东北农业大学水利与土木工程学院钢结构课件 第二章（2）.ppt

第二节 钢结构对材料性能的要求 钢结构对材料性能的要求是多方面的，使用时必须全面的衡量，慎重地选择合适的材料。钢材材性主要有：强度、塑性、韧性、可焊性、冷弯性、耐久性、Z向伸缩率。 一、强度 强度——体现了材料的承载能力，主要指标有屈服点fy 和抗拉强度fu ，通过静力拉伸试验得到。 1.屈服点fy——为设计时钢材可达到的最大应力。 衡量结构承载能力的指标。 2.抗拉强度 fu——是钢材破坏前能够承受的最大应力。衡量钢材经过巨量变形后的抗拉能力，它直接反映钢材内部组织的优劣。钢材达到 fu 时，已产生很大塑性变形而失去使用性能，但fu 高则可以增加结构的安全保障，故fu/fy 的值可看作钢材强度储备系数。 二、塑性 钢材的塑性——为当应力超过屈服点后，能产生显著的残余变形（塑性变形）而不立即断裂的性质。 塑性好坏可用伸长率? 和断面收缩率?表示。通过静力拉伸试验得到。 1.伸长率? ——根据试件原标距长度l0与试件中间部分的直径d0 的比值为10或5而分为?10或?5，为试件拉断时原标距间长度伸长值与原标距比值的百分率。 式中: l1——为试件拉断后标距间长度。 2.断面收缩率——是指试件拉断后，颈缩区的断面面积缩小值与原断面面积比值的百分率。 式中: A0 ——试件原来的断面面积； A1 ——试件拉断后颈缩区的断面面积； 结构或构件在受力时（尤其承受动力荷载时）材料塑性好坏往往决定了结构是否安全可靠，因此钢材塑性指标比强度指标更为重要。 三、韧性 钢材的韧性——是钢材在塑性变形和断裂的过程中吸收能量的能力，也是表示钢材抵抗冲击荷载的能力，它是强度与塑性的综合表现。 钢材韧性通过冲击试验，测定冲击功来表示。 ak——冲击韧性值； Ak——冲击功； ?An——试件缺口处的净截面积。 式中： 图2-4 冲击试验示意图 钢结构设计规范对钢材的冲击韧性ak有常温和负温要求的规定。选用钢材时，根据结构的使用情况和要求提出相应温度的冲击韧性指标要求。 四、钢材的可焊性 可焊性——是指在一定工艺和结构条件下，钢材经过焊接能够获得良好的焊接接头的性能。 可焊性分为施工上的可焊性和使用性能上的可焊性。 1.施工上的可焊性——指对产生裂纹的敏感性。 使用性能上的可焊性——是指焊接构件在焊接后的力学性能是否低于母材。 五、冷弯性能 冷弯性能——是指钢材在冷加工（常温下加工）产生塑性变形时，对产生裂缝的抵抗能力。 冷弯性能用试验方法来检验钢材承受规定弯曲程度的弯曲变形性能，检查试件弯曲部分的外面、里面和侧面是否有裂纹、裂断和分层。见冷弯试验。 六、耐久性 耐久性需要考虑的有：耐腐蚀性、“时效”现象、疲劳现象等。 1.时效：随着时间的增长，钢材的力学性能有所改变。 2.疲劳：多次反复荷载作用下，钢材低于屈服点fy 发生的破坏。 七、Z向伸缩率 Z向伸缩率——当钢材较厚时，或承受沿厚度方向的拉力时，要求钢材具有板厚方向的收缩率要求，以防厚度方向的分层、撕裂。 * * * * * * * * * * * *