第2章鋼結(jié)構(gòu)材料

1、北京大學(xué)出版社北京大學(xué)出版社研制單位：中南林業(yè)課件大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 (電子教案)研制單位：中南林業(yè)科技大學(xué) 鋼結(jié)構(gòu)研究所 研研 制制 人：胡習(xí)兵人：胡習(xí)兵 袁智深袁智深鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 第第1 1章章 緒論緒論第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)材料鋼結(jié)構(gòu)材料第第3 3章章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接第第4 4章章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件第第5 5章章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎和壓彎構(gòu)件拉彎和壓彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第 2 章主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助上一章上一章下一章下一章第第 2 章章 鋼結(jié)構(gòu)材料鋼結(jié)構(gòu)材料主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助上一章上一章下一章下一章鋼

2、結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第 2 章主要目標(biāo)：主要目標(biāo)： 1掌握鋼材的基本力學(xué)性能及力學(xué)指標(biāo)、鋼材的破壞掌握鋼材的基本力學(xué)性能及力學(xué)指標(biāo)、鋼材的破壞形態(tài)、鋼材性能的影響因素；形態(tài)、鋼材性能的影響因素； 2熟悉鋼材分類、鋼材牌號的含義和國產(chǎn)型鋼規(guī)格；熟悉鋼材分類、鋼材牌號的含義和國產(chǎn)型鋼規(guī)格； 3理解建筑用鋼材的選用原則。理解建筑用鋼材的選用原則。 主要內(nèi)容：主要內(nèi)容： 2.1 鋼材的力學(xué)性能鋼材的力學(xué)性能 2.2 鋼材的破壞形態(tài)鋼材的破壞形態(tài) 2.3 影響鋼材性能的因素影響鋼材性能的因素 2.4 鋼材的分類鋼材的分類 2.5 鋼材的選用鋼材的選用 2.6 鋼材的規(guī)格鋼材的規(guī)格 主主 頁頁目目

3、錄錄幫幫 助助上一章上一章下一章下一章鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第 2 章2.1鋼材的力學(xué)性能鋼材的力學(xué)性能 2.1.1 鋼材的強度強度 強度是鋼材的一項主要機械性能，可通過單向拉伸實驗確定。 條件：條件：標(biāo)準(zhǔn)試件（標(biāo)準(zhǔn)試件（GB22863），常溫（），常溫（20） 下緩慢加載，一次完成。含碳量為下緩慢加載，一次完成。含碳量為0.1%0.3%。 標(biāo)準(zhǔn)試件：標(biāo)準(zhǔn)試件：lo/d=5、10；lo-標(biāo)距；標(biāo)距； d -直徑直徑Lod d主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助上一章上一章下一章下一章鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第 2 章階段劃分階段劃分A.A.有屈服點鋼材有屈服點鋼材-曲線可以分為曲線可以分為

4、五個階段五個階段：（1 1）彈性階段彈性階段(OB(OB段段) )（2）彈塑性階段（）彈塑性階段（BC)（3）塑性階段（）塑性階段（CD)（4）強化階段）強化階段(DE段段)（5）頸縮階段）頸縮階段(EF段段)uOAEBCDAEy主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助上一章上一章下一章下一章鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第 2 章B.B.對無明顯屈服點的鋼材對無明顯屈服點的鋼材 該種鋼材在拉伸過程中沒有屈服階段，塑性變該種鋼材在拉伸過程中沒有屈服階段，塑性變 形小，破壞突然。形小，破壞突然。 fy=f0.20.2%fup主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助上一章上一章下一章下一章鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第

5、 2 章 2.1.2 鋼材的鋼材的塑性塑性 鋼材的塑性一般是鋼材破壞前產(chǎn)生塑性變形的能力。衡量鋼材塑性的好壞的主要指標(biāo)是伸長率伸長率和截面截面收縮率收縮率。%100001lll 010100%AAALodNNNLdNA0A1主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助上一章上一章下一章下一章鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第 2 章 2.1.3 鋼材的鋼材的冷彎性能冷彎性能 鋼材的冷彎性能是衡量鋼材在常溫下彎曲加工產(chǎn)生塑性變形時，抵抗產(chǎn)生裂紋能力的一項指標(biāo)。 它還是顯示鋼材內(nèi)部缺陷狀況的一項指標(biāo)；是鑒定鋼材在彎曲狀態(tài)下塑性應(yīng)變能力和鋼材質(zhì)量的綜合指標(biāo)。add+2.1a主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助上一章上一章下

6、一章下一章鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第 2 章 2.1.4 鋼材的鋼材的沖擊韌性沖擊韌性 鋼材的沖擊韌性是也稱作缺口韌性，是衡量鋼材在沖擊荷載作用下，抵抗脆性斷裂能力的一項力學(xué)指標(biāo)。它用材料在斷裂時所吸收的總能量來量度（Ak）。韌性是鋼材強度和塑性的綜合指標(biāo)。主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助上一章上一章下一章下一章鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第 2 章2.2 鋼材的破壞形態(tài)鋼材的破壞形態(tài) 鋼材的破壞形態(tài)：1、塑性破壞：是構(gòu)件應(yīng)力超過屈服點fy，并達(dá)到抗拉極限強度fu后，構(gòu)件產(chǎn)生明顯的塑性變形而斷裂，其斷口常為杯形，呈纖維狀，色澤發(fā)暗。 2、脆性破壞：破壞前無明顯變形，平均應(yīng)力低于抗拉強度fu，

7、甚至是低于屈服強度fy，其斷口平直，呈有光澤的晶粒狀。主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助上一章上一章下一章下一章鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第 2 章2.2.1 鋼材的脆性破壞鋼材的脆性破壞 1、產(chǎn)生原因：裂紋、材料的韌性裂紋、材料的韌性 、鋼材化學(xué)成分、鋼材化學(xué)成分 、冶金缺陷、鋼板厚度、加載速度、應(yīng)力性質(zhì)和大小、冶金缺陷、鋼板厚度、加載速度、應(yīng)力性質(zhì)和大小、最低使用溫度、連接方法和應(yīng)力集中最低使用溫度、連接方法和應(yīng)力集中等。 2、提高鋼材抗脆性斷裂性能的主要措施有： 1）合理設(shè)計； 2）合理制作； 3）合理使用。0.6%）4、優(yōu)質(zhì)鋼絲繩5、建筑結(jié)構(gòu)用鋼板6、耐候耐火鋼主主 頁頁目目 錄錄幫幫

8、助助上一章上一章下一章下一章鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第 2 章2.5 鋼材的選用鋼材的選用 選擇鋼材的原則選擇鋼材的原則1 1結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的重要性；結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的重要性；主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助上一章上一章下一章下一章鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第 2 章2 2、荷載特征、荷載特征 荷載為靜力或動力荷載，應(yīng)選用各項性能不同的荷載為靜力或動力荷載，應(yīng)選用各項性能不同的鋼材。鋼材。3 3、連接方法、連接方法 焊接應(yīng)選擇可焊性好的鋼材；非焊接結(jié)構(gòu)對含碳焊接應(yīng)選擇可焊性好的鋼材；非焊接結(jié)構(gòu)對含碳量可降低要求。量可降低要求。4 4、結(jié)構(gòu)所處的溫度和環(huán)境、結(jié)構(gòu)所處的溫度和環(huán)境 處于負(fù)溫下工作時，選用

9、負(fù)溫沖擊合格的鋼材，處于負(fù)溫下工作時，選用負(fù)溫沖擊合格的鋼材，結(jié)構(gòu)周圍有腐蝕介質(zhì)存在時要選用抗銹性好的鋼材。結(jié)構(gòu)周圍有腐蝕介質(zhì)存在時要選用抗銹性好的鋼材。5 5、結(jié)構(gòu)的受力性質(zhì)、結(jié)構(gòu)的受力性質(zhì) 經(jīng)常承受拉力的構(gòu)件，應(yīng)選用質(zhì)量較好的鋼材經(jīng)常承受拉力的構(gòu)件，應(yīng)選用質(zhì)量較好的鋼材 。6 6、結(jié)構(gòu)形式與鋼材厚度、結(jié)構(gòu)形式與鋼材厚度 鋼材厚度較大的受拉和受彎構(gòu)件，對材性要求應(yīng)鋼材厚度較大的受拉和受彎構(gòu)件，對材性要求應(yīng)高一些。高一些。主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助上一章上一章下一章下一章鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第 2 章2.6 鋼材的規(guī)格鋼材的規(guī)格 熱軋成型的熱軋成型的鋼板鋼板和和型鋼型鋼，冷彎（或冷

10、壓）成型的，冷彎（或冷壓）成型的薄壁型鋼薄壁型鋼。（一）熱軋鋼板（一）熱軋鋼板（表示方法（表示方法 寬寬厚度厚度長度長度 ）分為分為: :厚板厚板（厚度（厚度4.5-60mm)4.5-60mm)薄板薄板（厚度（厚度0.35-4mm)0.35-4mm)扁鋼扁鋼： 厚度厚度4-60mm4-60mm， 寬度寬度20-200mm20-200mm。主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助上一章上一章下一章下一章鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第 2 章( (二）熱軋型鋼二）熱軋型鋼1.1.工字鋼工字鋼2.2.槽鋼槽鋼工字鋼根據(jù)截面高度工字鋼根據(jù)截面高度h h及及厚度分類厚度分類a(a(或或b b、c)c)槽鋼根據(jù)截面高度槽鋼根據(jù)截面高度h h及厚度及厚度分類分類a(a(或或b b、c)c)主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助上一章上一章下一章下一章鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第 2 章3.3.角鋼角鋼肢寬度肢寬度肢厚度肢厚度 等肢角鋼等肢角鋼長肢寬度長肢寬度短肢寬度短肢寬度肢厚度肢厚度 不等肢角鋼不等肢角鋼主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助上一章上一章下一章下一章鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第 2 章4.4.H型鋼型鋼分為：分為：寬翼緣寬翼緣HW、中翼緣、中翼緣HM、窄翼緣、窄翼緣HNbht1t2表示方法：表示方法： H高度高度寬度寬度腹板厚度腹板厚度