鋼結(jié)構(gòu)材料結(jié)構(gòu)鋼材的破壞形式PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1鋼結(jié)構(gòu)材料鋼結(jié)構(gòu)材料 結(jié)構(gòu)鋼材的破壞形式結(jié)構(gòu)鋼材的破壞形式(4) 頸縮階段（BD段） 極限強(qiáng)度后，試件出現(xiàn)局部截面橫向收縮，塑性變形迅速增大，即頸縮現(xiàn)象。此時(shí)，只要荷載不斷降低，變形能繼續(xù)發(fā)展，直至D點(diǎn)試件斷裂。2.2鋼結(jié)構(gòu)對(duì)鋼材性能的要求鋼結(jié)構(gòu)對(duì)鋼材性能的要求(2) 屈服階段（ECF段）應(yīng)力波動(dòng)的最低值稱為屈服點(diǎn)或屈服強(qiáng)度，屈服階段從開(kāi)始（E點(diǎn)）到曲線再度上升(F點(diǎn))的變形范圍較大，相應(yīng)的應(yīng)變幅度稱為流幅。Q235鋼的屈服點(diǎn) ，對(duì)應(yīng)的應(yīng)變 ，流幅0.152.5。(3) 強(qiáng)化階段（FB段）應(yīng)變的增加快于應(yīng)力的增加，塑性特性明顯。B點(diǎn)的應(yīng)力為抗拉強(qiáng)度或極限強(qiáng)度。 2/235mmNfy15

2、. 0y第1頁(yè)/共27頁(yè)第二章第二章 鋼結(jié)構(gòu)材料鋼結(jié)構(gòu)材料 2.2鋼結(jié)構(gòu)對(duì)鋼材性能的要求鋼結(jié)構(gòu)對(duì)鋼材性能的要求從拉伸曲線可以得到:v鋼材的屈服強(qiáng)度f(wàn)y與比例極限fp和彈性極限fe很接近，在屈服強(qiáng)度之前，鋼材應(yīng)變很小，而在屈服強(qiáng)度以后，鋼材產(chǎn)生很大的塑性變形，常使結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了使用上不允許的殘余變形。因此認(rèn)為：屈服強(qiáng)度是設(shè)計(jì)時(shí)鋼材可以達(dá)到的最大應(yīng)力，鋼材可看作為理想的彈塑性。v抗拉強(qiáng)度f(wàn)u是鋼材破壞前能夠承受的最大應(yīng)力，屈強(qiáng)比（fy /fu）是衡量鋼材強(qiáng)度儲(chǔ)備的一個(gè)系數(shù)，屈強(qiáng)比愈低鋼材的安全儲(chǔ)備愈大，但屈強(qiáng)比過(guò)小時(shí)，鋼材強(qiáng)度的利用率太低，不夠經(jīng)濟(jì)；屈強(qiáng)比過(guò)大時(shí)，安全儲(chǔ)備太小而不夠安全。v屈服強(qiáng)度和抗

3、拉強(qiáng)度是承重結(jié)構(gòu)所用鋼材應(yīng)具有的基本保證項(xiàng)目，對(duì)一般非承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件所用鋼材只要保證抗拉強(qiáng)度即可。 第2頁(yè)/共27頁(yè)第二章第二章 鋼結(jié)構(gòu)材料鋼結(jié)構(gòu)材料 2.2鋼結(jié)構(gòu)對(duì)鋼材性能的要求鋼結(jié)構(gòu)對(duì)鋼材性能的要求應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系可根據(jù)不同要求選用計(jì)算模型。v理想彈塑性型最為簡(jiǎn)單，一般結(jié)構(gòu)破壞時(shí)鋼材的應(yīng)變( 1)尚未進(jìn)入強(qiáng)化段。v彈性強(qiáng)化模型為二折線，屈服后的應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系簡(jiǎn)化為很平緩的斜直線，可取E|=0.01Es，優(yōu)點(diǎn)是應(yīng)力和應(yīng)變關(guān)系的惟一性。v三折線或曲線的彈一塑性強(qiáng)化模型較為復(fù)雜些，但可較準(zhǔn)確地描述鋼筋的大變形性能。第3頁(yè)/共27頁(yè)第二章第二章 鋼結(jié)構(gòu)材料鋼結(jié)構(gòu)材料 2.2鋼結(jié)構(gòu)對(duì)鋼材性能的要求鋼結(jié)構(gòu)

4、對(duì)鋼材性能的要求對(duì)高強(qiáng)度鋼材，如碳素鋼絲、鋼絞線和熱處理鋼材拉伸曲線上沒(méi)有明顯的屈服臺(tái)階。取對(duì)應(yīng)于殘余應(yīng)變?yōu)?.2時(shí)的應(yīng)力f0.2作為屈服點(diǎn)fy，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果得 f0.2 =（0.80.9）fb 第4頁(yè)/共27頁(yè)第二章第二章 鋼結(jié)構(gòu)材料鋼結(jié)構(gòu)材料 2.2鋼結(jié)構(gòu)對(duì)鋼材性能的要求鋼結(jié)構(gòu)對(duì)鋼材性能的要求硬鋼的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系一般采用RambergOsgood模型。參數(shù)n=730，取決于鋼材的種類。 黃成若根據(jù)鋼筋的試驗(yàn)結(jié)果建議的計(jì)算式第5頁(yè)/共27頁(yè)第二章第二章 鋼結(jié)構(gòu)材料鋼結(jié)構(gòu)材料 2.2鋼結(jié)構(gòu)對(duì)鋼材性能的要求鋼結(jié)構(gòu)對(duì)鋼材性能的要求2. 良好的塑性 塑性是指鋼材在應(yīng)力超過(guò)屈服點(diǎn)后，能產(chǎn)生顯著的殘余變形

5、（塑性變形）而不立即斷裂的性質(zhì)。一般用伸長(zhǎng)率來(lái)衡量，它由鋼材的靜力單向拉伸試驗(yàn)得到。 值愈大，鋼材的塑性愈好。試件l0/d=5和=10時(shí)測(cè)得的伸長(zhǎng)率分別以5和10表示，d為試件直徑。當(dāng)試件為板材時(shí)， 和 ，F(xiàn)0為試件橫截面面積。 100001lll0065. 5Fl 003 .11Fl 第6頁(yè)/共27頁(yè)第二章第二章 鋼結(jié)構(gòu)材料鋼結(jié)構(gòu)材料 2.2鋼結(jié)構(gòu)對(duì)鋼材性能的要求鋼結(jié)構(gòu)對(duì)鋼材性能的要求 塑性好則結(jié)構(gòu)破壞前變形比較明顯，從而可避免發(fā)生脆性破壞。塑性好還能調(diào)整局部高峰應(yīng)力，使應(yīng)力重分布，趨于平緩，并能提高構(gòu)件的延性和結(jié)構(gòu)的抗震能力。 承重結(jié)構(gòu)用的鋼材，不論在靜力荷載或動(dòng)力荷載作用下，以及在加工制

6、作過(guò)程中，除了應(yīng)具有較高的強(qiáng)度外，尚應(yīng)要求具有足夠的伸長(zhǎng)率，對(duì)非承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件所用鋼材也要保證其伸長(zhǎng)率。 第7頁(yè)/共27頁(yè)第二章第二章 鋼結(jié)構(gòu)材料鋼結(jié)構(gòu)材料 2.2鋼結(jié)構(gòu)對(duì)鋼材性能的要求鋼結(jié)構(gòu)對(duì)鋼材性能的要求3. 韌性好 韌性是指鋼材在塑性變形和斷裂過(guò)程中吸收能量的能力，是衡量鋼材抵抗動(dòng)力荷載能力的指標(biāo)，它是強(qiáng)度和塑性的綜合表現(xiàn)，是判斷鋼材在動(dòng)力荷載作用下是否出現(xiàn)脆性破壞的重要指標(biāo)之一。韌性的好壞用沖擊韌性值表示，它是對(duì)帶有夏比V型缺口（Charpy）試件進(jìn)行沖擊試驗(yàn)測(cè)得的試件斷裂時(shí)的沖擊功。 405522r1r2.51:5擺錘1010101055452r0.25(a)(b)r2.5第8頁(yè)/共2

7、7頁(yè)第二章第二章 鋼結(jié)構(gòu)材料鋼結(jié)構(gòu)材料 2.2鋼結(jié)構(gòu)對(duì)鋼材性能的要求鋼結(jié)構(gòu)對(duì)鋼材性能的要求 韌性好表示在動(dòng)荷載作用下破壞時(shí)能吸收比較多的能量，從而提高結(jié)構(gòu)抵抗動(dòng)力荷載的能力，降低脆性破壞的危險(xiǎn)程度。 對(duì)需要驗(yàn)算疲勞的結(jié)構(gòu)所用鋼材應(yīng)具有在不同試驗(yàn)溫度下的沖擊韌性的合格保證。對(duì)其它重要的受拉或受彎的焊接構(gòu)件中，厚度大于16mm的鋼材應(yīng)具有常溫沖擊韌性的合格保證。 第9頁(yè)/共27頁(yè)第二章第二章 鋼結(jié)構(gòu)材料鋼結(jié)構(gòu)材料 2.2鋼結(jié)構(gòu)對(duì)鋼材性能的要求鋼結(jié)構(gòu)對(duì)鋼材性能的要求4. 合格的冷彎性能 冷彎性能是指鋼材在常溫下冷加工發(fā)生塑性變形時(shí)，對(duì)產(chǎn)生裂紋的抵抗能力。用冷彎試驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)，如果試件彎曲180，無(wú)裂紋、

8、斷裂或分層，即認(rèn)為試件冷彎性能合格。 冷彎試驗(yàn)不僅能直接檢驗(yàn)鋼材的彎曲變形能力或塑性變形，還能暴露出鋼材的內(nèi)部缺陷。冷彎性能是衡量鋼材力學(xué)性能的綜合指標(biāo)。d+2.1ada結(jié)構(gòu)構(gòu)件在制作、安裝過(guò)程中要進(jìn)行冷加工，尤其是焊接結(jié)構(gòu)焊后變形的調(diào)直等工序都需要鋼材有合格的冷彎性能。而非焊接的重要結(jié)構(gòu)（如吊車梁、大跨度重型桁架等）以及需要彎曲成型的構(gòu)件等，亦都要求具有冷彎性能合格的保證。鋼材的強(qiáng)度、塑性、沖擊韌性和冷彎性能稱為鋼材的力學(xué)性能或機(jī)械性能。 第10頁(yè)/共27頁(yè)第二章第二章 鋼結(jié)構(gòu)材料鋼結(jié)構(gòu)材料 2.2鋼結(jié)構(gòu)對(duì)鋼材性能的要求鋼結(jié)構(gòu)對(duì)鋼材性能的要求5. 可焊性好 可焊性是指在一定的焊接工藝和結(jié)構(gòu)條

9、件下，鋼材經(jīng)過(guò)焊接后能夠獲得良好的焊接接頭的性能。可分為施工上的可焊性的和使用上的可焊性。 施工上的可焊性好是指在一定的焊接工藝下，焊縫金屬及其附近金屬均不產(chǎn)生裂紋； 使用上的可焊性好是指焊接構(gòu)件在施焊后的力學(xué)性能不低于母材的力學(xué)性能。 鋼材的可焊性受碳含量和合金元素含量的影響。普通碳素鋼當(dāng)其含碳量在0.27以下，含錳量在0.7以下，含硅量在0.4以下，硫、磷含量各在0.05以下時(shí)，可焊性是好的。對(duì)低合金鋼，用碳當(dāng)量CE衡量其可焊性。碳當(dāng)量CE越高可焊性越差 。Cu)(Ni151V)Mo(Cr516MnCCE第11頁(yè)/共27頁(yè)2.3 影響鋼材性能的主要因素影響鋼材性能的主要因素 鋼材的性能受許

10、多因素的影響，其中有些因素會(huì)促使鋼材產(chǎn)生脆性破壞，應(yīng)格外重視。1.化學(xué)成分 鋼材是由各種化學(xué)成分組成的，其基本元素為鐵（Fe），碳素結(jié)構(gòu)鋼中鐵占99%，碳和其他元素僅占1%，但對(duì)鋼材的性能有著決定性的影響。普通低合金鋼中還含有低于5%的合金元素。 碳（C）。碳是碳素結(jié)構(gòu)鋼中僅次于鐵的主要元素，是鋼材強(qiáng)度的主要來(lái)源，隨著含碳量的增加，鋼材強(qiáng)度提高，而塑性和韌性、尤其是低溫沖擊韌性下降，同時(shí)可焊性、抗腐蝕性、冷彎性能明顯降低。因此結(jié)構(gòu)用鋼的含碳量一般不應(yīng)超過(guò)0.22%，對(duì)焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)低于0.2%。 硫（S）。硫是一種有害元素，降低鋼材的塑性、韌性、可焊性、抗銹蝕性等，在高溫時(shí)使鋼材變脆，即熱脆。因此

11、，鋼材中硫的含量不得超過(guò)0.05%，在焊接結(jié)構(gòu)中不超過(guò)0.045%。第12頁(yè)/共27頁(yè)第二章第二章 鋼結(jié)構(gòu)材料鋼結(jié)構(gòu)材料 2.3 影響鋼材性能的主要因素影響鋼材性能的主要因素 磷（P）。磷也是一種有害元素，雖磷的存在使鋼材的強(qiáng)度和抗銹蝕性提高，但嚴(yán)重降低鋼材的塑性、韌性、可焊性、冷彎性能等，特別是在低溫時(shí)使鋼材變脆，即冷脆。鋼材中磷的含量一般不得超過(guò)0.045%。磷在鋼材中的強(qiáng)化作用十分顯著，有些國(guó)家生產(chǎn)高磷鋼，含磷量最高可達(dá)0.08%0.12%，由此引起的不利影響通過(guò)降低含碳量來(lái)彌補(bǔ)。 氧（O）和氮（N）。氧和氮都是鋼材的有害雜質(zhì)，氧的作用與硫類似，使鋼材產(chǎn)生熱脆，一般要求其含量小于0.05

12、%；而氮的作用與磷類似，使鋼材產(chǎn)生冷脆，一般要求其含量小于0.008%。由于氧、氮容易在冶煉過(guò)程中逸出，且根據(jù)需要進(jìn)行不同程度的脫氧處理，其含量一般不會(huì)超過(guò)極限含量。第13頁(yè)/共27頁(yè)第二章第二章 鋼結(jié)構(gòu)材料鋼結(jié)構(gòu)材料 2.3 影響鋼材性能的主要因素影響鋼材性能的主要因素 錳（Mn）。錳是一種弱脫氧劑，適量的錳含量可以有效地提高鋼材的強(qiáng)度，又能消除硫、氧對(duì)鋼材的熱脆影響，而不顯著降低鋼材的塑性和韌性。但含量過(guò)高將使鋼材變脆，降低鋼材的抗銹蝕性和可焊性。錳在碳素結(jié)構(gòu)鋼中的含量為0.3%0.8%，在低合金鋼中一般為1.2%1.6%。 硅（Si）。硅是一種強(qiáng)脫氧劑，適量的硅可提高鋼材的強(qiáng)度，而對(duì)塑性

13、、韌性、冷彎性能和可焊性無(wú)明顯不良影響，含量過(guò)大（達(dá)1%左右）時(shí)，會(huì)降低鋼材的塑性、韌性、抗銹蝕性和可焊性。一般含硅量不超過(guò)0.3%。為改善鋼材的性能，可摻入一定數(shù)量的其它元素，如鋁（Al）、鉻（Cr）、鎳（Ni）、銅（Cu）、鈦（Ti）、釩（V）等。第14頁(yè)/共27頁(yè)第二章第二章 鋼結(jié)構(gòu)材料鋼結(jié)構(gòu)材料 2.3 影響鋼材性能的主要因素影響鋼材性能的主要因素 2.冶煉、軋制、熱處理冶煉 平爐和氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐來(lái)冶煉，二者鋼材質(zhì)量基本相同，都較好。為排除鋼水中的氧元素，澆鑄前要向鋼液中投入脫氧劑，按脫氧程度的不同，形成沸騰鋼、半鎮(zhèn)靜鋼、鎮(zhèn)靜鋼和特殊鎮(zhèn)靜鋼。 沸騰鋼是以錳作為脫氧劑，脫氧不充分，鋼水出現(xiàn)

14、劇烈沸騰現(xiàn)象而得名。因沸騰鋼含有較多的氧、氮等元素，其塑性、韌性和可焊性較差，容易發(fā)生時(shí)效和變脆。但沸騰鋼成品率高，成本較低，質(zhì)量能滿足一般承重結(jié)構(gòu)的要求，因而廣泛應(yīng)用。 鎮(zhèn)靜鋼除了加錳以外，還加強(qiáng)脫氧劑硅，脫氧比較充分。具有較高的沖擊韌性，較小的時(shí)效敏感性和冷脆性，冷彎性能、可焊性和抗銹蝕性較好等優(yōu)點(diǎn)。但成品率低，成本較高。 半鎮(zhèn)靜鋼的脫氧程度介于沸騰鋼和鎮(zhèn)靜鋼之間，其性能也介于二者之間。特殊鎮(zhèn)靜鋼是在用錳和硅脫氧之后，再用鋁等進(jìn)行補(bǔ)充脫氧，能明顯改善各項(xiàng)力學(xué)性能。第15頁(yè)/共27頁(yè)第二章第二章 鋼結(jié)構(gòu)材料鋼結(jié)構(gòu)材料 2.3 影響鋼材性能的主要因素影響鋼材性能的主要因素 冶金缺陷 常見(jiàn)的冶金

15、缺陷有偏析、非金屬夾雜、氣孔、裂紋及分層等。偏析是指鋼中化學(xué)成分分布不均勻，特別是硫、磷偏析嚴(yán)重惡化鋼材的性能；非金屬夾雜是指鋼中含有硫化物、氧化物等雜質(zhì)；氣孔是由于氧化鐵與碳作用生成的一氧化碳不能充分逸出而形成的；非金屬夾雜物在軋制后會(huì)造成鋼材的分層。這些缺陷都將降低鋼材的性能。分層使鋼材沿厚度受拉的性能大大降低。 軋制 鋼的軋制是在高溫（12001300）和壓力作用下將鋼錠熱軋成鋼板或型鋼。軋制使鋼錠中的小氣孔、裂紋等缺陷焊合起來(lái)，使金屬組織更加致密，并能消除顯微組織缺陷，從而改善了鋼材的力學(xué)性能。一般來(lái)說(shuō)，軋制的鋼材愈小（愈?。?，其強(qiáng)度愈高，塑性和沖擊韌性也愈好。由此規(guī)范對(duì)鋼材按厚度進(jìn)行

16、分組。 熱軋的鋼材由于不均勻冷卻產(chǎn)生殘余應(yīng)力，一般在冷卻較慢處產(chǎn)生拉應(yīng)力，早冷卻處產(chǎn)生壓應(yīng)力第16頁(yè)/共27頁(yè)第二章第二章 鋼結(jié)構(gòu)材料鋼結(jié)構(gòu)材料 2.3 影響鋼材性能的主要因素影響鋼材性能的主要因素 熱處理 鋼的熱處理就是將鋼在固態(tài)范圍內(nèi)施以不同的加熱、保溫和冷卻，以改變其性能的一種工藝，根據(jù)加熱和冷卻方法的不同，建筑結(jié)構(gòu)鋼的熱處理主要有：退火處理、正火處理、淬火處理、回火處理。熱處理可改善鋼的組織和性能，消除殘余應(yīng)力。淬火加高溫回火的綜合操作稱為調(diào)質(zhì)處理，可讓鋼材獲得強(qiáng)度、塑性和韌性都較好的綜合性能。第17頁(yè)/共27頁(yè)第二章第二章 鋼結(jié)構(gòu)材料鋼結(jié)構(gòu)材料 2.3 影響鋼材性能的主要因素影響鋼材

17、性能的主要因素 3. 鋼材的硬化硬化有時(shí)效硬化和冷作硬化兩種。時(shí)效硬化是指鋼材隨時(shí)間的增長(zhǎng)，鋼材強(qiáng)度(屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度)提高，塑性降低、特別是沖擊韌性大大降低的現(xiàn)象。時(shí)效硬化的過(guò)程一般很長(zhǎng)。為了測(cè)定鋼材時(shí)效后的沖擊韌性，常采用人工快速時(shí)效方法，即先使鋼材產(chǎn)生10左右的塑性變形，再加熱至250左右并保溫1小時(shí)，然后在空氣中冷卻。冷作硬化是指當(dāng)鋼材冷加工（剪、沖、拉彎等）超過(guò)其彈性極限卸載后，出現(xiàn)殘余塑性變形，再次加載時(shí)彈性極限（或屈服點(diǎn)）提高的現(xiàn)象。冷作硬化降低了鋼材的塑性和沖擊韌性，增加了出現(xiàn)脆性破壞的可能性。 時(shí) 效 硬 化冷 作 硬 化0 2431冷 作 硬 化 后的 塑 性 區(qū)f ypf

18、 冷 加 工 及 時(shí) 效后 的 塑 性 區(qū)0f y冷 加 工 及 時(shí) 效第18頁(yè)/共27頁(yè)第二章第二章 鋼結(jié)構(gòu)材料鋼結(jié)構(gòu)材料 2.3 影響鋼材性能的主要因素影響鋼材性能的主要因素 4. 溫度的影響u0以上，總的趨勢(shì)是溫度升高，鋼材強(qiáng)度、彈性模量降低，塑性增大。u100以內(nèi)時(shí)，鋼材性能基本不變；u但在250左右時(shí)，鋼材出現(xiàn)抗拉強(qiáng)度提高，沖擊韌性下降的藍(lán)脆現(xiàn)象，應(yīng)避免鋼材在藍(lán)脆溫度范圍內(nèi)進(jìn)行熱加工；u溫度超過(guò)300后，屈服點(diǎn)和極限強(qiáng)度顯著下降；u600時(shí)強(qiáng)度很低，不能承擔(dān)外力。u0以下，總的趨勢(shì)是溫度降低，鋼材強(qiáng)度略有提高，塑性、韌性降低而變脆。u特別是當(dāng)溫度下降到某一值時(shí)，鋼材的沖擊韌性突然急劇

19、下降，試件發(fā)生脆性破壞，這種現(xiàn)象稱為低溫冷脆現(xiàn)象。鋼材由韌性狀態(tài)向脆性狀態(tài)轉(zhuǎn)變的溫度叫冷脆轉(zhuǎn)變溫度(或叫冷脆臨界溫度)。 第19頁(yè)/共27頁(yè)第二章第二章 鋼結(jié)構(gòu)材料鋼結(jié)構(gòu)材料 2.3 影響鋼材性能的主要因素影響鋼材性能的主要因素 5.復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)鋼材在單向應(yīng)力作用下，當(dāng)應(yīng)力達(dá)到屈服點(diǎn)時(shí)，鋼材即進(jìn)入塑性狀態(tài)。但在復(fù)雜應(yīng)力（二向或三向應(yīng)力）作用下，鋼材的屈服不能以某個(gè)方向的應(yīng)力達(dá)到來(lái)判別，而應(yīng)按材料第四強(qiáng)度理論用折算應(yīng)力與鋼材單向應(yīng)力下的比較來(lái)判別。 或用主應(yīng)力表達(dá) 當(dāng) 時(shí)，鋼材處于彈性狀態(tài)； 鋼材處于塑性狀態(tài)。213232221)()()(21zsyzsfyzsf)( 3)(222222zxyz

20、xyxzzyyxzyxzs第20頁(yè)/共27頁(yè)第二章第二章 鋼結(jié)構(gòu)材料鋼結(jié)構(gòu)材料 2.3 影響鋼材性能的主要因素影響鋼材性能的主要因素 由式（2-3）可知，當(dāng) 同號(hào)，且數(shù)值接近時(shí)，即使每個(gè)應(yīng)力都超過(guò) ，鋼材也很難進(jìn)入塑性狀態(tài)，材料都不破壞當(dāng)真？ （1）當(dāng)三向應(yīng)力皆為壓力靜水壓力，不破壞。（2）當(dāng)三向應(yīng)力皆為拉力時(shí)，可能破壞，且一定為脆性破壞。此時(shí)材料由于三向受拉限制了材料的塑性發(fā)展，甚至破壞時(shí)也沒(méi)有明顯的塑性變形。能量理論所得的公式只適用于塑性材料。因此，形式上的不破壞與實(shí)際的脆性破壞是不矛盾的，只是實(shí)際的脆性破壞不再符合能量理論的基本假定。 2對(duì)于一般應(yīng)力狀態(tài)，可以根據(jù)具體應(yīng)力狀態(tài)及形式，采用

21、如上公式對(duì)構(gòu)件進(jìn)行檢查。對(duì)于平面應(yīng)力狀態(tài)： 對(duì)梁腹板， ，記 ， 則 對(duì)純剪狀態(tài)： 其屈服條件為： ，故 321,yf2223xyyxyxzs0yxxy223zs3zsyyf./f5803 yvyf.f580第21頁(yè)/共27頁(yè)第二章第二章 鋼結(jié)構(gòu)材料鋼結(jié)構(gòu)材料 2.3 影響鋼材性能的主要因素影響鋼材性能的主要因素 鋼材在雙向拉力作用下屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度提高，伸長(zhǎng)率下降。當(dāng)雙向拉應(yīng)力愈接近，伸長(zhǎng)率下降愈多。在異號(hào)雙向應(yīng)力作用下，屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度降低，伸長(zhǎng)率增大。是三向受拉作用下，鋼材的伸長(zhǎng)率比二向受拉還進(jìn)一步下降，甚至趨向于零，表現(xiàn)為脆性破壞。 圖中表示最大主應(yīng)力。 為主應(yīng)力相應(yīng)應(yīng)變。曲線a為單向

22、受拉。曲線b為兩向受拉。曲線c為一向受拉，一向受壓。第22頁(yè)/共27頁(yè)第二章第二章 鋼結(jié)構(gòu)材料鋼結(jié)構(gòu)材料 2.3 影響鋼材性能的主要因素影響鋼材性能的主要因素 6. 應(yīng)力集中的影響 在鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件中不可避免地存在著孔洞、槽口、凹角、形狀變化和內(nèi)部缺陷等，此時(shí)，軸心受力構(gòu)件在截面變化處應(yīng)力不再保持均勻分布，而是在一些區(qū)域產(chǎn)生局部高峰應(yīng)力，在另外一些區(qū)域則應(yīng)力降低，形成應(yīng)力集中現(xiàn)象. 更嚴(yán)重的是，靠近高峰應(yīng)力的區(qū)域總是存在著同號(hào)平面或立體應(yīng)力場(chǎng)，因而促使鋼材變脆。 高峰應(yīng)力與凈截面的平均應(yīng)力之比稱為應(yīng)力集中系數(shù)，構(gòu)件形狀變化愈急劇，應(yīng)力集中系數(shù)愈大，變脆的傾向亦愈嚴(yán)重。在一般情況下由于結(jié)構(gòu)鋼材的塑性較好，當(dāng)內(nèi)力增大時(shí)，應(yīng)力分布不均勻的現(xiàn)象會(huì)逐漸平緩。故受靜荷載作用的構(gòu)件在常溫下工作時(shí)，只要符合規(guī)范規(guī)定的有關(guān)要求，計(jì)算時(shí)可不考慮應(yīng)力