氧后，再用铝补充脱氧，其脱氧程度高于镇静钢。 沸 腾 钢 采用的脱氧剂为脱氧能力较弱的锰，因此脱氧不完全，且浇注时会有气体逸出，出现钢液的沸腾现象，由于沸腾钢在铸模中冷却很快，气体逸出不完全，凝固后的钢材中留有较多的杂质和气体，钢的质量较差。 镇 静 钢 采用锰加硅做脱氧剂，脱氧较完全，由于硅在还原的过程中会产生热量，使钢液冷却缓慢，让气体充分逸出，钢的质量好，但成本高。 半 镇 静 钢 特殊镇静钢 脱氧程度和钢材质量介于上述二者之间。 一 钢结构的材料 Material of Steel Structure （4）加工（热加工、冷加工和热处理 ） 热处理 指通过加热、保温、冷却的操作方法，使钢材的组织结构发生变化，以获得所需性能的加工工艺。（退火、正火、淬火和回火） 热加工 指将钢坯加热至塑性状态，依靠外力改变其形状，生产出各种厚度的钢板和型钢。（热加工的开轧和锻压温度控制在1150-1300℃ ） 冷加工 指在常温下对钢材进行加工。（冷作硬化现象） 一、 钢结构的材料 Material of Steel Structure 3、钢材的主要性能 3.1 钢材的破坏形式 突然发生的，危险性大，应尽量避免。 平直和呈有光泽的晶粒。 在破坏前无明显变形，平均应力也小（一般都小于屈服点），没有任何预兆。 脆性破坏 在破坏前有很明显的变形，并有较长的变形持续时间，便于发现和补救。 常为杯形，呈纤维状，色泽发暗。 构件应力超过屈服点，并且达到抗拉极限强度后，构件产生明显的变形并断裂。 塑性破坏 （延性破坏） 后 果 断 口 特 征 一、 钢结构的材料 Material of Steel Structure 3.2 单向拉伸时的工作性能 （1）试验条件 （a）试件的尺寸要符合国家标准，表面光滑，没有孔洞、刻槽等缺陷。试件的标定长度取其直径的5或10倍。 　（b）荷载要分级逐次增加，直到试件破坏。 　（c）试验温度要控制在室温20℃左右。 d 标准试件 一、 钢结构的材料 Material of Steel Structure （2）钢材的应力-应变关系 A. 有屈服点钢材s---e曲线可以分为四个阶段： (a)弹性阶段(OB段) O B C D A E 单调拉伸应力-应变曲线 OA段：纯弹性阶段 　　　s=Ee A点对应的应力： sp （比例极限） AB段：有一定的塑性 　　　变形, 但整个