钢结构材料及性能.pptx

会计学;2.1 钢材的主要性能及其鉴定;1.比例极限fP 这是应力-应变图中直线段的最大应力值。严格地说，比f P略高处还有弹性极限，但弹性极限与f P极其接近，所以通常略去弹性极限的点，把fP看做是弹性极限。 2.屈服点fy （下屈服点） 表示钢材强度的重要指标，设计钢材时可达到的最大应力 3.抗拉极限强度fu 无实际意义，表示安全储备的大小。 fy / fu 屈强比;结论;塑性定义:应力超过屈服点fy后,能产生显著的塑性变形,而 不立即断裂的性质 塑性指标 :伸长率?5和?10 伸长率是断裂前试件的永久变形与原标定长度的百分比。 取圆形试件直径d的五倍或十倍为标定长度，其相应的伸长率用?5和?10表示，伸长率代表材料断裂前具有的塑性变形的能力。结构制造时，这种能力使材料经受剪切、冲压、弯曲及锤击所产生的局部屈服而无明显损坏。 ; 屈服点、抗拉强度、伸长率 是钢材的三个重要力学性能指标。钢结构中所采用的钢材都应满足钢结构设计规范对这三项力学性能指标的要求。 例见p16 表2.2ab;图2.3 钢材的冷弯试验;2.1.2 冷弯性能;2.1.3 冲击韧性 （相对于动力荷载） ;图2.4 钢材的冲击试验; 缺口韧性值受温度影响，温度低于某值时将急剧降低。材料由韧性破坏转到脆性破坏叫该种钢材的转变温度T0。 在结构设计中要求避免脆性破坏 ; 设计处于不同环境温度的重要结构，尤其是受动载作用的结构时，要根据相应的环境温度对应提出冲击韧性的保证要求。 对寒冷地区直接承受较大动力荷载的钢结构，除应具有常温冲击韧性的保证，还要具有负温冲击韧性保证 例p16 表2.2b ;2.1.4 可焊性 ;2.2 影响钢材性能的因素;碳（C） 碳是碳素结构钢中仅次于铁的主要元素，是影响钢材强度的主要因素 C 增加 强度提高 塑性和韧性、低温冲击韧性下降，同时可焊性、抗腐 蚀性、冷弯性能明显降低。 ; 锰（Mn） 锰是一种弱脱氧剂，可提高钢材的强度，又能消除硫、氧对钢材的热脆影响，而不显著降低钢材的塑性和韧性。锰在碳素结构钢中的含量为0.3%-0.8%，在低合金钢中一般为1.0%-1.7%。 硅（Si） 硅是一种强脱氧剂，适量的硅可提高钢材的强度，而对塑性、韧性、冷弯性能和可焊性无明显不良影响，但硅含量过大时，会降低钢材的塑性、韧性、抗锈蚀性和可焊性。 ; 钒（V）、铌（Nb）、钛（Ti） 钒、铌、钛都能使钢材晶粒细化。我国的低合金钢都含有这三种元素，作为锰以外的合金元素，既可提高钢材强度，又保持良好的塑性、韧性。 铝（Al）、铬（Cr）、镍（Ni） 铝是强脱氧剂，用铝进行补充脱氧，不仅进一步减少钢中的有害氧化物，而且能细化晶粒。铬和镍是提高钢材强度的合金元素，用于Q390钢和Q420钢。 ;硫（S） 降低钢材的塑性、韧性、可焊性、抗锈蚀性等，在高温时使钢材变脆，即热脆。因此，钢材中硫的含量不得超过0.05%，在焊接结构中不超过0.045%。 磷（P） 磷既是有害元素也是能利用的合金元素。磷是碳素钢中的杂质，它在低温下使钢变脆，这种现象称为冷脆。在高温时磷也能使钢减少塑性。但磷能提高钢的强度和抗锈蚀能力。 ; 氧（O）、氮（N） 氧和氮也是有害杂质，在金属熔化的状态下可以从空气中进入。氧能使钢热脆，其作用比硫剧烈，氮能使钢冷脆，与磷相似。;2.2.2 成材过程的影响 ;2.3.2 成材过程的影响 ;2.2.2 成材过程的影响 ;2.2.2 成材过程的影响 ;2.3.2 成材过程的影响 ;2.2.3 影响钢材性能的其它因素 硬化影响 ;2. 时效硬化：加荷到应变硬化阶段卸载后隔一定时间，再重新加载，钢材的强度将继续有所提高;结论; 温度的影响; 高温对钢材性能的影响;材料转脆，对冲击韧性的影响十分突出。 在结构设计中要求避免完全脆性破坏，所以结构所处温度应大于脆性转变温度。 冲击韧性指标一定要与温度对应;复杂应力状态下钢材的屈服条件;结论;2 双向应力状态;应力集中 定义：当截面完整性遭到破坏，如有裂纹(内部的或表面的)、孔洞、刻槽、凹角时以及截面的厚度或宽度突然改变时，构件中的应力分布将变得很不均匀。在缺陷或截面变化处附近，应力线曲折、密集、出现高峰应力的现象称为应力集中。 结果：孔边应力高峰处将产生双向或三向的应力。这是因为材料的某一 点在x方向伸