2 鋼結(jié)構(gòu)的材料2013.4

1、 Chapter 2 Material of Steel Structure2 2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料2 2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料 Chapter 2 Material of Steel Structure Chapter 2 Material of Steel Structure2 2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料l 鋼結(jié)構(gòu)對材料性能的要求鋼結(jié)構(gòu)對材料性能的要求l 鋼材的性能鋼材的性能 鋼結(jié)構(gòu)的材料分鋼結(jié)構(gòu)的材料分鋼材鋼材和和連接材料連接材料兩類，關(guān)系到鋼結(jié)構(gòu)兩類，關(guān)系到鋼結(jié)構(gòu)的計算理論，同時對鋼結(jié)構(gòu)的制造、安裝、使用、造價、的計算理論，同時對鋼結(jié)構(gòu)的制造、安裝、使用、造價、安全等均有

2、直接聯(lián)系。本章簡要介紹鋼材鋼材的主要性能安全等均有直接聯(lián)系。本章簡要介紹鋼材鋼材的主要性能以及各種因素對鋼材性能的影響；鋼材的種類、規(guī)格及選以及各種因素對鋼材性能的影響；鋼材的種類、規(guī)格及選擇原則。擇原則。l 影響鋼材性能的因素影響鋼材性能的因素l 鋼材的種類、規(guī)格和選用鋼材的種類、規(guī)格和選用 Chapter 2 Material of Steel Structure2 2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料2.1 2.1 鋼結(jié)構(gòu)對材料的要求鋼結(jié)構(gòu)對材料的要求n 較高的強(qiáng)度較高的強(qiáng)度減輕結(jié)構(gòu)自重，節(jié)約鋼材減輕結(jié)構(gòu)自重，節(jié)約鋼材n 較好塑性和韌性較好塑性和韌性足夠的變形能力和抵抗脆性足夠的變形能力和抵抗脆

3、性破壞的能力破壞的能力n 良好的加工性能良好的加工性能適應(yīng)冷、熱加工，可焊性好適應(yīng)冷、熱加工，可焊性好n 對環(huán)境的良好適應(yīng)性對環(huán)境的良好適應(yīng)性耐腐蝕、耐火、耐疲勞耐腐蝕、耐火、耐疲勞2.1 2.1 鋼結(jié)構(gòu)對材料的要求鋼結(jié)構(gòu)對材料的要求 Chapter 2 Material of Steel Structure2 2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料古羅馬萬神廟（公元前古羅馬萬神廟（公元前120120年），年），墻厚墻厚5.9m5.9m，從墻到穹頂均用混凝土，從墻到穹頂均用混凝土澆筑，穹頂從根部逐漸減薄，澆筑，穹頂從根部逐漸減薄，最薄最薄處處1.5m1.5m厚厚。穹頂直徑。穹頂直徑43.3m43.3m，

4、頂部，頂部園洞直徑園洞直徑8.9m8.9m，穹頂高也是，穹頂高也是43.3m43.3m。 Chapter 2 Material of Steel Structure2 2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料這是一副剖析古希臘石梁、石柱建筑這是一副剖析古希臘石梁、石柱建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)成的圖，石柱的距離受石梁的結(jié)構(gòu)構(gòu)成的圖，石柱的距離受石梁的跨度限制，一般在跨度限制，一般在3m3m左右。左右。 中山博覽中心中山博覽中心( (主桁架最大跨度達(dá)到了主桁架最大跨度達(dá)到了9090米米 ) ) Chapter 2 Material of Steel Structure2 2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料2.2 2.2 鋼材的性

5、能鋼材的性能p 鋼材的破壞形式鋼材的破壞形式p 鋼材的機(jī)械性能鋼材的機(jī)械性能p 鋼材的其它性能鋼材的其它性能p 在復(fù)雜應(yīng)力作用下鋼材的屈服條件在復(fù)雜應(yīng)力作用下鋼材的屈服條件2.2 2.2 鋼材的性能鋼材的性能 Chapter 2 Material of Steel Structure2 2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料2.2.1 2.2.1 鋼材的破壞形式鋼材的破壞形式特特 征征斷斷 口口后后 果果 塑性破壞塑性破壞（延性破壞）（延性破壞）構(gòu)件應(yīng)力超過屈構(gòu)件應(yīng)力超過屈服點，并且達(dá)到服點，并且達(dá)到抗拉極限強(qiáng)度后，抗拉極限強(qiáng)度后，構(gòu)件產(chǎn)生明顯的構(gòu)件產(chǎn)生明顯的變形并斷裂。變形并斷裂。常為杯形，呈纖常為杯

6、形，呈纖維狀，色澤發(fā)暗。維狀，色澤發(fā)暗。在破壞前有很明在破壞前有很明顯的變形，并有顯的變形，并有較長的變形持續(xù)較長的變形持續(xù)時間，便于發(fā)現(xiàn)時間，便于發(fā)現(xiàn)和補(bǔ)救。和補(bǔ)救。 脆性破壞脆性破壞在破壞前無明顯在破壞前無明顯變形，平均應(yīng)力變形，平均應(yīng)力也小（一般都小也?。ㄒ话愣夹∮谇c），沒于屈服點），沒有任何預(yù)兆。有任何預(yù)兆。平直和呈有光澤平直和呈有光澤的晶粒。的晶粒。突然發(fā)生的，危突然發(fā)生的，危險性大，應(yīng)盡量險性大，應(yīng)盡量避免。避免。2.2 2.2 鋼材的性能鋼材的性能 Chapter 2 Material of Steel Structure2 2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料2.2.2 2.2.2

7、 鋼材的機(jī)械性能鋼材的機(jī)械性能 鋼材的機(jī)械性能可用鋼材在標(biāo)準(zhǔn)條件下的單向拉伸、冷彎和鋼材的機(jī)械性能可用鋼材在標(biāo)準(zhǔn)條件下的單向拉伸、冷彎和沖擊等試驗，測定其沖擊等試驗，測定其強(qiáng)度強(qiáng)度、塑性塑性和和韌性指標(biāo)韌性指標(biāo)加以衡量。加以衡量。2.2 2.2 鋼材的性能鋼材的性能 Chapter 2 Material of Steel Structure2 2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料彈性階段彈性階段( (OB段段) )O1.1.強(qiáng)度強(qiáng)度A. A. 有屈服點鋼材有屈服點鋼材-曲線可以分為四個階段：曲線可以分為四個階段：EBCDEApf單向拉伸應(yīng)力單向拉伸應(yīng)力- -應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線yf屈服階段（屈服階段（BC

8、D)BCD)uf強(qiáng)化階段強(qiáng)化階段(DE(DE段段) )頸縮階段頸縮階段(EF(EF段段) ) 屈服點屈服點fy應(yīng)力應(yīng)變曲應(yīng)力應(yīng)變曲線開始產(chǎn)生塑性流動時對線開始產(chǎn)生塑性流動時對應(yīng)的應(yīng)力，它是衡量鋼材應(yīng)的應(yīng)力，它是衡量鋼材的承載能力和確定鋼材強(qiáng)的承載能力和確定鋼材強(qiáng)度設(shè)計值的重要指標(biāo)。度設(shè)計值的重要指標(biāo)。（作為作為鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計可以達(dá)可以達(dá)到的最大應(yīng)力）到的最大應(yīng)力） 彈性模量彈性模量E =2.06105N/mm2材料抵抗外力作用時不致破壞的能力。材料抵抗外力作用時不致破壞的能力。 抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度fu應(yīng)力應(yīng)變應(yīng)力應(yīng)變曲線最高點對應(yīng)的應(yīng)力，曲線最高點對應(yīng)的應(yīng)力，它是鋼材破壞前所能承受它是鋼材

9、破壞前所能承受的最大應(yīng)力。的最大應(yīng)力。（強(qiáng)度的安（強(qiáng)度的安全儲備）全儲備）2.2 2.2 鋼材的性能鋼材的性能 Chapter 2 Material of Steel Structure2 2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料B.B.對無明顯屈服點的鋼材對無明顯屈服點的鋼材設(shè)計時以卸載后試件中殘余應(yīng)變?yōu)樵O(shè)計時以卸載后試件中殘余應(yīng)變?yōu)?.20.2所對應(yīng)的應(yīng)力所對應(yīng)的應(yīng)力 作為屈服點作為屈服點“條件屈服點條件屈服點”或或“名義屈服點名義屈服點”fy=f0.20.2%fup 無屈服點鋼材的應(yīng)力無屈服點鋼材的應(yīng)力- -應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線沒有明顯屈服點的沒有明顯屈服點的鋼鋼材在拉伸過程中沒有材在拉伸過程中沒有屈服

10、階段，塑性變形屈服階段，塑性變形小，破壞突然。小，破壞突然。 2.2 2.2 鋼材的性能鋼材的性能 Chapter 2 Material of Steel Structure2 2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料 是指鋼材是指鋼材在外力作用下產(chǎn)生永久變形時抵抗斷裂的能力在外力作用下產(chǎn)生永久變形時抵抗斷裂的能力。可由?？捎伸o力拉伸試驗的機(jī)械性能指標(biāo)伸長率靜力拉伸試驗的機(jī)械性能指標(biāo)伸長率 和截面收縮率和截面收縮率 來衡量。來衡量。2.2.塑性塑性LodNNNLdN%100001-lll l0 原標(biāo)距長原標(biāo)距長 l1 拉斷后標(biāo)距長度拉斷后標(biāo)距長度 d0 試件直徑試件直徑試件有兩種標(biāo)距：試件有兩種標(biāo)距：l0

11、/d0=5 和和 l0/d0=10 相應(yīng)的伸長率用相應(yīng)的伸長率用 5和和 10表示。表示。伸長率伸長率 試件試件斷裂斷裂時時的永久變形與原標(biāo)定長度的百比。的永久變形與原標(biāo)定長度的百比。2.2 2.2 鋼材的性能鋼材的性能 Chapter 2 Material of Steel Structure2 2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料b) ) 斷面收縮率斷面收縮率 是指試件拉斷后，頸縮區(qū)的斷面面積縮是指試件拉斷后，頸縮區(qū)的斷面面積縮小值與原斷面面積比值的百分比。小值與原斷面面積比值的百分比。 %100010-AAA式中：式中： A0 試件原斷面面積試件原斷面面積 A1 試件拉斷后頸縮區(qū)的斷面面積試件拉

12、斷后頸縮區(qū)的斷面面積 斷面收縮率斷面收縮率 越大，鋼材的塑性越好。由于在測量試件的斷面面積時容易越大，鋼材的塑性越好。由于在測量試件的斷面面積時容易產(chǎn)生較大的誤差，因而鋼材塑性指標(biāo)仍然采用產(chǎn)生較大的誤差，因而鋼材塑性指標(biāo)仍然采用伸長率伸長率作為保證要求。作為保證要求。A0A12.2 2.2 鋼材的性能鋼材的性能 Chapter 2 Material of Steel Structure2 2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料單向拉伸時鋼材的機(jī)械性能指標(biāo)單向拉伸時鋼材的機(jī)械性能指標(biāo) 抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度fu應(yīng)力應(yīng)變曲線最高點對應(yīng)的應(yīng)力，它是鋼材破應(yīng)力應(yīng)變曲線最高點對應(yīng)的應(yīng)力，它是鋼材破壞前所能承受的最大應(yīng)力

13、。壞前所能承受的最大應(yīng)力。（是結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的安全儲備，直接反（是結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的安全儲備，直接反應(yīng)鋼材內(nèi)部組織的優(yōu)劣）應(yīng)鋼材內(nèi)部組織的優(yōu)劣） 伸長率伸長率 ( (斷面收縮率斷面收縮率 ）反應(yīng)鋼材反應(yīng)鋼材承受靜力荷載時能產(chǎn)生塑承受靜力荷載時能產(chǎn)生塑性變形而不立即斷裂的能力。性變形而不立即斷裂的能力。 屈服點屈服點fy應(yīng)力應(yīng)變曲線開始產(chǎn)生塑性流動時對應(yīng)的應(yīng)力應(yīng)力應(yīng)變曲線開始產(chǎn)生塑性流動時對應(yīng)的應(yīng)力（取屈服階段波動部分的應(yīng)力最低值），它是衡量鋼材的承載（取屈服階段波動部分的應(yīng)力最低值），它是衡量鋼材的承載能力和確定鋼材強(qiáng)度設(shè)計值的重要指標(biāo)。（能力和確定鋼材強(qiáng)度設(shè)計值的重要指標(biāo)。（作為鋼材強(qiáng)度的標(biāo)作為鋼材強(qiáng)度的

14、標(biāo)準(zhǔn)值，是準(zhǔn)值，是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計可以達(dá)到的最大應(yīng)力）可以達(dá)到的最大應(yīng)力）原因在于：（原因在于：（1）fe、fp、fy非常接近，三者合一，可認(rèn)為彈性與塑性的分非常接近，三者合一，可認(rèn)為彈性與塑性的分界點；（界點；（2）fy以后，塑性變形很大，一旦超載，易被發(fā)現(xiàn)加固補(bǔ)救。以后，塑性變形很大，一旦超載，易被發(fā)現(xiàn)加固補(bǔ)救。由于此時變形巨量，應(yīng)變是彈性應(yīng)變的由于此時變形巨量，應(yīng)變是彈性應(yīng)變的200倍，實用價值不大倍，實用價值不大2.2 2.2 鋼材的性能鋼材的性能 Chapter 2 Material of Steel Structure2 2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料 冷彎性能是判別鋼材塑性變形

15、冷彎性能是判別鋼材塑性變形能力和冶金質(zhì)量的綜合指標(biāo)。能力和冶金質(zhì)量的綜合指標(biāo)。3.3.冷彎性能冷彎性能鋼材在冷加工（常溫下加工）鋼材在冷加工（常溫下加工）產(chǎn)生塑性變形時，對發(fā)生裂縫產(chǎn)生塑性變形時，對發(fā)生裂縫的抵抗能力。的抵抗能力。 鑒別指標(biāo)鑒別指標(biāo)：當(dāng)試件彎曲至：當(dāng)試件彎曲至180180時，時，試件表和側(cè)面，無裂紋、斷裂或試件表和側(cè)面，無裂紋、斷裂或分層，即認(rèn)為試件冷彎性能合格。分層，即認(rèn)為試件冷彎性能合格。 2.2 2.2 鋼材的性能鋼材的性能 Chapter 2 Material of Steel Structure2 2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料4.4.沖擊韌性沖擊韌性是指鋼材在塑性變形

16、和斷裂過程中吸收能量是指鋼材在塑性變形和斷裂過程中吸收能量的的能力的的能力。反映鋼材抵抗沖擊荷載、動力荷。反映鋼材抵抗沖擊荷載、動力荷載的能力。衡量韌性指標(biāo)用載的能力。衡量韌性指標(biāo)用沖擊韌性沖擊韌性值表示，值表示，也叫沖擊功，用符號也叫沖擊功，用符號A Akvkv表示，單位為表示，單位為J J。 沖擊韌性試驗沖擊韌性試驗沖擊韌性還與試驗的溫度有關(guān)。我國鋼材標(biāo)準(zhǔn)沖擊韌性還與試驗的溫度有關(guān)。我國鋼材標(biāo)準(zhǔn)中將試驗分為四檔，即中將試驗分為四檔，即+20, 0+20, 0，-20-20和和- -4040時的沖擊韌性。溫度越低，沖擊韌性越低。時的沖擊韌性。溫度越低，沖擊韌性越低。5.5.可焊性可焊性 指在

17、一定的焊接方法、焊接材料、焊接工指在一定的焊接方法、焊接材料、焊接工藝及結(jié)構(gòu)形式條件下，獲得合格焊縫的難易程藝及結(jié)構(gòu)形式條件下，獲得合格焊縫的難易程度。好的可焊性是指焊接安全、可靠、不發(fā)生度。好的可焊性是指焊接安全、可靠、不發(fā)生焊接裂縫，焊接接頭和焊縫的力學(xué)性能不低于焊接裂縫，焊接接頭和焊縫的力學(xué)性能不低于母材力學(xué)性能。母材力學(xué)性能。 2.2 2.2 鋼材的性能鋼材的性能（缺口凈面積）（沖擊功）nkkAAa Chapter 2 Material of Steel Structure2 2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料6.6.復(fù)雜應(yīng)力作用下鋼材的屈服條件復(fù)雜應(yīng)力作用下鋼材的屈服條件 鋼材在雙向或三向

18、應(yīng)力作用時，稱之為復(fù)雜應(yīng)力作用。此時鋼材的屈鋼材在雙向或三向應(yīng)力作用時，稱之為復(fù)雜應(yīng)力作用。此時鋼材的屈服不能以某一方向的應(yīng)力達(dá)到服不能以某一方向的應(yīng)力達(dá)到fy來來判定。判定。按材料力學(xué)能量強(qiáng)度理論以折算應(yīng)按材料力學(xué)能量強(qiáng)度理論以折算應(yīng)力與單向應(yīng)力時的力與單向應(yīng)力時的fy比較比較，來判斷鋼材是否由彈性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄誀顟B(tài)。，來判斷鋼材是否由彈性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄誀顟B(tài)。oxzyyzyxxyxzzyzxZXY單元體受復(fù)雜應(yīng)力單元體受復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的分量狀態(tài)下的分量112233單元體受單元體受主應(yīng)力主應(yīng)力鋼材單元體上的復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)鋼材單元體上的復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)2222223zsxyzxyyzzxxyyzzx

19、-（2.2.1）三向應(yīng)力作用時：三向應(yīng)力作用時：2.2 2.2 鋼材的性能鋼材的性能 Chapter 2 Material of Steel Structure2 2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料用主應(yīng)力用主應(yīng)力 、 、 表示時，有表示時，有: :123222123122331()zs -（2.2.2）2221223311()()() 2zs-或或當(dāng)當(dāng)時鋼材處于彈性階段，時鋼材處于彈性階段，時鋼材處于塑性階段。時鋼材處于塑性階段。yzsfyzsf 當(dāng)鋼材厚度較薄時，厚度方向的應(yīng)力很小，?？珊雎圆挥嫞c當(dāng)鋼材厚度較薄時，厚度方向的應(yīng)力很小，?？珊雎圆挥?，與Z Z有有關(guān)者均為零，這時三向應(yīng)力狀態(tài)可以簡

20、化為平面應(yīng)力狀態(tài)關(guān)者均為零，這時三向應(yīng)力狀態(tài)可以簡化為平面應(yīng)力狀態(tài)： 2223zsxyxyxy -（2.2.3）2.2 2.2 鋼材的性能鋼材的性能222222y3zsxyzxyyzzxxyyzzxf - Chapter 2 Material of Steel Structure2 2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料一般梁中只存在正應(yīng)力一般梁中只存在正應(yīng)力 和剪應(yīng)力和剪應(yīng)力 ，則上式可寫為：，則上式可寫為：223zs（2.2.4）純剪時純剪時 =0 =0 則有：則有：233zs（2.2.5）yyff58. 031 即鋼材的剪切屈服點是即鋼材的剪切屈服點是拉伸屈服點拉伸屈服點fy的的0.58 倍倍當(dāng)當(dāng)

21、 zs=fy 則有：則有：2.2 2.2 鋼材的性能鋼材的性能 Chapter 2 Material of Steel Structure2 2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料不同受力狀態(tài)對鋼材材性的影響不同受力狀態(tài)對鋼材材性的影響（a）單向拉伸單向拉伸（b）雙向拉伸雙向拉伸（c）雙向異號應(yīng)力雙向異號應(yīng)力分析結(jié)果：分析結(jié)果： （1 1）相對于單向拉伸而言，鋼材在）相對于單向拉伸而言，鋼材在鋼材在雙向拉力作用下屈服點和抗鋼材在雙向拉力作用下屈服點和抗拉強(qiáng)度提高，但是塑性下降。拉強(qiáng)度提高，但是塑性下降。 雙向應(yīng)力作用下對雙向應(yīng)力作用下對鋼材材性的影響鋼材材性的影響0yfbyfcyf(a)(b)(c)（3

22、 3）主應(yīng)力）主應(yīng)力異號異號時，易屈服，強(qiáng)度時，易屈服，強(qiáng)度降低降低，塑性，塑性提高提高，差別越大越明顯。，差別越大越明顯。 （2 2）主應(yīng)力）主應(yīng)力同號同號時，不易屈服，強(qiáng)時，不易屈服，強(qiáng)度度提高，提高，塑性塑性降低降低，越接近越明顯。，越接近越明顯。2.2 2.2 鋼材的性能鋼材的性能 Chapter 2 Material of Steel Structure2 2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料2.3 2.3 各種因素對鋼材的影響各種因素對鋼材的影響u 化學(xué)成份的影響化學(xué)成份的影響u 鋼材生產(chǎn)過程的影響鋼材生產(chǎn)過程的影響u 鋼材硬化的影響鋼材硬化的影響u 應(yīng)力集中的影響應(yīng)力集中的影響 u 溫度

23、的影響溫度的影響u 荷載類型的影響荷載類型的影響2.3 2.3 各種因素對鋼材的影響各種因素對鋼材的影響 Chapter 2 Material of Steel Structure2 2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料2.3.1 2.3.1 化學(xué)成份的影響化學(xué)成份的影響鋼材的化學(xué)成分直接影響鋼的組織構(gòu)造，從而影響鋼材的力學(xué)性能。鋼材的化學(xué)成分直接影響鋼的組織構(gòu)造，從而影響鋼材的力學(xué)性能。純鐵純鐵FeFe（占（占97%-9997%-99）碳碳C C變脆（強(qiáng)度變脆（強(qiáng)度，塑性、韌性、可焊性，抗腐蝕性塑性、韌性、可焊性，抗腐蝕性）其它主要元素其它主要元素硫硫S S熱脆熱脆、韌性、疲勞強(qiáng)度、抗銹蝕性、可焊性

24、、韌性、疲勞強(qiáng)度、抗銹蝕性、可焊性磷（磷（P P）強(qiáng)度、抗銹蝕能力強(qiáng)度、抗銹蝕能力塑性、韌性、冷彎性能、可焊性塑性、韌性、冷彎性能、可焊性，冷脆，低溫工作性能差。冷脆，低溫工作性能差。氧氧O O 影響同硫影響同硫氮（氮（N N）影響同磷）影響同磷硅硅SiSi 適量適量強(qiáng)度強(qiáng)度，塑性、韌性、冷彎性能、可焊性變化不大，塑性、韌性、冷彎性能、可焊性變化不大錳錳MnMn強(qiáng)度強(qiáng)度消除熱脆，改善冷脆，塑性韌性降低不顯著消除熱脆，改善冷脆，塑性韌性降低不顯著釩釩(V)(V)、鈦、鈦(Ti)(Ti)、鈮、鈮(Nb) (Nb) 等等適量適量強(qiáng)度、韌性強(qiáng)度、韌性、塑性良好塑性良好鋼鋼有有益益元元素素有有害害元元素

25、素2.3 2.3 各種因素對鋼材的影響各種因素對鋼材的影響 Chapter 2 Material of Steel Structure2 2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料鐵（鐵（FeFe）是鋼材的基本元素，普通碳素鋼中占）是鋼材的基本元素，普通碳素鋼中占99%99%，此外還，此外還有碳（有碳（C C）、硅（）、硅（SiSi）、錳（）、錳（MnMn）等有益元素，及硫（）等有益元素，及硫（S S）、）、磷（磷（P P）、氧（）、氧（O O）、氮（）、氮（N N）等有害元素，這些總含量不大，）等有害元素，這些總含量不大，約約1%1%，但對鋼材力學(xué)性能卻有很大影響。低合金鋼中有，但對鋼材力學(xué)性能卻有很大影

26、響。低合金鋼中有5%5%的合金元素，如銅的合金元素，如銅(Cu)(Cu)、釩、釩(V)(V)、鈦、鈦(Ti)(Ti)、鈮、鈮(Nb)(Nb)、鉻、鉻(Cr)(Cr)等。等。 2.3 2.3 各種因素對鋼材的影響各種因素對鋼材的影響 Chapter 2 Material of Steel Structure2 2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料碳（碳（C）：形成鋼材強(qiáng)度的主要成分，隨其含量增加，強(qiáng)度增形成鋼材強(qiáng)度的主要成分，隨其含量增加，強(qiáng)度增加，塑性和韌性降低，可焊性和抗腐蝕性降低。加，塑性和韌性降低，可焊性和抗腐蝕性降低。 碳素鋼按碳含量區(qū)分，小于碳素鋼按碳含量區(qū)分，小于0.25的為低碳鋼，介于的

27、為低碳鋼，介于0.25和和0.6之間的為中碳鋼，大于之間的為中碳鋼，大于0.6的為高碳鋼。鋼結(jié)構(gòu)用鋼中，的為高碳鋼。鋼結(jié)構(gòu)用鋼中，碳含量一般控制在碳含量一般控制在0.22%以下，焊接結(jié)構(gòu)的鋼材含碳量應(yīng)控制以下，焊接結(jié)構(gòu)的鋼材含碳量應(yīng)控制在在0.12%0.2之間。之間。 2. 硫（硫（S）：鋼材中的有害元素，具有熱脆性（溫度達(dá)到鋼材中的有害元素，具有熱脆性（溫度達(dá)到800-1000時，硫化鐵會熔化使鋼材變脆，從而引發(fā)熱裂紋）。規(guī)時，硫化鐵會熔化使鋼材變脆，從而引發(fā)熱裂紋）。規(guī)范規(guī)定結(jié)構(gòu)用鋼中硫的含量不得超過范規(guī)定結(jié)構(gòu)用鋼中硫的含量不得超過0.055%。3. 氧（氧（O）：有害雜質(zhì)，與：有害雜質(zhì)，

28、與S相似。相似。 控制在控制在0.05%。4.磷（磷（P）：磷在一定程度上可提高鋼的強(qiáng)度和抗銹蝕的能力。鋼磷在一定程度上可提高鋼的強(qiáng)度和抗銹蝕的能力。鋼材中的有害元素，具有冷脆性（溫度較低時促使鋼材變脆）。因此，材中的有害元素，具有冷脆性（溫度較低時促使鋼材變脆）。因此，磷的含量也要嚴(yán)格控制，規(guī)范中規(guī)定不得超過磷的含量也要嚴(yán)格控制，規(guī)范中規(guī)定不得超過0.045%。2.3 2.3 各種因素對鋼材的影響各種因素對鋼材的影響 Chapter 2 Material of Steel Structure2 2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料5.氮（氮（N）：有害雜質(zhì)，：有害雜質(zhì)，與與P相似相似。含氮量不應(yīng)超過

29、。含氮量不應(yīng)超過0.008%6.錳（錳（Mn）：有益元素。在普通碳素鋼中，是一種弱脫氧劑，可有益元素。在普通碳素鋼中，是一種弱脫氧劑，可提高鋼材強(qiáng)度，與提高鋼材強(qiáng)度，與S形成形成MnS，熔點，熔點1600，可以消除硫?qū)︿摬牡?，可以消除硫?qū)︿摬牡臒岽嘤绊憽Ｆ胀ㄌ妓劁撝泻考s為熱脆影響。普通碳素鋼中含量約為0.3%0.8% ，低合金鋼中含量低合金鋼中含量約為約為1.2%1.6% 7.硅（硅（Si）：有益元素。在普通碳素鋼中，是一種強(qiáng)脫氧劑，常與有益元素。在普通碳素鋼中，是一種強(qiáng)脫氧劑，常與錳共同除氧，生成鎮(zhèn)靜鋼。錳共同除氧，生成鎮(zhèn)靜鋼。 8.釩（釩（V）：合金元素。細(xì)化晶粒，提高強(qiáng)度，其碳化物具有

30、高溫：合金元素。細(xì)化晶粒，提高強(qiáng)度，其碳化物具有高溫穩(wěn)定性，適用于受荷較大的焊接結(jié)構(gòu)。穩(wěn)定性，適用于受荷較大的焊接結(jié)構(gòu)。9.銅（銅（Cu）：提高抗銹蝕性，提高強(qiáng)度，對可焊性有影響。：提高抗銹蝕性，提高強(qiáng)度，對可焊性有影響。2.3 2.3 各種因素對鋼材的影響各種因素對鋼材的影響 Chapter 2 Material of Steel Structure2 2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料2.3.2 2.3.2 鋼材生產(chǎn)過程的影響鋼材生產(chǎn)過程的影響l 偏析偏析 金屬結(jié)晶后化學(xué)成分分布不均勻的現(xiàn)象。主要是硫、磷偏析，金屬結(jié)晶后化學(xué)成分分布不均勻的現(xiàn)象。主要是硫、磷偏析，其后果是偏析區(qū)鋼材的塑性、韌性、

31、可焊性變壞。其后果是偏析區(qū)鋼材的塑性、韌性、可焊性變壞。l 裂紋裂紋 鋼材中存在的微觀裂紋。鋼材中存在的微觀裂紋。l 非金屬夾雜非金屬夾雜 指鋼材中的非金屬化合物，如硫化物、氧化物，他們指鋼材中的非金屬化合物，如硫化物、氧化物，他們使鋼材性能變脆。使鋼材性能變脆。l 氣泡氣泡 澆鑄時由澆鑄時由FeOFeO和和C C作用所生成的作用所生成的COCO氣體不能充分逸出而滯留在氣體不能充分逸出而滯留在鋼錠那形成的微小空洞。鋼錠那形成的微小空洞。l 分層分層 澆鑄時的非金屬夾雜在軋制后可能造成鋼材的分層。澆鑄時的非金屬夾雜在軋制后可能造成鋼材的分層。 鋼材的生產(chǎn)要經(jīng)過鋼材的生產(chǎn)要經(jīng)過冶煉、冶煉、澆鑄澆鑄

32、、軋制軋制、熱處理熱處理等工藝過程，鋼等工藝過程，鋼材的化學(xué)成分與含量是在冶煉和澆注過程中形成的，多道工序可能材的化學(xué)成分與含量是在冶煉和澆注過程中形成的，多道工序可能出現(xiàn)化學(xué)成分偏析、夾雜、裂紋、分層等缺陷影響鋼材性能。出現(xiàn)化學(xué)成分偏析、夾雜、裂紋、分層等缺陷影響鋼材性能。2.3 2.3 各種因素對鋼材的影響各種因素對鋼材的影響 Chapter 2 Material of Steel Structure2 2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料2.3 2.3 各種因素對鋼材的影響各種因素對鋼材的影響 Chapter 2 Material of Steel Structure2 2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的

33、材料冶冶 煉煉 冶煉是將生鐵水、廢鋼和石灰石等原料加入煉鋼爐（氧氣轉(zhuǎn)爐、電冶煉是將生鐵水、廢鋼和石灰石等原料加入煉鋼爐（氧氣轉(zhuǎn)爐、電爐等），再用燃料（純氧、煤氣或重油等）加熱燃燒至溫度約爐等），再用燃料（純氧、煤氣或重油等）加熱燃燒至溫度約1650，使鐵水中多余的碳和硫、磷等元素，在高溫下經(jīng)過溶化、氧化、還原等使鐵水中多余的碳和硫、磷等元素，在高溫下經(jīng)過溶化、氧化、還原等物理化學(xué)反應(yīng)過程而被除去，從而煉成合乎化學(xué)成分要求的各類鋼種。物理化學(xué)反應(yīng)過程而被除去，從而煉成合乎化學(xué)成分要求的各類鋼種。澆澆 注注u 澆注澆注是指把熔煉好的鋼液做成注入鋼錠模經(jīng)冷卻后鋼錠或鋼坯。是指把熔煉好的鋼液做成注入鋼

34、錠模經(jīng)冷卻后鋼錠或鋼坯。u 用用連續(xù)鑄造法連續(xù)鑄造法生產(chǎn)鋼坯的工藝和設(shè)備，由于機(jī)械化、自動化程度高生產(chǎn)鋼坯的工藝和設(shè)備，由于機(jī)械化、自動化程度高的優(yōu)勢，已經(jīng)逐漸取代了笨重而復(fù)雜的的優(yōu)勢，已經(jīng)逐漸取代了笨重而復(fù)雜的鑄錠鑄錠工藝和設(shè)備。工藝和設(shè)備。u 鋼液中殘留的鋼液中殘留的氧氧會使鋼材晶粒粗細(xì)不均并發(fā)生會使鋼材晶粒粗細(xì)不均并發(fā)生熱脆熱脆，即冶煉過程中生，即冶煉過程中生成成氧化鐵氧化鐵等雜質(zhì)，降低鋼材的力學(xué)性能，因此需要對鋼液進(jìn)行等雜質(zhì)，降低鋼材的力學(xué)性能，因此需要對鋼液進(jìn)行脫氧。脫氧。u 脫氧：脫氧：在澆注過程中加入與氧親和力比鐵高的脫氧劑來排除或減少氧在澆注過程中加入與氧親和力比鐵高的脫氧劑來

35、排除或減少氧化鐵含量?；F含量。 脫脫 氧氧2.3 2.3 各種因素對鋼材的影響各種因素對鋼材的影響 Chapter 2 Material of Steel Structure2 2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料按按脫脫氧氧程程度度不不同同2.3 2.3 各種因素對鋼材的影響各種因素對鋼材的影響 Chapter 2 Material of Steel Structure2 2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料軋軋 制制u 指將鋼坯加熱至塑性狀態(tài)（指將鋼坯加熱至塑性狀態(tài)（1150-13001150-1300），通過一），通過一系列不同形狀和孔徑的軋鋼機(jī)，依靠外力改變其形狀，系列不同形狀和孔徑的軋鋼機(jī)，依靠外

36、力改變其形狀，生產(chǎn)出各種厚度的鋼板和型鋼。生產(chǎn)出各種厚度的鋼板和型鋼。2.3 2.3 各種因素對鋼材的影響各種因素對鋼材的影響 Chapter 2 Material of Steel Structure2 2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料2.3 2.3 各種因素對鋼材的影響各種因素對鋼材的影響 Chapter 2 Material of Steel Structure2 2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料剪剪 板板剪剪板板鉆鉆 孔孔2.3 2.3 各種因素對鋼材的影響各種因素對鋼材的影響2.3.3 2.3.3 鋼材的硬化（冷加工過程）鋼材的硬化（冷加工過程）沖沖 孔孔 Chapter 2 Materia

37、l of Steel Structure2 2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料冷作硬化冷作硬化在冷加工或一次加載使鋼材產(chǎn)生較大的塑性變形的情在冷加工或一次加載使鋼材產(chǎn)生較大的塑性變形的情況下，卸載后再重新加載，況下，卸載后再重新加載，鋼材的屈服點提高，塑性和韌性降低鋼材的屈服點提高，塑性和韌性降低的現(xiàn)象的現(xiàn)象 。局部硬化局部硬化時效硬化時效硬化隨著時間的增加，純鐵體中有一些數(shù)量極少的碳和氮隨著時間的增加，純鐵體中有一些數(shù)量極少的碳和氮的固熔物質(zhì)析出，使鋼材的的固熔物質(zhì)析出，使鋼材的屈服點和抗拉強(qiáng)度提高屈服點和抗拉強(qiáng)度提高，塑性和韌性塑性和韌性下降下降的現(xiàn)象的現(xiàn)象。隨時間使力學(xué)性能改變隨時間使力學(xué)性能

38、改變。應(yīng)變時效硬化應(yīng)變時效硬化鋼材產(chǎn)生一定數(shù)量的塑性變形后，鐵素體晶體中鋼材產(chǎn)生一定數(shù)量的塑性變形后，鐵素體晶體中的固溶碳和氮更容易析出，從而使已經(jīng)冷作硬化的鋼材又發(fā)生時的固溶碳和氮更容易析出，從而使已經(jīng)冷作硬化的鋼材又發(fā)生時效硬化現(xiàn)象。效硬化現(xiàn)象。 時效硬化的過程有長有短（幾天至幾十年），但在材料經(jīng)塑性變時效硬化的過程有長有短（幾天至幾十年），但在材料經(jīng)塑性變形（約形（約10%10%）后加熱到）后加熱到250250，可使時效硬化快速發(fā)展，秩序幾個小時，可使時效硬化快速發(fā)展，秩序幾個小時即可完成即可完成人工時效。人工時效。對于特別重要的結(jié)構(gòu)使用的鋼材時效，然后對于特別重要的結(jié)構(gòu)使用的鋼材時效，

39、然后測定其沖擊韌性。測定其沖擊韌性。 2.3 2.3 各種因素對鋼材的影響各種因素對鋼材的影響 Chapter 2 Material of Steel Structure2 2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料2.3.4 2.3.4 應(yīng)力集中的影響應(yīng)力集中的影響 在鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件中不可避免的存在著孔洞、槽口、凹角、裂縫、厚度變在鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件中不可避免的存在著孔洞、槽口、凹角、裂縫、厚度變化、形狀變化和內(nèi)部缺陷等，引起截面中的應(yīng)力分布不均勻，出現(xiàn)局部高化、形狀變化和內(nèi)部缺陷等，引起截面中的應(yīng)力分布不均勻，出現(xiàn)局部高峰應(yīng)力的現(xiàn)象。峰應(yīng)力的現(xiàn)象。應(yīng)力集中應(yīng)力集中現(xiàn)象?，F(xiàn)象。 影影響響l 有應(yīng)力集中的鋼材，有應(yīng)力集

40、中的鋼材，材性變脆材性變脆。l 應(yīng)力集中處常產(chǎn)生三向的同號拉應(yīng)力，易使鋼材開裂時也沒有明顯的塑性變形。應(yīng)力集中處常產(chǎn)生三向的同號拉應(yīng)力，易使鋼材開裂時也沒有明顯的塑性變形。l 應(yīng)力集中對塑性良好的鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中對塑性良好的鋼結(jié)構(gòu)靜力強(qiáng)度影響不大靜力強(qiáng)度影響不大，但，但降低疲勞強(qiáng)度降低疲勞強(qiáng)度。由于構(gòu)件形狀或截面的突然變化及缺陷導(dǎo)由于構(gòu)件形狀或截面的突然變化及缺陷導(dǎo)致結(jié)構(gòu)局部應(yīng)力大大超越其平均值的現(xiàn)象。致結(jié)構(gòu)局部應(yīng)力大大超越其平均值的現(xiàn)象。 應(yīng)力集中應(yīng)力集中l(wèi) 鋼材要有良好的塑性；鋼材要有良好的塑性；l 園滑而漸變的過渡構(gòu)造設(shè)計；園滑而漸變的過渡構(gòu)造設(shè)計；l 減少軋制、焊接的缺陷。減少軋制、焊接

41、的缺陷。對對策策 Chapter 2 Material of Steel Structure2 2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料不同槽口試件靜力拉伸試驗的應(yīng)力不同槽口試件靜力拉伸試驗的應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線 應(yīng)力集中對應(yīng)力集中對-曲線關(guān)系的影響曲線關(guān)系的影響 可以看出截面槽口可以看出截面槽口改變愈急劇，應(yīng)力集改變愈急劇，應(yīng)力集中現(xiàn)象愈厲害，其抗中現(xiàn)象愈厲害，其抗拉強(qiáng)度愈高，但塑性拉強(qiáng)度愈高，但塑性愈差，破壞的脆性傾愈差，破壞的脆性傾向愈大。向愈大。1020300.425100%(N/mm2)10測距10010100600700500400300200100 Chapter 2 Material of

42、 Steel Structure2 2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料2.3.5 2.3.5 荷載類型的影響荷載類型的影響荷載可分為靜力和動力兩大類荷載可分為靜力和動力兩大類1.1.加荷速度的影響加荷速度的影響 這是加載過程中出現(xiàn)的問題。加荷速度過快，構(gòu)件來不及變這是加載過程中出現(xiàn)的問題。加荷速度過快，構(gòu)件來不及變形，得到的屈服點也高，且呈脆性。特別在低溫時對鋼材性能的形，得到的屈服點也高，且呈脆性。特別在低溫時對鋼材性能的影響要比常溫下大得多。影響要比常溫下大得多。 因此，試驗時需規(guī)定加載速度；靜力加載試驗一般應(yīng)加載因此，試驗時需規(guī)定加載速度；靜力加載試驗一般應(yīng)加載5 5分分鐘后再讀數(shù)據(jù)。鐘后再讀

43、數(shù)據(jù)。2.2.循環(huán)荷載的影響循環(huán)荷載的影響 鋼材在連續(xù)交變荷載作用下，會逐漸累積損傷，產(chǎn)生裂紋及鋼材在連續(xù)交變荷載作用下，會逐漸累積損傷，產(chǎn)生裂紋及裂紋逐漸擴(kuò)展，直到最后破壞裂紋逐漸擴(kuò)展，直到最后破壞（疲勞破壞）（疲勞破壞）。 Chapter 2 Material of Steel Structure2 2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料2.3.6 2.3.6 溫度的影響溫度的影響正溫范圍：正溫范圍：T T升高升高（1 1）溫度在）溫度在150150以內(nèi)，鋼材材質(zhì)變以內(nèi)，鋼材材質(zhì)變化很小，鋼結(jié)構(gòu)可用于溫度不高于化很小，鋼結(jié)構(gòu)可用于溫度不高于150150的場合。的場合。（2 2）溫度在）溫度在2502

44、50左右的區(qū)間內(nèi)，左右的區(qū)間內(nèi)，fu u 有局部性提高，沖擊韌性降低，出現(xiàn)有局部性提高，沖擊韌性降低，出現(xiàn)藍(lán)脆現(xiàn)象。藍(lán)脆現(xiàn)象。（3 3）當(dāng)溫度達(dá)到）當(dāng)溫度達(dá)到600600時，鋼材進(jìn)入時，鋼材進(jìn)入熱塑性狀態(tài)，強(qiáng)度下降嚴(yán)重，將喪失熱塑性狀態(tài)，強(qiáng)度下降嚴(yán)重，將喪失承載能力。承載能力。 溫度對鋼材力學(xué)性能的影響溫度對鋼材力學(xué)性能的影響)N/mm(2(%)fufyE負(fù)溫范圍：負(fù)溫范圍：T T下降下降，隨著溫度的降低，鋼材的強(qiáng)度提高，而塑性和韌性降隨著溫度的降低，鋼材的強(qiáng)度提高，而塑性和韌性降低，逐漸變脆，稱為鋼材的低，逐漸變脆，稱為鋼材的低溫冷脆低溫冷脆。鋼材的沖擊韌性對溫度的降低十分。鋼材的沖擊韌性對

45、溫度的降低十分敏感。敏感。 高溫軟化，低溫冷脆高溫軟化，低溫冷脆 Chapter 2 Material of Steel Structure2 2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料2.4 2.4 建筑用鋼種類、規(guī)格和選用建筑用鋼種類、規(guī)格和選用2.4.1 2.4.1 建筑用鋼的品種建筑用鋼的品種品種品種特點特點碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼用于結(jié)構(gòu)的普通低碳鋼用于結(jié)構(gòu)的普通低碳鋼低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼普通低碳鋼普通低碳鋼+ +若干種合金元素若干種合金元素（錳、釩、鈦、鈮等，總量（錳、釩、鈦、鈮等，總量5%5%）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼有害元素少的碳素鋼有害元素少的碳素鋼+ +熱處理熱處理鋼索鋼

46、索鋼絲、平行鋼絲索、鋼絞線鋼絲、平行鋼絲索、鋼絞線鋼絲繩等鋼絲繩等2.4 2.4 建筑用鋼種類、規(guī)格和選用建筑用鋼種類、規(guī)格和選用 Chapter 2 Material of Steel Structure2 2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼的種類鋼的種類 Chapter 2 Material of Steel Structure2 2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料（1 1）碳素結(jié)構(gòu)鋼（）碳素結(jié)構(gòu)鋼（GB/T700-2006GB/T700-2006）Q275Q215Q255Q235規(guī)范推薦規(guī)范推薦提供提供fy、fu、 保證以及沖擊韌性、冷彎試驗指標(biāo)保證以及沖擊韌性、冷彎試驗指標(biāo)化學(xué)成分化學(xué)成分C、M

47、n、Si、S、P保證保證供貨供貨含碳量、強(qiáng)度含碳量、強(qiáng)度塑性塑性特點特點Q195牌號牌號 碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號由代表碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號由代表屈服點的字母屈服點的字母Q Q、屈服點（厚、屈服點（厚度度t16mm)t16mm)的數(shù)值、質(zhì)量等級符號、脫氧方法符號的數(shù)值、質(zhì)量等級符號、脫氧方法符號等四部等四部分按順序組成。分按順序組成。 Chapter 2 Material of Steel Structure2 2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料可可省省略略 Chapter 2 Material of Steel Structure2 2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料（2 2）低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼）低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼

48、(GB/T 1591-2008)(GB/T 1591-2008)Q460Q345規(guī)范推薦規(guī)范推薦Q420規(guī)范推薦規(guī)范推薦Q390規(guī)范推薦規(guī)范推薦提供提供fy、fu、 保證以及沖擊韌性、冷彎試驗指標(biāo)保證以及沖擊韌性、冷彎試驗指標(biāo)化學(xué)成分化學(xué)成分C、Mn、Si、S、P、V、Ti保證保證供貨供貨含碳量、強(qiáng)度含碳量、強(qiáng)度特點特點Q295牌號牌號塑性塑性 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的牌號由代表低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的牌號由代表屈服點的字母屈服點的字母Q Q、屈、屈服點（厚度服點（厚度t16mm)t16mm)的數(shù)值、質(zhì)量等級符號的數(shù)值、質(zhì)量等級符號等三部分按順等三部分按順序組成。序組成。 Chapter 2 Mate

49、rial of Steel Structure2 2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料390420 Chapter 2 Material of Steel Structure2 2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料2.4.2 2.4.2 鋼材的規(guī)格鋼材的規(guī)格1.1.熱軋鋼板熱軋鋼板a) 分為分為厚鋼板、薄鋼板厚鋼板、薄鋼板和和扁鋼。扁鋼。b) 表示方法：在符號表示方法：在符號“-”后加后加“寬度寬度厚度厚度長度長度” c) 供應(yīng)規(guī)格供應(yīng)規(guī)格 （單位：（單位：mm） 厚度厚度 寬度寬度 長度長度 厚鋼板厚鋼板4.5-60600-30004000-12000薄鋼板薄鋼板0.35-4500-1500500-4000

50、扁鋼扁鋼4-6012-2003000-9000熱軋鋼板、鋼帶熱軋鋼板、鋼帶熱軋型鋼（焊接）熱軋型鋼（焊接）冷彎薄壁型鋼冷彎薄壁型鋼冷軋鋼板、鋼帶冷軋鋼板、鋼帶 Chapter 2 Material of Steel Structure2 2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料2.2.熱軋型鋼熱軋型鋼角鋼角鋼工字鋼工字鋼槽鋼槽鋼H H型鋼型鋼T T型鋼型鋼鋼管鋼管等邊角鋼等邊角鋼不等邊角鋼不等邊角鋼角鋼分類角鋼分類型號或表示方法型號或表示方法最小規(guī)格最小規(guī)格最大規(guī)格最大規(guī)格長度長度等邊角鋼等邊角鋼L邊長邊長厚度厚度L203L20024400019000不等邊角鋼不等邊角鋼L長邊長邊短邊短邊厚度厚度L251

51、63L20012518角鋼規(guī)格角鋼規(guī)格 (單位單位mm) Chapter 2 Material of Steel Structure2 2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料工字鋼分類工字鋼分類型號或表示方法型號或表示方法單位單位cm最小規(guī)格最小規(guī)格最大規(guī)格最大規(guī)格長度長度(m)普通工字鋼普通工字鋼I高度高度I10I63519輕型工字鋼輕型工字鋼QI高度高度QI10QI70工字鋼規(guī)格工字鋼規(guī)格槽鋼規(guī)格槽鋼規(guī)格工字鋼分類工字鋼分類型號或表示方法型號或表示方法單位單位cm最小規(guī)格最小規(guī)格最大規(guī)格最大規(guī)格長度長度(m)普通槽鋼普通槽鋼高度高度540519輕型槽鋼輕型槽鋼Q高度高度Q5Q40 Chapter 2

52、 Material of Steel Structure2 2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料H H型鋼規(guī)格型鋼規(guī)格H型鋼分類型鋼分類型號或表示方法型號或表示方法單位單位mm最小規(guī)格最小規(guī)格最大規(guī)格最大規(guī)格長度長度(m)寬翼緣寬翼緣H型鋼型鋼HW高高寬寬腹板腹板厚厚翼緣厚翼緣厚HW10010068HW4004001321615中翼緣中翼緣H型鋼型鋼HM高高寬寬腹板腹板厚厚翼緣厚翼緣厚HM15010069HW6003001220窄翼緣窄翼緣H型鋼型鋼HN高高寬寬腹板腹板厚厚翼緣厚翼緣厚HN1005057HN7003001324高頻焊接高頻焊接H型鋼型鋼H高高寬寬腹板厚腹板厚翼緣厚翼緣厚H1005033

53、H3501754.56612 Chapter 2 Material of Steel Structure2 2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料T T型鋼規(guī)格型鋼規(guī)格t鋼管規(guī)格鋼管規(guī)格 H型鋼分類型鋼分類型號或表示方法型號或表示方法單位單位mm最小規(guī)格最小規(guī)格最大規(guī)格最大規(guī)格長度長度(m)寬翼緣寬翼緣T型鋼型鋼TW高高寬寬TW50100HW200400615中翼緣中翼緣T型鋼型鋼TM高高寬寬TM74100HW300300窄翼緣窄翼緣T型鋼型鋼TN高高寬寬TN5050HN350200鋼管分類鋼管分類型號或表示方法型號或表示方法單位單位mm最小規(guī)格最小規(guī)格最大規(guī)格最大規(guī)格長度長度(m)熱軋無縫鋼管熱軋無縫

54、鋼管 直徑直徑壁厚壁厚 322.5 35116312電焊鋼管電焊鋼管（直焊縫、螺旋焊縫）（直焊縫、螺旋焊縫） 直徑直徑壁厚壁厚 322 1525.5 Chapter 2 Material of Steel Structure2 2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料3.3.冷彎薄壁型鋼和壓型鋼板冷彎薄壁型鋼和壓型鋼板冷彎薄壁型鋼（冷彎薄壁型鋼（壁厚壁厚1.5-6mm1.5-6mm）和壓型鋼板）和壓型鋼板（壁厚壁厚0.4-1.6mm0.4-1.6mm），），截面形式和尺寸均可按截面形式和尺寸均可按受力特點合理設(shè)計，能受力特點合理設(shè)計，能充分利用鋼材的強(qiáng)度，充分利用鋼材的強(qiáng)度，達(dá)到節(jié)約鋼材的目的。達(dá)到節(jié)約鋼

55、材的目的。在國內(nèi)外輕鋼建筑結(jié)構(gòu)在國內(nèi)外輕鋼建筑結(jié)構(gòu)中被廣泛應(yīng)用。中被廣泛應(yīng)用。冷彎薄壁型鋼冷彎薄壁型鋼壓型鋼板壓型鋼板 Chapter 2 Material of Steel Structure2 2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料壓型鋼板的應(yīng)用壓型鋼板的應(yīng)用 Chapter 2 Material of Steel Structure2 2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料2.4.3 2.4.3 鋼材的選擇鋼材的選擇 選擇鋼材的原則選擇鋼材的原則：安全可靠，：安全可靠，滿足使用要求，經(jīng)濟(jì)合理。滿足使用要求，經(jīng)濟(jì)合理。 為了保證承重結(jié)構(gòu)的承載能力，為了保證承重結(jié)構(gòu)的承載能力，防止出現(xiàn)脆性破壞，在選擇鋼材時防止

56、出現(xiàn)脆性破壞，在選擇鋼材時應(yīng)具體考慮以下因素：應(yīng)具體考慮以下因素：結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的重要性結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的重要性、荷載性質(zhì)、荷載性質(zhì)、連接方式、連接方式、工作環(huán)境工作環(huán)境、結(jié)構(gòu)的應(yīng)力結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)狀態(tài)、鋼材的厚度鋼材的厚度。 Chapter 2 Material of Steel Structure2 2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料考慮結(jié)構(gòu)特點考慮結(jié)構(gòu)特點結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)重要性重要性重要重要一般一般次要次要荷載荷載特征特征動載動載靜載靜載工作工作環(huán)境環(huán)境工作工作溫度溫度環(huán)境環(huán)境介質(zhì)介質(zhì)低溫低溫常溫常溫腐蝕性腐蝕性一般一般連接連接方式方式焊接焊接非焊接非焊接應(yīng)力應(yīng)力狀態(tài)狀態(tài)拉力拉力壓力壓力鋼材鋼材厚度厚度厚板厚板薄

57、板薄板 Chapter 2 Material of Steel Structure2 2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料GB50017-2003GB50017-2003規(guī)定規(guī)定（強(qiáng)制性條文）（強(qiáng)制性條文）1.1.承重結(jié)構(gòu)的鋼材宜采用承重結(jié)構(gòu)的鋼材宜采用Q235Q235鋼、鋼、Q345Q345鋼、鋼、Q390Q390鋼和鋼和Q420Q420鋼，鋼，其質(zhì)量應(yīng)分別符合國家標(biāo)準(zhǔn)其質(zhì)量應(yīng)分別符合國家標(biāo)準(zhǔn)碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼GB/T700GB/T700和和低合低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼GB/T1591GB/T1591的規(guī)定。當(dāng)采用其他牌號的鋼材時的規(guī)定。當(dāng)采用其他牌號的鋼材時，應(yīng)符合相應(yīng)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定和要

58、求。，應(yīng)符合相應(yīng)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定和要求。 2. 2. 承重結(jié)構(gòu)采用的鋼材應(yīng)具有承重結(jié)構(gòu)采用的鋼材應(yīng)具有抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度、伸長率伸長率、屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度和和硫、磷硫、磷含量的合格保證，對于焊接結(jié)構(gòu)尚應(yīng)具有含量的合格保證，對于焊接結(jié)構(gòu)尚應(yīng)具有含碳量含碳量的合的合格保證。格保證。3.3.焊接承重結(jié)構(gòu)焊接承重結(jié)構(gòu)以及以及非焊接承重結(jié)構(gòu)非焊接承重結(jié)構(gòu)采用的鋼材還應(yīng)有采用的鋼材還應(yīng)有冷彎試?yán)鋸澰囼烌灥暮细癖ＷC。的合格保證。 Chapter 2 Material of Steel Structure2 2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料4.4.重要的受拉或受彎的焊接構(gòu)件中，厚度大于等于重要的受拉或受彎的焊接構(gòu)件中，

59、厚度大于等于16mm16mm的鋼的鋼材應(yīng)具有常溫沖擊韌性合格的保證。材應(yīng)具有常溫沖擊韌性合格的保證。 5.5.當(dāng)焊接結(jié)構(gòu)為防止鋼材的層狀撕裂而采用當(dāng)焊接結(jié)構(gòu)為防止鋼材的層狀撕裂而采用Z Z向向鋼時，其材鋼時，其材質(zhì)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)厚度方向性能鋼板厚度方向性能鋼板GB/T5313GB/T5313的規(guī)的規(guī)定。定。 6.6.對于外露環(huán)境，且對大氣腐蝕有特殊要求的或在腐蝕性氣對于外露環(huán)境，且對大氣腐蝕有特殊要求的或在腐蝕性氣態(tài)和固態(tài)介質(zhì)作用下的承重結(jié)構(gòu)，宜采用耐候鋼，其質(zhì)量要態(tài)和固態(tài)介質(zhì)作用下的承重結(jié)構(gòu)，宜采用耐候鋼，其質(zhì)量要求應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)求應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)焊接耐候鋼焊接耐候鋼GB/T4172GB/T4172的規(guī)定。的規(guī)定。 Chapter 2 Material of Steel Structure2 2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料（一般性條文）（一般性條文）3. 3. 對于需要對于需要驗算疲勞的焊接結(jié)構(gòu)驗算疲勞的焊接結(jié)構(gòu)的鋼材，應(yīng)具有常溫沖擊韌性的的鋼材，應(yīng)具有常溫沖擊韌性的合格保證。對結(jié)構(gòu)工作溫度合格保證。對結(jié)構(gòu)工作溫度不高于不高于00 但但高于高于-20-20 時，時，Q235Q235