二钢结构的材料.ppt

（1） 较高的抗拉强度fu和屈服点fy 海洋工程： 海洋平台 1980年挪威Alexander L.Killand 半潜式海洋平台。因节点疲劳裂纹扩展导致平台失事，死亡达123人。成为世界上管结构疲劳破坏的典型事例。 第二章 钢结构的材料 Chapter 2 Material of Steel Structure 钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure 三. 热处理 包括退火、正火、淬火和回火 退火和正火改善组织以提高钢的机械性能 其操作方法为：在炉中钢材加热保温一段时间后，随炉温冷却至500℃以下，再放至空气中冷却的工艺称为完全退火 若保温后从炉中取出在空气中冷却的工艺称为正火。正火的冷却速度比退火快，强度和硬度有所提高 低温退火，主要用来消除铸件、热轧件、锻件、焊接件和冷加工件中的残余应力 第二章 钢结构的材料 Chapter 2 Material of Steel Structure 钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure 淬火工艺是将钢件加热到900℃以上，保温后快速在水中或油中冷却 增加了钢材强度和硬度，使塑性和韧性降低 回火工艺将淬火后的钢材加热到某一温度进行保温，而后在空气中冷却 消除残余应力，调整强度和硬度，减少脆性，增加塑性和韧性，形成较稳定的组织。 通常称淬火加高温回火的工艺为调质处理。强度较高的钢材，如Q420中的C、D、E级钢和高强度螺栓的钢材都要经过调质处理。 第二章 钢结构的材料 Chapter 2 Material of Steel Structure 钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure 2.3.3 钢材的硬化 钢材的硬化有三种情况： 时效硬化、冷作硬化（或应变硬化）和应变时效硬化 在高温时溶于铁中的少量氮和碳，随着时间的增长逐渐由固溶体中析出，生成氮化物和碳化物，散存在铁素体晶粒的滑动界面上，对晶粒的塑性滑移起到遏制作用，从而使钢材的强度提高，塑性和韧性下降。这种现象称为时效硬化 在冷加工使钢材产生较大的塑性变形的情况下，卸荷后再重新加载，钢材的屈服点提高，塑性和韧性降低的现象称为冷作硬化 第二章 钢结构的材料 Chapter 2 Material of Steel Structure 钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure 2.3.4 应力集中的影响 　　在钢结构构件中不可避免的存在着孔洞、槽口、凹角、裂缝、厚度变化、形状变化和内部缺陷等，此时截面中的应力分布不再保持均匀，而是在一些区域产生局部高峰应力，形成所谓应力集中现象。 应力集中现象 第二章 钢结构的材料 Chapter 2 Material of Steel Structure 钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure 第二章 钢结构的材料 Chapter 2 Material of Steel Structure 钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure 多轴应力下，材料的综合强度指标要用变形时单位体积中积聚的能量来衡量 形状改变比能理论： 三向应力下，形状改变比能等于单向拉伸下积聚的比能时，钢材由弹性转入塑性状态 钢材在复杂应力状态下的屈服条件 时，为塑性状态； 时，为弹性状态 第二章 钢结构的材料 Chapter 2 Material of Steel Structure 钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure 对塑性材料，同号应力状态易发生脆断，钢材在异号应力状态时容易发生塑性破坏。 正应力与剪应力表示： 第二章 钢结构的材料 Chapter 2 Material of Steel Structure 钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure fy 单轴拉伸 双轴异号受力 双轴同号受力 ε σ 当σ1、σ2、σ3为同号应力且数值接近时， 即使它们各自都远大于fy，折算应力σzs仍小