钢结构-第2章材料.ppt

（1） 对钢结构用材的要求 （1） 较高的抗拉强度fu和屈服点fy 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 钢丝、平行钢丝索、钢绞线 钢丝绳等 钢索 有害元素少的碳素钢+热处理 优质碳素结构钢 普通低碳钢+若干种合金元素 （锰、钒等，总量5%） 低合金高强度结构钢 用于结构的普通低碳钢 碳素结构钢 特点 品种 5.1 建筑用钢的种类 5 建筑用钢种类、规格和选用 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 （1）碳素结构钢（GB/T 700-1988） a）碳素结构钢的表达方式由（屈服点的字母Q、屈服点数值、质量等级符号和脱氧方法符号）四个部分组成。 b)质量等级符号是根据钢材的化学成分和冲击韧性不同化分为A、B、C、D共4个质量等级。 c)脱氧方法符号也有四种，其中F代表沸腾钢，b代表半镇静钢，Z代表镇静钢，TZ代表特种镇静钢，在具体标注时Z和TZ可以省略。 d）《钢结构设计规范》将Q235牌号的钢材选为承重结构用钢。其化学成分和脱氧方法、拉伸和冲击试验以及冷弯试验结果均应符合规范GB/T700的要求。 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 冷作硬化　在冷加工或一次加载使钢材产生较大的塑性变形的情况下，卸载后再重新加载，钢材的屈服点提高，塑性和韧性降低的现象 。 时效硬化　随着时间的增加，纯铁体中有一些数量极少的碳和氮的固熔物质析出，使钢材的屈服点和抗拉强度提高，塑性和韧性下降的现象 。 在交变荷载、重复荷载和温度变化等情况下，会加速时效硬化的发展。 应变时效硬化　钢材产生一定数量的塑性变形后，铁素体晶体中的固溶碳和氮更容易析出，从而使已经冷作硬化的钢材又发生时效硬化现象。 　 在高温作用下会快速发展（人工时效） 3.3 钢材的硬化 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 硬化对钢材性能的影响 a)时效硬化及冷作硬化 b) 应变时效硬化 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 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 不同槽口试件静力拉伸试验的应力——应变曲线 应力集中对σ-ε曲线关系的影响 可以看出截面槽口改变愈急剧，应力集中现象愈厉害，其抗拉强度愈高，但塑性愈差，破坏的脆性倾向愈大。 10 20 30 0.4 25 100 ε % σ (N/mm2) ① ① ② ② ③ ③ ④ ④ φ10 测距100 φ10 φ10 0 600 700 500 400 300 200 100 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 3.5 在复杂应力作用下钢材的屈服条件 第四能量强度理论 材料由弹性转入塑性的强度指标用变形时单位体积中积聚的能量来表达 推导 当复杂应力状态下变形能等于单轴受力时的变形能