鋼結(jié)構(gòu)的材料教學(xué)文案

1、Steel Structure鋼結(jié)構(gòu)的材料Steel Structure關(guān)鍵知識關(guān)鍵知識1.鋼材的受拉、受壓及受剪時(shí)的性能、冷彎性能、沖擊韌性；2.鋼材的疲勞的概念及計(jì)算方法。 重點(diǎn)講解重點(diǎn)講解1.鋼材的受拉、受壓及受剪時(shí)的性能、冷彎性能、沖擊韌性2.鋼材的疲勞破壞難點(diǎn)解析難點(diǎn)解析 1.鋼材的疲勞破壞Steel Structuren（1） 強(qiáng)度要求，即對材料屈服強(qiáng)度（又稱為屈服點(diǎn)）與抗拉強(qiáng)度的要求。n（2） 塑性、韌性要求，即要求鋼材具有良好的適應(yīng)變形與抗沖擊能力，以防止脆性破壞。n（3） 耐疲勞性能及適應(yīng)環(huán)境能力要求，即要求材料本身具有良好的抗動(dòng)力荷載性能及較強(qiáng)的適應(yīng)低溫、高溫等環(huán)境變化的能

2、力。2.1 2.1 鋼結(jié)構(gòu)對鋼材性能的要求鋼結(jié)構(gòu)對鋼材性能的要求 Steel Structuren（4） 冷、熱加工性能及焊接性能要求，良好的工藝性能不但易于將鋼材加工成各種形式的結(jié)構(gòu)，而且不會(huì)產(chǎn)生因加工對結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、塑性、韌性等造成不利影響。n（5） 耐久性能要求，主要指材料的耐銹蝕能力要求，即要求鋼材具備在外界環(huán)境作用下仍能維持其原有力學(xué)及物理性能基本不變的能力。n（6） 生產(chǎn)與價(jià)格方面的要求，即要求鋼材易于施工、價(jià)格合理。Steel Structure 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范具體規(guī)定： 承重結(jié)構(gòu)的鋼材應(yīng)具有和碳、硫、磷含量的合格保證，焊接結(jié)構(gòu)尚應(yīng)具有的合格保證；對某些承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)以及重要的

3、受拉或受彎的焊接結(jié)構(gòu)尚應(yīng)具有常溫或負(fù)溫的合格保證。Steel Structure2.2 2.2 鋼材的破壞形式鋼材的破壞形式 1.1.塑性破壞的特征：塑性破壞的特征： 構(gòu)件應(yīng)力超過屈服點(diǎn)、并達(dá)到抗拉極限強(qiáng)度后，產(chǎn)生明顯的變形并斷裂。構(gòu)件在斷裂破壞時(shí)產(chǎn)生很大的塑性變形，又稱為延性破壞。斷裂后的斷口呈纖維狀，色澤發(fā)暗，有時(shí)能看到滑移的痕跡。 鋼材在發(fā)生塑性破壞時(shí)變形特征明顯，很容易被發(fā)現(xiàn)并及時(shí)采取補(bǔ)救措施，因而不致引起嚴(yán)重后果。而且適度的塑性變形能起到調(diào)整結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布的作用，使原先結(jié)構(gòu)應(yīng)力不均勻的部分趨于均勻，從而提高結(jié)構(gòu)的承載能力。Steel Structure 2.脆性破壞的特征： 鋼材在斷裂

4、破壞時(shí)沒有明顯的變形征兆，平均應(yīng)力小，按材料力學(xué)計(jì)算的名義應(yīng)力往往比屈服點(diǎn)低。斷裂后斷口平直并呈有光澤的晶粒狀。 由于脆性破壞具有突然性，無法預(yù)測，而且個(gè)別構(gòu)件的斷裂常引起整個(gè)結(jié)構(gòu)塌毀，危及人民生命財(cái)產(chǎn)的安全，后果嚴(yán)重，比塑性破壞要危險(xiǎn)得多，因此，在鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)、施工與安裝中應(yīng)采取適當(dāng)措施盡力避免發(fā)生脆性破壞。 Steel Structure2.3.1 2.3.1 受拉、受壓及受剪時(shí)的性能受拉、受壓及受剪時(shí)的性能 1.強(qiáng)度性能（1）碳素結(jié)構(gòu)鋼材的應(yīng)力應(yīng)變曲線分為五個(gè)階段：a.彈性階段b.彈塑性階段 c.屈服階段 d.強(qiáng)化階段 e.頸縮階段屈服點(diǎn)fy是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)力允許達(dá)到的最大限值，因?yàn)楫?dāng)

5、構(gòu)件中的應(yīng)力達(dá)到屈服點(diǎn)時(shí)，結(jié)構(gòu)會(huì)因過度的塑性變形而不適于繼續(xù)承載。 比例極限屈服強(qiáng)度極限強(qiáng)度o(N/mm2)fyfued流幅abc2.3 2.3 建筑鋼材的主要性建筑鋼材的主要性能能 Steel Structure0.2% 0.2(N/mm2)o（2）高強(qiáng)度鋼的應(yīng)力-應(yīng)變曲線Steel StructureLodNNNLdN100100%LLLL0 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/ 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。實(shí)際工程中以伸長率實(shí)際工程中以伸長率 代表材料斷裂前

6、具有的塑性變形能力。代表材料斷裂前具有的塑性變形能力。2.塑性性能試件被拉斷時(shí)的絕對變形值與試件原標(biāo)距之比的百分?jǐn)?shù)，稱為伸長率 。伸長率代表材料在單向拉伸時(shí)的塑性應(yīng)變的能力。Steel Structure斷面收縮率斷面收縮率 是指試件拉斷后，頸縮區(qū)的斷面面積縮小值是指試件拉斷后，頸縮區(qū)的斷面面積縮小值與原斷面面積比值的百分比。與原斷面面積比值的百分比。 010100%AAA式中：式中： A0 試件原來的斷面面積試件原來的斷面面積 A1 試件拉斷后頸縮區(qū)的斷面面積試件拉斷后頸縮區(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越大，鋼材的塑性越好。由于在測量試件的斷

7、面面積時(shí)容易產(chǎn)生較大的誤差，因而鋼材塑性指標(biāo)仍然采用伸長率作積時(shí)容易產(chǎn)生較大的誤差，因而鋼材塑性指標(biāo)仍然采用伸長率作為保證要求。為保證要求。A0A1Steel Structure3.鋼材物理性能指標(biāo)鋼材在單向受壓(粗而短的試件)時(shí)，受力性能基本上和單向受拉時(shí)相同。受剪的情況也相似，但屈服點(diǎn)及抗剪強(qiáng)度均較受拉時(shí)為低，剪變模量也低于彈性模量。l 彈性模量彈性模量l 泊松比泊松比l 剪變模量剪變模量l 線膨脹系數(shù)線膨脹系數(shù)l 質(zhì)量密度質(zhì)量密度2310206mmNE3 .023107912mmNEGC06/101237850mkgSteel Structure2.3.2 2.3.2 冷彎性能冷彎性能冷

8、彎性能由冷彎試驗(yàn)來確定，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性能，還能暴露鋼材內(nèi)部的冶金缺陷，如硫、磷偏析和硫化物與氧化物的摻雜情況，這些都將降低鋼材的冷彎性能。因此，冷彎性能合格是鑒定鋼材在彎曲狀態(tài)下的塑性應(yīng)變能力和鋼材質(zhì)量的綜合指標(biāo)。Steel Structure2.3.3 2.3.3 沖擊韌性沖擊韌性 韌性是鋼材抵抗沖擊荷載的能力，它用材料在斷裂時(shí)所吸收的總能量(包括彈性和非彈性能)來量度，韌性是鋼材強(qiáng)度和塑性的綜合指標(biāo)。 夏比試件比梅氏試件具有更為尖銳的缺口，更接近構(gòu)件中可能出現(xiàn)的嚴(yán)重缺陷，近年來用Cv能量來表示材料沖擊韌性的方法日趨普遍。Steel Structure2.3

9、.4 鋼材的可焊性鋼材的焊接性能是指在一定的焊接工藝條件下，獲得性能良好的焊接接頭。焊接過程中要求焊縫及焊縫附近金屬不產(chǎn)生熱裂紋或冷卻收縮裂紋；在使用過程中焊縫處的沖擊韌性和熱影響區(qū)內(nèi)塑性良好。我國鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中除了Q235A不能作為焊接構(gòu)件外，其他的幾種牌號的鋼材均具有良好的焊接性能。在高強(qiáng)度低合金鋼中低合金元素大多對可焊性有不利影響，我國的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ 812002建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程推薦使用碳當(dāng)量來衡量低合金鋼的可焊性。eqnroiu6515MCMVNCCCSteel Structure2.3.5 特種性能1.耐火性能2.耐候性能3.Z向性能 小結(jié)：鋼材的機(jī)械性能指標(biāo)小結(jié)：鋼材的機(jī)

10、械性能指標(biāo)1.1.屈服點(diǎn)屈服點(diǎn) f fy y2.2.抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度 f fu u3.3.伸長率伸長率 4.4.斷面收縮率斷面收縮率 5.5.冷彎性能冷彎性能6.6.沖擊韌性沖擊韌性 C Cv vSteel Structure2.4.1 2.4.1 化學(xué)成分化學(xué)成分 鋼是含碳量小于2%的鐵碳合金。鋼中基本元素：Fe、C、Si、Mn、S、P、N、O。 普通碳素鋼中， Fe占99%，其余元素占1%。在低合金鋼中，除了上述元素外，還有一定合金元素（鎳、釩、鈦等）（含量低于5%）2.4 2.4 影響鋼材性能的主要因素影響鋼材性能的主要因素 碳C ：含量增加，鋼材強(qiáng)度提高，而塑性、韌性和疲勞強(qiáng)度低。同時(shí)

11、焊接性能和抗腐蝕性惡化。一般在碳素結(jié)構(gòu)鋼中不應(yīng)超過0.22%；在焊接結(jié)構(gòu)中還應(yīng)低于0.2%。Steel Structure硅Si：碳素結(jié)構(gòu)鋼中應(yīng)控制0.3%, 在低合金高強(qiáng)度鋼中硅的含量可達(dá)0.55%。錳Mn：含Mn適量使強(qiáng)度，降低S、O的熱脆影響，改善熱加工性能，對其它性能影響不大，有益。釩和鈦：是鋼中的合金元素，能提高鋼的強(qiáng)度和抗腐蝕性能，又不顯著降低鋼的塑性。銅：可顯著提高鋼的抗腐蝕性能，也可以提高鋼的強(qiáng)度，但對焊接性能有不利影響。Steel Structure硫S：降低鋼材的塑性、韌性、可焊性和疲勞強(qiáng)度， 在高溫時(shí)，使鋼材變脆，稱之為熱脆。含量 應(yīng)不超過0.05%。 (有害成分)磷P：

12、降低鋼材的塑性、韌性、可焊性和疲勞強(qiáng)度， 在低溫時(shí)，使鋼材變脆，稱之為冷脆。含量 應(yīng)不超過0.045%?？梢蕴岣邚?qiáng)度和抗銹蝕性。 (有害成分)氧O：降低鋼材的塑性、韌性、可焊性和疲勞強(qiáng)度， 在高溫時(shí)，發(fā)生熱脆。 (有害成分)氮N：降低鋼材的塑性、韌性、可焊性和疲勞強(qiáng)度， 在低溫時(shí)，發(fā)生冷脆。 (有害成分)Steel Structure2.4.2 2.4.2 冶金缺陷冶金缺陷 1.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、可焊性變壞。3.裂紋 鋼材中存在的微觀裂紋。 2.非金屬夾雜 指鋼材中的非金屬化合物，如硫化物、氧化物，他們使鋼材性能變脆。4

13、.氣泡 澆鑄時(shí)由FeO和C作用所生成的CO氣體不能充分逸出而滯留在鋼錠那形成的微小空洞。5.分層 澆鑄時(shí)的非金屬夾雜在軋制后可能造成鋼材的分層。Steel Structure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況下，卸載后再重新加載，鋼材的屈服點(diǎn)提高，塑性和韌性降低的現(xiàn)象 。時(shí)效硬化隨著時(shí)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，使鋼材的屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度提高，塑性和韌性下降的現(xiàn)象。俗稱老化。在交變荷載、重復(fù)荷載和溫度變化等情況下，會(huì)加速時(shí)效硬化的發(fā)展。 冷拉、冷彎、沖孔、機(jī)械剪切等冷加工使鋼材產(chǎn)生很大塑性變形，從而提高了鋼的屈服點(diǎn)，同時(shí)降低了鋼的塑性和韌性，這種

14、現(xiàn)象稱為冷作硬化(或應(yīng)變硬化)。2.4.3 2.4.3 鋼材硬化鋼材硬化Steel Structure有些重要結(jié)構(gòu)要求對鋼材進(jìn)行人工時(shí)效后檢驗(yàn)其沖擊韌性，以保證結(jié)構(gòu)具有足夠的抗脆性破壞能力。人工時(shí)效:先使鋼材產(chǎn)生10左右的塑性變形，卸載后再加熱至250，保溫一小時(shí)后在空氣中冷卻。 Steel Structure2.4.4 2.4.4 溫度的影響溫度的影響正溫范圍：（1）溫度在150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150的場合。（2）溫度在250左右的區(qū)間內(nèi)出現(xiàn)藍(lán)脆現(xiàn)象，fu 有局部性提高，同時(shí)塑性降至最低，材料有轉(zhuǎn)脆傾向。（3）當(dāng)溫度達(dá)到600時(shí)，鋼材進(jìn)入熱塑性狀態(tài)，強(qiáng)度下降嚴(yán)重

15、，將喪失承載能力。 溫度對鋼材力學(xué)性能的影響)/(2mmN(%)fufyESteel Structure在250左右，鋼材的強(qiáng)度反而略有提高，同時(shí)塑性和韌性均下降，材料有轉(zhuǎn)脆的傾向，鋼材表面氧化膜呈現(xiàn)藍(lán)色。鋼材應(yīng)避免在藍(lán)脆溫度范圍內(nèi)進(jìn)行熱加工。當(dāng)溫度在260 320 時(shí)，在應(yīng)力持續(xù)不變的情況下，鋼材以很緩慢的速度繼續(xù)變形。負(fù)溫范圍：負(fù)溫范圍：隨著溫度的降低，鋼材的強(qiáng)度提高，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，稱為鋼材的而塑性和韌性降低，逐漸變脆，稱為鋼材的低溫低溫冷脆冷脆。鋼材的沖擊韌性對溫度的降低十分敏感。鋼材的沖擊韌性對溫度的降低十分敏感。Steel Structu

16、re沖擊韌性和溫度關(guān)系示意圖沖擊韌性和溫度關(guān)系示意圖脆性破壞脆性破壞兩種破兩種破壞均有壞均有塑性破壞塑性破壞轉(zhuǎn)變溫轉(zhuǎn)變溫度區(qū)度區(qū)沖擊斷裂功沖擊斷裂功試驗(yàn)溫度試驗(yàn)溫度T1T0T2（1 1）沖擊功曲線的反彎點(diǎn)）沖擊功曲線的反彎點(diǎn)T T0 0稱為稱為轉(zhuǎn)變溫度轉(zhuǎn)變溫度。界限溫度。界限溫度T T1 1和和T T2 2分別為分別為脆性轉(zhuǎn)變溫度脆性轉(zhuǎn)變溫度和和全塑性轉(zhuǎn)變溫度全塑性轉(zhuǎn)變溫度。（2 2）鋼材由塑性破壞轉(zhuǎn)變?yōu)椋╀摬挠伤苄云茐霓D(zhuǎn)變?yōu)榇嘈云茐氖窃跍囟葏^(qū)間脆性破壞是在溫度區(qū)間T T1 1 T T2 2內(nèi)完成的，此溫度區(qū)間稱為內(nèi)完成的，此溫度區(qū)間稱為鋼材的鋼材的脆性轉(zhuǎn)變溫度區(qū)脆性轉(zhuǎn)變溫度區(qū)。（3 3）在脆

17、性轉(zhuǎn)變溫度以下，鋼材表現(xiàn)為）在脆性轉(zhuǎn)變溫度以下，鋼材表現(xiàn)為完全的脆性破壞；而在全塑性轉(zhuǎn)變溫度以完全的脆性破壞；而在全塑性轉(zhuǎn)變溫度以上，鋼材則表現(xiàn)為完全的塑性破壞。上，鋼材則表現(xiàn)為完全的塑性破壞。（4 4）不同牌號和等級的鋼材具有不同的轉(zhuǎn)變溫度區(qū)和轉(zhuǎn)變溫度，均應(yīng)通過試驗(yàn)來確定。）不同牌號和等級的鋼材具有不同的轉(zhuǎn)變溫度區(qū)和轉(zhuǎn)變溫度，均應(yīng)通過試驗(yàn)來確定。在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，為了防止脆性破壞，選用鋼材時(shí)應(yīng)使其工作溫度大于在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，為了防止脆性破壞，選用鋼材時(shí)應(yīng)使其工作溫度大于T T1 1, ,接近接近T T0 0。為了防止脆性破壞，結(jié)構(gòu)的工作溫度應(yīng)大于T1接近To，可小于T2。 Steel Stru

18、cture2.4.5 2.4.5 應(yīng)力集中應(yīng)力集中在鋼結(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，此時(shí)截面中的應(yīng)力分布不再保持均勻，而是在一些區(qū)域產(chǎn)生局部高峰應(yīng)力，形成所謂應(yīng)力集中現(xiàn)象。 11xy1100 xy00Steel Structure不同槽口試件靜力拉伸試驗(yàn)的應(yīng)力不同槽口試件靜力拉伸試驗(yàn)的應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線 可以看出截面槽可以看出截面槽口改變愈急劇，應(yīng)口改變愈急劇，應(yīng)力集中現(xiàn)象愈厲害，力集中現(xiàn)象愈厲害，其抗拉強(qiáng)度愈高，其抗拉強(qiáng)度愈高，但塑性愈差，破壞但塑性愈差，破壞的脆性傾向愈大。的脆性傾向愈大。1020300.425100%(N/mm2)10

19、測距10010100600700500400300200100Steel Structure 熱軋型鋼在冷卻過程中，在截面突變處如尖角、邊緣及薄細(xì)部位，率先冷卻，其他部位漸次冷卻，先冷卻部位約束阻止后冷卻部位的自由收縮，產(chǎn)生復(fù)雜的熱軋殘余應(yīng)力分布。 不同形狀和尺寸規(guī)格的型鋼殘余應(yīng)力分布不同。 殘余應(yīng)力不影響構(gòu)件的靜力強(qiáng)度，但要降低構(gòu)件的剛度和穩(wěn)定性。2.4.6 2.4.6 殘余應(yīng)力的影響殘余應(yīng)力的影響Steel Structure2.4.7 2.4.7 重復(fù)荷載作用重復(fù)荷載作用疲勞破壞:鋼材在直接的反復(fù)的動(dòng)力荷載作用下，鋼材的強(qiáng)度將降低，即低于一次靜力荷載作用下的拉伸試驗(yàn)的極限強(qiáng)度，這種現(xiàn)象稱

20、為疲勞。疲勞破壞表現(xiàn)為突然發(fā)生的脆性斷裂。鋼材在反復(fù)荷載作用下，結(jié)構(gòu)的抗力及性能都會(huì)發(fā)生重要變化，甚至發(fā)生疲勞破壞。為防止脆性破壞，在設(shè)計(jì)、制造及使用中應(yīng)注意為防止脆性破壞，在設(shè)計(jì)、制造及使用中應(yīng)注意: : 合理設(shè)計(jì)合理設(shè)計(jì) 正確制造正確制造 正確使用正確使用Steel Structure疲勞破壞的特征和定義：鋼材在循環(huán)荷載作用下，應(yīng)力雖然低于極限強(qiáng)度，甚至低于屈服強(qiáng)度，但仍然會(huì)發(fā)生斷裂破壞，這種破壞形式就稱為疲勞破壞。破壞過程：裂紋的形成-裂紋的擴(kuò)展-最后的迅速斷裂而破壞破壞特點(diǎn)：（1）疲勞破壞時(shí)的應(yīng)力小于鋼材的屈服強(qiáng)度，鋼材的塑性還沒有展開，屬于脆性破壞。（3）疲勞對缺陷十分敏感。 （2）

21、疲勞破壞的斷口與一般脆性破壞的斷口不同。一般脆性破壞后的斷口平直，呈有光澤的晶粒狀或人字紋。而疲勞破壞的主要斷口特征是放射和年輪狀花紋。2.5 2.5 鋼材的疲勞鋼材的疲勞Steel Structure鋼材在連續(xù)交變荷載作用下，會(huì)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，此現(xiàn)象稱為疲勞（fatigue）。按照斷裂壽命和應(yīng)力高低的不同，疲勞分為高周疲勞（high-cycle fatigue）和低周疲勞（low-cycle fatigue）兩類。高周疲勞的斷裂壽命較長，斷裂前的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)n5104，斷裂應(yīng)力水平較低，因此也稱低應(yīng)力疲勞或疲勞，一般常見的疲勞多屬于這類。低周疲勞的斷裂壽命

22、較短，破壞前的循環(huán)次數(shù)n1025104，斷裂應(yīng)力水平較高，伴有塑性應(yīng)變發(fā)生，因此也稱為應(yīng)變疲勞或高應(yīng)力疲勞。 Steel Structure鋼材的疲勞鋼材在連續(xù)重復(fù)荷載作用下裂紋生成、擴(kuò)展以致斷裂破壞的現(xiàn)象。設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定：循環(huán)次數(shù)N5104 ，應(yīng)進(jìn)行疲勞計(jì)算。n 應(yīng)力譜 n1.循環(huán)應(yīng)力的特征 應(yīng)力比n 應(yīng)力幅n 循環(huán)次數(shù) N minmaxmaxmin2.5.1 2.5.1 常幅疲勞常幅疲勞Steel Structure2.常幅疲勞重復(fù)荷載的數(shù)值不隨時(shí)間變化，所有應(yīng)力循環(huán)內(nèi)的 應(yīng)力幅保持常量。Steel StructureSteel Structure3.與 N 的關(guān)系 越大，破壞時(shí)循環(huán)次數(shù)越少

23、； 越小，破壞時(shí)循環(huán)次數(shù)越多。n破壞時(shí)循環(huán)次數(shù)越少，說明越大；n破壞時(shí)循環(huán)次數(shù)越多，說明越小。Steel Structure規(guī)范將不同構(gòu)造和受力特點(diǎn)的鋼構(gòu)件和連接，按其疲勞性能的高低歸并劃分為8個(gè)疲勞計(jì)算類別，并對每個(gè)類別規(guī)定了相應(yīng)的參數(shù)取值。1nc4.容許應(yīng)力幅容許應(yīng)力幅Steel Structure參數(shù)和參數(shù)和 的取值的取值國內(nèi)外試驗(yàn)證明，除了個(gè)別在疲勞計(jì)算中不起控制作用類國內(nèi)外試驗(yàn)證明，除了個(gè)別在疲勞計(jì)算中不起控制作用類別的疲勞強(qiáng)度有隨鋼材的強(qiáng)度提高而稍有增加外，大多數(shù)別的疲勞強(qiáng)度有隨鋼材的強(qiáng)度提高而稍有增加外，大多數(shù)焊接連接類別的疲勞強(qiáng)度不受鋼材強(qiáng)度的影響。焊接連接類別的疲勞強(qiáng)度不受鋼

24、材強(qiáng)度的影響。Steel Structure 疲勞計(jì)算采用疲勞計(jì)算采用容許應(yīng)力幅法容許應(yīng)力幅法，按彈性狀態(tài)計(jì)算應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算。，按彈性狀態(tài)計(jì)算應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算只適用于無高溫（計(jì)算只適用于無高溫（t150t150）、無嚴(yán)重腐蝕環(huán)境中的高周低應(yīng)）、無嚴(yán)重腐蝕環(huán)境中的高周低應(yīng)變的疲勞計(jì)算（應(yīng)力循環(huán)次數(shù)變的疲勞計(jì)算（應(yīng)力循環(huán)次數(shù)n n5510104 4) )。標(biāo)準(zhǔn)荷載下標(biāo)準(zhǔn)荷載下的設(shè)計(jì)應(yīng)力幅；的設(shè)計(jì)應(yīng)力幅；對于焊接部位的設(shè)計(jì)應(yīng)力幅對于焊接部位的設(shè)計(jì)應(yīng)力幅: = max- min ； 對于非焊接部位的折算應(yīng)力幅：對于非焊接部位的折算應(yīng)力幅：= max- 0.7 min max 每次應(yīng)力循環(huán)中，計(jì)算部位的

25、最大拉應(yīng)力（取正值）每次應(yīng)力循環(huán)中，計(jì)算部位的最大拉應(yīng)力（取正值） min 每次應(yīng)力循環(huán)中，計(jì)算部位的最小拉應(yīng)力或壓應(yīng)力（拉應(yīng)每次應(yīng)力循環(huán)中，計(jì)算部位的最小拉應(yīng)力或壓應(yīng)力（拉應(yīng)力取正值，壓應(yīng)力取負(fù)值）；力取正值，壓應(yīng)力取負(fù)值）； 常幅疲勞的容許應(yīng)力幅常幅疲勞的容許應(yīng)力幅當(dāng)作用于計(jì)算部位的設(shè)計(jì)應(yīng)力幅小于等于容許應(yīng)力幅時(shí)，不會(huì)發(fā)生疲勞破壞。5.5.常幅疲勞的計(jì)算公式常幅疲勞的計(jì)算公式Steel Structure 例題2.1 某鋼板承受軸心拉力，截面為420mm2Omm，鋼材為Q345-B，因長度不夠而用橫向?qū)雍缚p接長，如圖2.14所示。焊縫質(zhì)量等級為一級，但表面未進(jìn)行磨平加工。鋼板承受重復(fù)荷載

26、，預(yù)期循環(huán)次數(shù)n=106次，荷載標(biāo)準(zhǔn)值Nmax=1200kN，Nmin=-200kN。要求進(jìn)行疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算。Steel Structure 【解】由附表8的項(xiàng)次2，橫向?qū)雍缚p附近的主體金屬當(dāng)焊縫表面未經(jīng)加工但質(zhì)量等級為一級時(shí)，計(jì)算疲勞時(shí)屬第3類。 由表2.1，查得C3.261012，3。 當(dāng)n106次時(shí)的容許應(yīng)力幅為： 計(jì)算部位的設(shè)計(jì)應(yīng)力幅：11123263.26 10148.3N/mm10cn322maxmin120020010166.7N/mm148.3N/mm420 20 因此疲勞強(qiáng)度不滿足要求，不安全。Steel Structure 若對焊縫表面進(jìn)行加工磨平，則計(jì)算疲勞時(shí)由附表8的項(xiàng)

27、次2，查得疲勞類別為第2類。此時(shí)，C8611012，4，則 因此疲勞強(qiáng)度滿足要求，可見，焊縫表面進(jìn)行加工磨平可提高疲勞強(qiáng)度。1112426861 10171.3N/mm10cn22166.7N/mm171.3N/mm Steel Structure2.5.2 2.5.2 變幅疲勞變幅疲勞當(dāng)應(yīng)力循環(huán)內(nèi)的應(yīng)力幅隨機(jī)變化時(shí)為變幅疲勞。當(dāng)應(yīng)力循環(huán)內(nèi)的應(yīng)力幅隨機(jī)變化時(shí)為變幅疲勞。可將變幅疲勞折算可將變幅疲勞折算為等效的常幅疲勞，為等效的常幅疲勞，然后按常幅疲勞檢然后按常幅疲勞檢算式檢算。算式檢算。 （a a）檢算公式）檢算公式e e等效常幅疲勞應(yīng)力幅。等效常幅疲勞應(yīng)力幅。 常幅疲勞的容許應(yīng)力幅。常幅疲勞

28、的容許應(yīng)力幅。 1.1.能夠測得使用期內(nèi)應(yīng)力變幅規(guī)律能夠測得使用期內(nèi)應(yīng)力變幅規(guī)律eSteel Structure（b) b) 計(jì)算計(jì)算e 若能預(yù)測結(jié)構(gòu)在使用壽命期間各種荷載的應(yīng)力幅以及次數(shù)分布所構(gòu)成的設(shè)計(jì)應(yīng)力譜，則根據(jù)累積損傷原理可將變幅疲勞折合為等效常幅疲勞，將隨機(jī)變化的應(yīng)力幅折算為等效應(yīng)力幅e按下式進(jìn)行疲勞計(jì)算：1iiiennn ni i 以應(yīng)力循環(huán)次數(shù)表示的結(jié)構(gòu)預(yù)期使用壽命；以應(yīng)力循環(huán)次數(shù)表示的結(jié)構(gòu)預(yù)期使用壽命； n ni i 預(yù)期壽命內(nèi)應(yīng)力幅水平達(dá)到預(yù)期壽命內(nèi)應(yīng)力幅水平達(dá)到i i的的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)Steel Structure2.2.不能測得使用期內(nèi)應(yīng)力變幅規(guī)律不能測得使用期

29、內(nèi)應(yīng)力變幅規(guī)律 設(shè)計(jì)重級工作制吊車的吊車梁和重級、中級工作制吊車桁架時(shí)，應(yīng)力幅是按滿載得出的，實(shí)際上常常發(fā)生不同程度欠載情況。如果沒有對實(shí)際應(yīng)力幅的統(tǒng)計(jì)資料，即屬本情形。使用欠載效應(yīng)系數(shù)，按常幅疲勞進(jìn)行計(jì)算。 計(jì)算公式計(jì)算公式6102nff 欠載效應(yīng)的等效系數(shù)欠載效應(yīng)的等效系數(shù)maxef6102n循環(huán)次數(shù)為循環(huán)次數(shù)為n n=2=210106 6次的容許應(yīng)力幅。次的容許應(yīng)力幅。Steel Structure59697890103118144176N/mm2n=210687654321連接形式類別連接形式類別n n=2=210106 6的容許應(yīng)力幅值的容許應(yīng)力幅值Steel Structure總結(jié)

30、：1.承受動(dòng)力荷載重復(fù)作用的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件及其連接，當(dāng)應(yīng)力變化的 循環(huán)次數(shù)N5104次時(shí)，應(yīng)進(jìn)行疲勞計(jì)算。2.在應(yīng)力循環(huán)中不出現(xiàn)拉應(yīng)力的部位，可不計(jì)算疲勞。根據(jù)應(yīng)力 幅概念，不論應(yīng)力循環(huán)是拉應(yīng)力還是壓應(yīng)力，只要應(yīng)力幅超過 容許值就會(huì)產(chǎn)生疲勞裂紋。但由于裂紋形成的同時(shí)，殘余應(yīng)力 自行釋放，在完全壓應(yīng)力(不出現(xiàn)拉應(yīng)力)循環(huán)中，裂紋不會(huì)繼 續(xù)發(fā)展，故規(guī)范規(guī)定此種情況可不于驗(yàn)算。Steel Structure3.計(jì)算疲勞時(shí)，應(yīng)采用荷載的標(biāo)準(zhǔn)值，不考慮荷載分項(xiàng)系數(shù)和動(dòng) 力系數(shù)，而且應(yīng)力按彈性工作計(jì)算。4.根據(jù)試驗(yàn)，不同鋼種的不同靜力強(qiáng)度對焊接部位的疲勞強(qiáng)度無 顯著影響?？烧J(rèn)為，疲勞容許應(yīng)力幅與鋼種無關(guān)。5.

31、提高疲勞強(qiáng)度和疲勞壽命的措施（）采取合理構(gòu)造細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，盡可能減少應(yīng)力集中；（）嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，減小初始裂紋尺寸；（）采取必要的工藝措施如打磨、敲打等。Steel Structure2.6 2.6 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 在單軸應(yīng)力作用下 時(shí)鋼材屈服，構(gòu)件由彈性工作狀態(tài)轉(zhuǎn)為塑性工作狀態(tài)。在多軸應(yīng)力作用下鋼材的屈服條件不能以某一軸向應(yīng)力超過某屈服點(diǎn)來判別，而是按材料力學(xué)的能量強(qiáng)度理論計(jì)算折算應(yīng)力與鋼材在單軸應(yīng)力作用下的比較判斷。yfoxzyyzyxxyxzzyzxZXY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)下的分量當(dāng)當(dāng)時(shí)鋼材處于彈性階段，時(shí)鋼材處于彈性

32、階段，時(shí)鋼材處于塑性階段。時(shí)鋼材處于塑性階段。eqyfeqyfSteel Structure當(dāng)用應(yīng)力分量表示時(shí)：當(dāng)用應(yīng)力分量表示時(shí)： 222222() 3()eqxyzx yy zz xxyyzzx 當(dāng)用主應(yīng)力表示時(shí)：當(dāng)用主應(yīng)力表示時(shí)： 22212233112eq在普通梁中，一般只存在正應(yīng)力和剪應(yīng)力：在普通梁中，一般只存在正應(yīng)力和剪應(yīng)力： 223eqSteel Structure （1 1）當(dāng)三個(gè)主應(yīng)力同號且數(shù)值接近時(shí)，即使）當(dāng)三個(gè)主應(yīng)力同號且數(shù)值接近時(shí)，即使很大，但鋼材很難屈服，發(fā)生脆性破壞。很大，但鋼材很難屈服，發(fā)生脆性破壞。 （2 2）有異號應(yīng)力，且同號兩個(gè)應(yīng)力差較大，）有異號應(yīng)力，且同

33、號兩個(gè)應(yīng)力差較大，即使即使 ，但，但 可能大于可能大于 ，發(fā)生，發(fā)生塑性破壞。塑性破壞。yfe qyf討論討論：純剪時(shí)純剪時(shí)=0=0 則有：則有：233eqyfyyff58. 031即鋼材的剪切屈服點(diǎn)是即鋼材的剪切屈服點(diǎn)是拉伸屈服點(diǎn)拉伸屈服點(diǎn)f fy y的的0.580.58倍。倍。Steel Structure2.7.1 鋼的種類按用途分：結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼和特殊鋼(如不銹鋼等)，結(jié)構(gòu)鋼又分建 筑用鋼和機(jī)械用鋼。按冶煉方法分：轉(zhuǎn)爐鋼和平爐鋼按脫氧方法分：沸騰鋼(代號為F)、半鎮(zhèn)靜鋼(代號為b)、鎮(zhèn)靜鋼 (代號為Z)和特殊鎮(zhèn)靜鋼(代號為TZ) 按成型方法分：軋制鋼(熱軋、冷軋)、鍛鋼和鑄鋼。按化學(xué)成

34、分分：碳素鋼和合金鋼。在建筑工程中采用的是碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼和優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。 2.7 2.7 鋼的種類和規(guī)格鋼的種類和規(guī)格Steel Structure1.1.碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼1 1）碳素結(jié)構(gòu)鋼的表達(dá)方式由（）碳素結(jié)構(gòu)鋼的表達(dá)方式由（屈服點(diǎn)的字母屈服點(diǎn)的字母Q Q、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級符、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級符號和脫氧方法符號）號和脫氧方法符號）四個(gè)部分組成。四個(gè)部分組成。2)2)質(zhì)量等級符號是根據(jù)鋼材的化學(xué)成分和沖擊韌性不同化分為質(zhì)量等級符號是根據(jù)鋼材的化學(xué)成分和沖擊韌性不同化分為A A、B B、C C、D D共共4 4個(gè)質(zhì)量等級。個(gè)質(zhì)量等級。3)3)脫氧方法符號也有四種，

35、其中脫氧方法符號也有四種，其中F F代表沸騰鋼，代表沸騰鋼，b b代表半鎮(zhèn)靜鋼，代表半鎮(zhèn)靜鋼，Z Z代表鎮(zhèn)靜代表鎮(zhèn)靜鋼，鋼，TZTZ代表特種鎮(zhèn)靜鋼，代表特種鎮(zhèn)靜鋼，在具體標(biāo)注時(shí)在具體標(biāo)注時(shí)Z Z和和TZTZ可以省略?？梢允÷?。4 4）鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范將將Q235Q235牌號的鋼材選為承重結(jié)構(gòu)用鋼。其化學(xué)成分牌號的鋼材選為承重結(jié)構(gòu)用鋼。其化學(xué)成分和脫氧方法、拉伸和沖擊試驗(yàn)以及冷彎試驗(yàn)結(jié)果均應(yīng)符合規(guī)范和脫氧方法、拉伸和沖擊試驗(yàn)以及冷彎試驗(yàn)結(jié)果均應(yīng)符合規(guī)范GB/T700GB/T700的的要求。要求。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1)1)含碳量均含碳量均不大于不大于0.200

36、.20，強(qiáng)度的提高主要依靠添加少量幾種合金元素強(qiáng)度的提高主要依靠添加少量幾種合金元素來達(dá)到，但合金元素的總量來達(dá)到，但合金元素的總量低于低于5 5。2.7.2 2.7.2 鋼材的牌號鋼材的牌號Steel Structure3)3)低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的牌號命名與碳素結(jié)構(gòu)鋼相似，只是質(zhì)量等級分低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的牌號命名與碳素結(jié)構(gòu)鋼相似，只是質(zhì)量等級分為為A A、B B、C C、D D、E E五等，低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼采用的脫氧方法均為鎮(zhèn)五等，低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼采用的脫氧方法均為鎮(zhèn)靜鋼或特殊鎮(zhèn)靜鋼，故靜鋼或特殊鎮(zhèn)靜鋼，故可不加脫氧方法的符號可不加脫氧方法的符號。4)4)鋼材的化學(xué)成分和拉伸、沖擊、冷

37、彎試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)滿足規(guī)范鋼材的化學(xué)成分和拉伸、沖擊、冷彎試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)滿足規(guī)范GB/T1591GB/T1591要要求。求。3.3.專用結(jié)構(gòu)鋼專用結(jié)構(gòu)鋼 1)1)一些特殊用途的鋼結(jié)構(gòu)，如壓力容器、橋梁、鍋爐等，為適應(yīng)其特殊一些特殊用途的鋼結(jié)構(gòu)，如壓力容器、橋梁、鍋爐等，為適應(yīng)其特殊受力和工作條件的需要，常采用專用結(jié)構(gòu)鋼。專用結(jié)構(gòu)鋼是在碳素結(jié)構(gòu)受力和工作條件的需要，常采用專用結(jié)構(gòu)鋼。專用結(jié)構(gòu)鋼是在碳素結(jié)構(gòu)鋼或低合金結(jié)構(gòu)鋼的基礎(chǔ)上冶煉而成，其要求更高、價(jià)格也較貴。鋼或低合金結(jié)構(gòu)鋼的基礎(chǔ)上冶煉而成，其要求更高、價(jià)格也較貴。 2)2)專用結(jié)構(gòu)鋼的鋼號用在相應(yīng)鋼號后再加上專業(yè)用途代號專用結(jié)構(gòu)鋼的鋼號用在相應(yīng)鋼號后

38、再加上專業(yè)用途代號( (壓力容器、橋壓力容器、橋梁、鍋爐用鋼材的專業(yè)用途代號分別為梁、鍋爐用鋼材的專業(yè)用途代號分別為R R、q q、g)g)來表示。來表示。 2)2)牌號為牌號為Q345Q345，Q390,Q420Q390,Q420的鋼材都有較高的強(qiáng)度和較好的塑性、韌性和焊的鋼材都有較高的強(qiáng)度和較好的塑性、韌性和焊接性能，被接性能，被規(guī)范規(guī)范選為承重結(jié)構(gòu)用鋼。選為承重結(jié)構(gòu)用鋼。Steel Structure1.結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的重要性結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的重要性 對于重要的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件（框架的橫梁，桁架，對于重要的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件（框架的橫梁，桁架， 屋面樓面的大梁等）應(yīng)采用質(zhì)量較高的鋼材。屋面樓面的大梁等）應(yīng)采用質(zhì)

39、量較高的鋼材。2.荷載性質(zhì)荷載性質(zhì) 靜力荷載作用下可選擇經(jīng)濟(jì)性較好的靜力荷載作用下可選擇經(jīng)濟(jì)性較好的Q235鋼材；動(dòng)力鋼材；動(dòng)力 荷載作用下應(yīng)選擇綜合性能較好的鋼材。荷載作用下應(yīng)選擇綜合性能較好的鋼材。3.連接方法連接方法 焊接結(jié)構(gòu)對材質(zhì)的要求嚴(yán)格，應(yīng)嚴(yán)格控制焊接結(jié)構(gòu)對材質(zhì)的要求嚴(yán)格，應(yīng)嚴(yán)格控制C、S、P的的 極限含量；非焊接結(jié)構(gòu)對極限含量；非焊接結(jié)構(gòu)對C的要求可降低一些。的要求可降低一些。4.工作環(huán)境工作環(huán)境 處于低溫下工作的結(jié)構(gòu)，應(yīng)選擇抗脆性破壞能力強(qiáng)的處于低溫下工作的結(jié)構(gòu)，應(yīng)選擇抗脆性破壞能力強(qiáng)的 鋼材，防止鋼材的冷脆硬化導(dǎo)致的脆性破壞。鋼材，防止鋼材的冷脆硬化導(dǎo)致的脆性破壞。5.構(gòu)件的

40、受力性質(zhì)構(gòu)件的受力性質(zhì) 當(dāng)選用的型材或板材的厚度較大時(shí)，應(yīng)該采用質(zhì)量當(dāng)選用的型材或板材的厚度較大時(shí)，應(yīng)該采用質(zhì)量 較高的鋼材，以防止鋼材中較大的殘余拉應(yīng)力和缺陷等較高的鋼材，以防止鋼材中較大的殘余拉應(yīng)力和缺陷等 與外力共同作用形成三向拉應(yīng)力，引起材料的脆性破壞。與外力共同作用形成三向拉應(yīng)力，引起材料的脆性破壞。2.7.3 2.7.3 鋼材的選用鋼材的選用Steel Structure6.鋼材的厚度鋼材的厚度 鋼材越厚其強(qiáng)度越低，選用厚度較大時(shí)應(yīng)采用鋼材越厚其強(qiáng)度越低，選用厚度較大時(shí)應(yīng)采用質(zhì)量較質(zhì)量較 高的鋼材高的鋼材。 鋼的軋制使晶粒細(xì)化鋼的軋制使晶粒細(xì)化Steel Structure總結(jié)：鋼

41、材選擇的建議總結(jié)：鋼材選擇的建議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，其質(zhì)量鋼，其質(zhì)量應(yīng)分別符合國家標(biāo)準(zhǔn)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和和低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼低合金高強(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(shí)，應(yīng)符合相應(yīng)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)的規(guī)定。當(dāng)采用其他牌號的鋼材時(shí)，應(yīng)符合相應(yīng)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定和要求。定和要求。 2 2）承重結(jié)構(gòu)的鋼材應(yīng)具有抗拉強(qiáng)度、伸長率、屈服強(qiáng)度和硫、磷含量）承重結(jié)構(gòu)的鋼材應(yīng)具有抗拉強(qiáng)度、伸長率、屈服強(qiáng)度和硫、磷含

42、量的合格保證，對焊接結(jié)構(gòu)尚具有含碳量的合格保證。的合格保證，對焊接結(jié)構(gòu)尚具有含碳量的合格保證。 3 3）對于需要驗(yàn)算疲勞的焊接結(jié)構(gòu)和非焊接結(jié)構(gòu)，應(yīng)具有沖擊韌性的合格）對于需要驗(yàn)算疲勞的焊接結(jié)構(gòu)和非焊接結(jié)構(gòu)，應(yīng)具有沖擊韌性的合格保證。保證。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，厚度大于等于16mm16mm的鋼材應(yīng)具有的鋼材應(yīng)具有常溫沖擊韌性合格的保證。常溫沖擊韌性合格的保證。 Steel Structure5) 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 向鋼時(shí)，其材質(zhì)應(yīng)符合向鋼時(shí)，其材質(zhì)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)

43、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)定。的規(guī)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態(tài)和固態(tài)介對于外露環(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)量要求應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)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)焊接耐候鋼焊接耐候鋼GB/T4172GB/T4172的規(guī)定。的規(guī)定。 1、對于承受靜荷常溫工作環(huán)境下的鋼屋架，下列說法不正確的是( )。 (A) 可選擇Q235鋼 (B) 可選擇Q345鋼 (C) 鋼材應(yīng)有沖擊韌性的保證 (D) 鋼材應(yīng)有三項(xiàng)基本保證

44、CSteel Structure中國中國美國美國日本日本歐盟歐盟英國英國俄羅斯俄羅斯澳大利亞澳大利亞Q235Q235A36A36SS400 SS400 SM400 SM400 SN400SN400Fe360Fe3604040C235C235250 250 C250C250Q345Q345A242 A242 A441 A441 A572-50 A572-50 A588A588SM490 SM490 SN490SN490Fe510 Fe510 FeE355FeE35550B50B、C C、D DC345C345350350C350C350Q390Q39050F50FC390C390400400Hd

45、400Hd400Q420Q420A572-60A572-60SA440B SA440B SA440CSA440CC440C440國內(nèi)外鋼材牌號對應(yīng)關(guān)系國內(nèi)外鋼材牌號對應(yīng)關(guān)系Steel Structure2.7.4 2.7.4 鋼材的規(guī)格鋼材的規(guī)格鋼結(jié)構(gòu)所用的鋼材主要有鋼結(jié)構(gòu)所用的鋼材主要有熱軋成型的鋼板和型鋼熱軋成型的鋼板和型鋼，以及，以及冷加冷加工成型的冷扎薄鋼板工成型的冷扎薄鋼板和和冷彎薄壁型鋼冷彎薄壁型鋼。 1.1.熱軋鋼板熱軋鋼板a) a) 分為分為厚鋼板、薄鋼板厚鋼板、薄鋼板和和扁鋼。扁鋼。b) 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

46、) c) 供應(yīng)規(guī)格供應(yīng)規(guī)格 （單位：（單位：mmmm） 類別類別厚度厚度 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扁鋼扁鋼4-6012-2003000-9000Steel Structure2.2.熱軋型鋼熱軋型鋼常用的熱軋型鋼有常用的熱軋型鋼有角鋼、工字鋼、槽鋼、鋼管角鋼、工字鋼、槽鋼、鋼管等。等。 a) a) 角鋼角鋼1) 1) 分為分為等邊和不等邊等邊和不等邊兩種。兩種。2 2）表示方法為在符號）表示方法為在符號“”后加后加“長邊寬長邊寬短邊寬短邊寬厚度厚度”（對不等（對不等邊角鋼），或加邊角

47、鋼），或加“邊長邊長厚度厚度”（對等邊角鋼）。（對等邊角鋼）。3 3）我國生產(chǎn)的角鋼）我國生產(chǎn)的角鋼最大邊長為最大邊長為200mm200mm，角鋼的供應(yīng)長度一般為，角鋼的供應(yīng)長度一般為4-19m4-19m。肢寬度肢寬度肢厚度肢厚度 等邊角鋼等邊角鋼長肢寬度長肢寬度短肢寬度短肢寬度肢厚度肢厚度 不等邊角鋼不等邊角鋼Steel Structureb) b) 槽鋼槽鋼 1) 1) 分為分為普通槽鋼普通槽鋼和和輕型槽鋼輕型槽鋼兩種兩種 。2 2）表示方法和工字鋼相似）表示方法和工字鋼相似 。3 3）國內(nèi)生產(chǎn)的）國內(nèi)生產(chǎn)的最大型號為最大型號為40c40c。 供應(yīng)長度為供應(yīng)長度為5-19m5-19m。c)

48、c)鋼管鋼管 1) 1) 分為分為無縫鋼管無縫鋼管和和焊接鋼管焊接鋼管兩種兩種 。2 2）型號可用代號）型號可用代號“D D”后加后加“外徑外徑壁厚壁厚”表示。表示。 3 3）國產(chǎn)熱軋無縫鋼管的）國產(chǎn)熱軋無縫鋼管的最大外徑可達(dá)最大外徑可達(dá)630mm630mm， 供應(yīng)長度為供應(yīng)長度為3-12m3-12m。 Steel Structured)d)工字鋼工字鋼1) 1) 分為分為普通工字鋼、輕型工字鋼普通工字鋼、輕型工字鋼和和H H型工字鋼型工字鋼三種。三種。3) H3) H型鋼的基本類型分為型鋼的基本類型分為寬翼緣（寬翼緣（HWHW），），中翼緣（中翼緣（HMHM）和和窄翼緣（窄翼緣（HNHN）三

49、類，表示三類，表示方法為在代號后加方法為在代號后加“高度高度寬度寬度腹板厚腹板厚度度翼緣厚度翼緣厚度” 。2 2）普通工字鋼的型號用符號）普通工字鋼的型號用符號“工工”后面加截面高度的后面加截面高度的厘米數(shù)厘米數(shù)表示，表示，2020號以上的工字鋼，又按腹板的厚度不同，分為號以上的工字鋼，又按腹板的厚度不同，分為a a、b b或或a a、b b、c c等等類別，輕型工字鋼的表示方法同普通工字鋼。類別，輕型工字鋼的表示方法同普通工字鋼。4 4）普通工字鋼的型號為）普通工字鋼的型號為10-6310-63號號，輕型工字，輕型工字鋼的型號為鋼的型號為10-7010-70號號，供應(yīng)長度為，供應(yīng)長度為5-1

50、9m5-19m。Steel Structure3.3.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2-6mm2-6mm）和）和壓型鋼板（壓型鋼板（壁厚壁厚0.4-2.0mm0.4-2.0mm），截），截面形式和尺寸均面形式和尺寸均可按受力特點(diǎn)合可按受力特點(diǎn)合理設(shè)計(jì)，能充分理設(shè)計(jì)，能充分利用鋼材的強(qiáng)度，利用鋼材的強(qiáng)度，達(dá)到節(jié)約鋼材的達(dá)到節(jié)約鋼材的目的。在國內(nèi)外目的。在國內(nèi)外輕鋼建筑結(jié)構(gòu)中輕鋼建筑結(jié)構(gòu)中被廣泛應(yīng)用。被廣泛應(yīng)用。Steel Structure 壓型鋼板的定義壓型鋼板的定義：壓型鋼板是將薄鋼板壓型鋼板是將薄鋼板( (彩色薄鋼板）經(jīng)輥壓冷彩色薄鋼板）經(jīng)輥

51、壓冷彎成彎成V V型、型、U U型、型、W W型等類似形狀，用于建筑屋型等類似形狀，用于建筑屋面、墻面和樓板的建筑材料。面、墻面和樓板的建筑材料。壓型鋼板按波高分高波板、中波板和低波板三壓型鋼板按波高分高波板、中波板和低波板三種板型。屋面宜采用波高和波距較大的壓型鋼種板型。屋面宜采用波高和波距較大的壓型鋼板，墻角宜選用波高和波距較小的壓型鋼板。板，墻角宜選用波高和波距較小的壓型鋼板。補(bǔ)充資料：補(bǔ)充資料： 壓型鋼板壓型鋼板Steel Structure 彩色鋼卷板彩色鋼卷板Steel Structure彩鋼板外墻面彩鋼板外墻面Steel Structure應(yīng)用在組合樓板的鍍應(yīng)用在組合樓板的鍍鋅壓

52、型鋼板鋅壓型鋼板Steel Structure 壓型鋼板的應(yīng)用：壓型鋼板的應(yīng)用：廣泛用于工業(yè)建筑、公共建筑物的屋面、墻面等廣泛用于工業(yè)建筑、公共建筑物的屋面、墻面等圍護(hù)結(jié)構(gòu)及建筑物內(nèi)部的隔斷；圍護(hù)結(jié)構(gòu)及建筑物內(nèi)部的隔斷；還大量用作組合樓板或混凝土樓板，并作為承載還大量用作組合樓板或混凝土樓板，并作為承載構(gòu)件或永久性模板使用；構(gòu)件或永久性模板使用；在大中型工業(yè)廠房、倉庫以及體育館、影劇院、在大中型工業(yè)廠房、倉庫以及體育館、影劇院、展覽館、住宅、別墅、高層建筑、活動(dòng)房屋等工展覽館、住宅、別墅、高層建筑、活動(dòng)房屋等工業(yè)與民用建筑中，壓型鋼板的使用正日趨廣泛。業(yè)與民用建筑中，壓型鋼板的使用正日趨廣泛。

53、Steel StructureSteel Structure 彩色壓型鋼板的構(gòu)成：彩色壓型鋼板的構(gòu)成： 由基材、鍍層和涂層三部分組成由基材、鍍層和涂層三部分組成基材：基材：由板厚度為由板厚度為0.5mm0.5mm2.0mm2.0mm的薄鋼板經(jīng)冷的薄鋼板經(jīng)冷軋或沖壓成型。軋或沖壓成型。鍍層：鍍層：熱鍍鋅、熱鍍鋅鋁合金、熱鍍鋁和熱鍍熱鍍鋅、熱鍍鋅鋁合金、熱鍍鋁和熱鍍鋅等。鋅等。涂層：涂層：聚脂涂料、有機(jī)硅改性聚脂涂料等。聚脂涂料、有機(jī)硅改性聚脂涂料等。Steel Structure 壓型鋼板的使用壽命：壓型鋼板的使用壽命：壓型鋼板的使用壽命涉及鋼板質(zhì)量、成品保護(hù)、壓型鋼板的使用壽命涉及鋼板質(zhì)量、成品保護(hù)、建筑物使用環(huán)境等多種因素。建筑物使用環(huán)境等多種因素。一般壓型鋼板使用期限在一般壓型鋼板使用期限在8-158-15年左右。年左右。我國使我國使用進(jìn)口彩鋼板的建筑工程，至今已有用進(jìn)口彩鋼板的建筑工程，至今已有2020年的歷年的歷史。史。Steel Structure 壓型鋼板截面及涂層示意圖壓型鋼板截面及涂層示意圖鋼板