钢结构简介课件.pptVIP

四，鋼材的品種與選用1，結構用鋼的品種與牌號鋼按用途分結構鋼、工具鋼和特殊鋼，結構鋼又可分為建築用鋼和機械用鋼；按冶煉方法，鋼可分為轉爐鋼和平爐鋼，轉爐鋼目前採用氧氣頂吹轉爐鋼，成本比平爐鋼要低；按去氧方法分為沸騰鋼（F）、半沸騰鋼（b）、鎮靜鋼(Z)和特殊鎮靜鋼(TZ)，鎮靜鋼和特殊鎮靜鋼的代號在鋼的牌號中可省略，鎮靜鋼去氧充分，沸騰鋼去氧較差，一般採用鎮靜鋼；鋼結構簡介第一節鋼結構材料和鋼結構的特點鋼結構是用鋼板和型鋼通過焊接、鉚釘、螺栓和高強螺栓連接來實現的一種結構形式。1，鋼結構的特點鋼結構是以鋼板、型鋼、薄壁型鋼製成的構件，通過焊接、鉚接、螺栓連接等方式而組成的結構，與其他材料的結構相比，具有如下的特點：（1）鋼材強度高，結構自重輕（2）塑性、韌性好（3）材質均勻（4）工業化程度高一，鋼結構的特點（5）可焊性（6）耐腐蝕性差（7）耐火性差（8）鋼結構在低溫和其他條件下，可能發生脆性斷裂，這應引起設計者的特別注意。2，鋼結構的應用範圍（1）大跨度結構（2）重型廠房結構（3）受動力荷載作用的廠房結構（4）多層、高層和超高層建築（5）高聳結構（6）板殼結構（7）可拆卸結構3，鋼結構的發展（1）高強度低合金鋼（2）軋製新品種的型鋼（3）計算方法的完善（4）結構形式（5）優化原理的應用1，機械性能指標（1）屈服點與抗拉強度建築鋼材的強度和塑性一般由常溫靜載下單向拉伸試驗曲線表明，該試驗是將鋼材的標準試件在拉伸試驗機上，按規定的加荷速度逐漸施加拉力荷載，使試件逐漸伸長，直至拉斷破壞。根據加荷過程中所測得的數據畫出應力－應變曲線（即σ－ε曲線）。如圖11.1所示，為低碳鋼的應力－應變曲線。二，鋼材的機械性能圖11.1低碳鋼單向拉伸應力－應變圖當應力超過fp後，應變比應力增加得快，到達b點後，應變急劇增加，而應力基本不變，此階段稱為屈服階段，應力－應變曲線呈水準段，鋼筋產生相當大的塑性變形，c點對應的應力fy稱為屈服強度。沒有明顯屈服點和塑性平臺的鋼材，則以卸荷後殘餘變形為0.2%時所對應的應力為屈服點，稱為名義屈服點f0.2。屈服階段後，鋼材內部組織經重新調整進入強化階段，直至曲線最高點即抗拉強度fu，出現頸縮，此時變形劇增，應力下降，最後試件斷裂。抗拉強度是鋼材破壞前所能承受的最大應力，但是巨大的塑性變形，使之無實用意義，只作為強度貯備。fy/fu叫做屈強比，其值愈大，說明鋼材被充分利用；愈小則安全儲備愈大。（2）塑性鋼材的塑性是指應力超過屈服點後，能產生顯著的塑性變形，而不立即斷裂的性質，可用試件靜力拉伸時的伸長率來衡量。伸長率為圖11.2所示試件拉斷後，原標距的伸長值與原標距比值的百分數，圖11.2靜力拉伸標準試件（3）冷彎性能冷彎性能是指鋼材在冷加工時（即常溫下加工），對產生裂縫的抵抗能力。冷彎試驗方法是在材料試驗機上，通過冷彎沖頭加壓，將厚度為a、寬度為b的板材按規定的彎心直徑d彎曲180°，以彎曲處無裂紋、不起層為合格。同時又可檢查鋼材的內部缺陷（顆粒組織、結晶情況、雜質分佈等），鑒定鋼材的可焊性，因此冷彎性能是衡量鋼材品質的綜合性指標（圖11.3）。圖11.3冷彎試驗示意圖（4）衝擊韌性鋼材的韌性是鋼材在塑性變形和斷裂過程中吸收能量的能力，也是鋼材在動力荷載作用下，抵抗脆性破壞的能力。衝擊韌性指標由衝擊試驗獲得，叫做衝擊值。在衝擊試驗時，採用截面為10mm×10mm，長度為55mm，中間開有小槽的長方形試件（圖11.5），放在擺錘式衝擊試驗機上沖斷（圖11.4），可從試驗機刻度盤上讀出衝擊功Ak(單位J)。鋼結構用鋼機械性能指標規定見表11.1和表11.2圖11.4衝擊韌性試驗及試件缺口形式（a）試驗示意圖；(b)梅氏U形缺口；(c)夏比氏V形缺口圖16.5衝擊試件取樣方法表11.1Q235鋼的機械性能表11.2Q345及Q390鋼的機械性能鋼材的化學成分直接影響鋼的組織構造和機械性能。鋼的基本元素是鐵（Fe），它在碳素結構鋼中含量約占99%，其餘是碳（C）、錳（Mn）、矽（Si）以及冶煉中不易除淨的有害元素硫（S）、磷（P）、氧（O）、氮（N）等。在低合金結構鋼中，適當增加錳、矽含量，可改善鋼材的機械性能。若增加少量的釩、鈦、鈮