安徽理工大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)PTT第二章

1、鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院第二章第二章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第一節(jié)第一節(jié) 鋼結(jié)構(gòu)對(duì)材料的要求鋼結(jié)構(gòu)對(duì)材料的要求第二節(jié)第二節(jié) 鋼材的塑性破壞和脆性破壞鋼材的塑性破壞和脆性破壞第三節(jié)第三節(jié) 鋼材的主要性能鋼材的主要性能第四節(jié)第四節(jié) 影響鋼材性能的因素影響鋼材性能的因素第五節(jié)第五節(jié) 鋼材的疲勞鋼材的疲勞第六節(jié)第六節(jié) 鋼材的種類和規(guī)格鋼材的種類和規(guī)格鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院第一節(jié)第一節(jié) 鋼結(jié)構(gòu)對(duì)材料的要求鋼結(jié)構(gòu)對(duì)材料的要求1）有較高的強(qiáng)度，屈強(qiáng)比滿足要求，保證安全儲(chǔ)備有較高的強(qiáng)度，屈強(qiáng)比滿足要求，

2、保證安全儲(chǔ)備2）有足夠的變形能力有足夠的變形能力塑性塑性-破壞前有預(yù)兆，能內(nèi)力重分布破壞前有預(yù)兆，能內(nèi)力重分布韌性韌性-在動(dòng)載下破壞能吸收較大能量在動(dòng)載下破壞能吸收較大能量4）適應(yīng)低溫、有害介質(zhì)侵蝕及承受疲勞荷載適應(yīng)低溫、有害介質(zhì)侵蝕及承受疲勞荷載 5）易生產(chǎn)、價(jià)格便宜易生產(chǎn)、價(jià)格便宜3）有良好的加工性能，適應(yīng)冷熱加工，有良好的可焊性有良好的加工性能，適應(yīng)冷熱加工，有良好的可焊性鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50017-2003)推薦的普通碳素推薦的普通碳素結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼Q235鋼和低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼鋼和低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼Q345、Q390及及Q420符符合要求。合要求。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)

3、基本原理安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院第二節(jié)第二節(jié) 鋼材的塑性破壞和脆性破壞鋼材的塑性破壞和脆性破壞鋼材有兩種完全不同的破壞形式：鋼材有兩種完全不同的破壞形式：塑性破壞塑性破壞脆性破壞脆性破壞塑性破壞的主要特征是，破壞前具有較大的塑性塑性破壞的主要特征是，破壞前具有較大的塑性變形，常在鋼材表面出現(xiàn)明顯的相互垂直交錯(cuò)的銹跡變形，常在鋼材表面出現(xiàn)明顯的相互垂直交錯(cuò)的銹跡剝落線。破壞后的斷口呈纖維狀，色澤發(fā)暗。剝落線。破壞后的斷口呈纖維狀，色澤發(fā)暗。脆性破壞的主要特征是，破壞前塑性變形很小，脆性破壞的主要特征是，破壞前塑性變形很小，或根本沒(méi)有塑性變形，而突然迅速斷裂。破壞后的斷或根

4、本沒(méi)有塑性變形，而突然迅速斷裂。破壞后的斷口平直，呈有光澤的晶粒狀或有人字紋?？谄街?，呈有光澤的晶粒狀或有人字紋。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院第三節(jié)第三節(jié) 鋼材的主要性能鋼材的主要性能鋼材的多項(xiàng)性能指標(biāo)通過(guò)單向拉伸試驗(yàn)獲得，可以獲鋼材的多項(xiàng)性能指標(biāo)通過(guò)單向拉伸試驗(yàn)獲得，可以獲得相應(yīng)的單調(diào)拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線。由試驗(yàn)曲線看出，在得相應(yīng)的單調(diào)拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線。由試驗(yàn)曲線看出，在比例極限比例極限p以前鋼材的工作是彈性的；比例極限以后，進(jìn)以前鋼材的工作是彈性的；比例極限以后，進(jìn)入了彈塑性階段；達(dá)到了入了彈塑性階段；達(dá)到了屈服點(diǎn)屈服點(diǎn)fy后，塑性平臺(tái)出現(xiàn)強(qiáng)化后

5、，塑性平臺(tái)出現(xiàn)強(qiáng)化階段，產(chǎn)生頸縮而破壞。階段，產(chǎn)生頸縮而破壞。 鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院1）彈性階段：）彈性階段：2）彈塑性階段：）彈塑性階段：應(yīng)力由應(yīng)力由 0 比例極限比例極限fp應(yīng)力由應(yīng)力由 fp 屈服點(diǎn)屈服點(diǎn) fypfyfuf3）塑性階段：）塑性階段：4）強(qiáng)化階段：）強(qiáng)化階段：應(yīng)力由應(yīng)力由 fy 抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度 fu設(shè)計(jì)以鋼材的屈服點(diǎn)設(shè)計(jì)以鋼材的屈服點(diǎn) f y 作為靜力強(qiáng)度承載力極限作為靜力強(qiáng)度承載力極限應(yīng)力保持應(yīng)力保持 fy 不變，應(yīng)變由不變，應(yīng)變由(0.10.2)% (23)%;鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院

6、安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院鋼材單調(diào)拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線提供了三個(gè)重要的力學(xué)性能鋼材單調(diào)拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線提供了三個(gè)重要的力學(xué)性能指標(biāo)：抗拉強(qiáng)度指標(biāo)：抗拉強(qiáng)度f(wàn)u、伸長(zhǎng)率伸長(zhǎng)率和屈服點(diǎn)和屈服點(diǎn)fy?？估瓘?qiáng)度?？估瓘?qiáng)度f(wàn)u是鋼材一是鋼材一項(xiàng)重要強(qiáng)度指標(biāo)，反映鋼材受拉時(shí)能承受的極限應(yīng)力。屈服點(diǎn)項(xiàng)重要強(qiáng)度指標(biāo)，反映鋼材受拉時(shí)能承受的極限應(yīng)力。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。是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)力允許達(dá)到的最大限值。伸長(zhǎng)率伸長(zhǎng)率是衡量鋼材斷裂前所具有的塑性變形能力的指標(biāo)是衡量鋼材斷裂前所具有的塑性變形能力的指標(biāo)，一般以，一般以l0d0=5為標(biāo)準(zhǔn)試件。伸長(zhǎng)率為標(biāo)準(zhǔn)試件。伸長(zhǎng)率5：式中：式中：l0試件原

7、標(biāo)距長(zhǎng)度；試件原標(biāo)距長(zhǎng)度； d0試件標(biāo)距長(zhǎng)度內(nèi)的直徑；試件標(biāo)距長(zhǎng)度內(nèi)的直徑； l1 試件拉斷后標(biāo)距間的長(zhǎng)度。試件拉斷后標(biāo)距間的長(zhǎng)度。 1050100%lll鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院f y如果沒(méi)有殘余應(yīng)力，比例極限與如果沒(méi)有殘余應(yīng)力，比例極限與屈服應(yīng)力合為一點(diǎn)，彈塑性階段消屈服應(yīng)力合為一點(diǎn)，彈塑性階段消失，為簡(jiǎn)化計(jì)算，將應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系失，為簡(jiǎn)化計(jì)算，將應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系簡(jiǎn)化為如圖簡(jiǎn)化為如圖彈彈應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系另外一個(gè)衡量鋼材塑性性能的指標(biāo)就是斷面的頸縮率：另外一個(gè)衡量鋼材塑性性能的指標(biāo)就是斷面的頸縮率：010100%AAA式中：式中：A0試件標(biāo)

8、準(zhǔn)斷面的面積試件標(biāo)準(zhǔn)斷面的面積 A1試件拉斷后頸縮區(qū)的斷面積試件拉斷后頸縮區(qū)的斷面積鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院 鋼材的冷彎性能由冷彎試驗(yàn)確定鋼材的冷彎性能由冷彎試驗(yàn)確定 試驗(yàn)時(shí)，根據(jù)鋼材的牌號(hào)和不同的板厚，按國(guó)家相試驗(yàn)時(shí)，根據(jù)鋼材的牌號(hào)和不同的板厚，按國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的彎心直徑，在試驗(yàn)機(jī)上把試件彎曲關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的彎心直徑，在試驗(yàn)機(jī)上把試件彎曲180180 以試件表面和側(cè)面不出現(xiàn)以試件表面和側(cè)面不出現(xiàn)裂紋和分層裂紋和分層為合格為合格 冷彎試驗(yàn)不僅能檢驗(yàn)材料承受規(guī)定的彎曲變形能力冷彎試驗(yàn)不僅能檢驗(yàn)材料承受規(guī)定的彎曲變形能力大小，還能顯示其內(nèi)部的冶金缺

9、陷大小，還能顯示其內(nèi)部的冶金缺陷 判斷判斷鋼材塑性變形能力和冶金質(zhì)量的綜合指標(biāo)鋼材塑性變形能力和冶金質(zhì)量的綜合指標(biāo)鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院冷彎性能試驗(yàn)方法冷彎性能試驗(yàn)方法具有一定彎心直徑具有一定彎心直徑d的沖頭，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)試件中部施加荷的沖頭，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)試件中部施加荷載使之彎曲，以不出現(xiàn)裂紋或分層，判斷鋼材的冷彎性載使之彎曲，以不出現(xiàn)裂紋或分層，判斷鋼材的冷彎性能。能。冷彎性能試驗(yàn)方法冷彎性能試驗(yàn)方法鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院 單調(diào)拉伸試驗(yàn)比較不同鋼材在正常情況下韌性好壞單調(diào)拉伸試驗(yàn)比較不同鋼材在正常

10、情況下韌性好壞 沖擊韌性是評(píng)定帶有缺口鋼材沖擊荷載作用下沖擊韌性是評(píng)定帶有缺口鋼材沖擊荷載作用下抵抗脆性抵抗脆性破壞能力的指標(biāo)，破壞能力的指標(biāo)， 通常用帶有夏比通常用帶有夏比V V型缺口的標(biāo)準(zhǔn)試件型缺口的標(biāo)準(zhǔn)試件 沖擊韌性值隨溫度的降低而降低沖擊韌性值隨溫度的降低而降低 相當(dāng)溫度下的沖擊韌性指標(biāo)：相當(dāng)溫度下的沖擊韌性指標(biāo)： 在寒冷地區(qū)承受動(dòng)力作用重要承重結(jié)構(gòu)，應(yīng)根據(jù)工作溫在寒冷地區(qū)承受動(dòng)力作用重要承重結(jié)構(gòu)，應(yīng)根據(jù)工作溫度和所用鋼材牌號(hào)，提出度和所用鋼材牌號(hào)，提出相當(dāng)溫度下的沖擊韌性指標(biāo)相當(dāng)溫度下的沖擊韌性指標(biāo)要求要求 鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院

11、鋼材的沖擊韌性是指鋼材在沖擊荷裁作用下，斷裂過(guò)鋼材的沖擊韌性是指鋼材在沖擊荷裁作用下，斷裂過(guò)程中吸收機(jī)械動(dòng)能的一種能力，是衡量鋼材抵抗沖擊荷裁程中吸收機(jī)械動(dòng)能的一種能力，是衡量鋼材抵抗沖擊荷裁作用。作用。沖擊韌性試驗(yàn)方法沖擊韌性試驗(yàn)方法鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院 鋼材的焊接性能受含碳量和合金元素含量的影響，含鋼材的焊接性能受含碳量和合金元素含量的影響，含碳量超過(guò)時(shí)，焊縫及熱影響區(qū)容易變脆。碳量超過(guò)時(shí)，焊縫及熱影響區(qū)容易變脆。 一般一般Q235A的含碳量較高，因此這一牌號(hào)通常不能用的含碳量較高，因此這一牌號(hào)通常不能用于焊接構(gòu)件。而于焊接構(gòu)件。而Q

12、235B、C、D的含碳量控制在上述的適宜的含碳量控制在上述的適宜范圍之內(nèi)，適合焊接使用。范圍之內(nèi)，適合焊接使用。 在高強(qiáng)度低合金鋼中，低合金元素大多對(duì)可焊性有不在高強(qiáng)度低合金鋼中，低合金元素大多對(duì)可焊性有不利影響，利影響，建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程使用碳當(dāng)量來(lái)衡量使用碳當(dāng)量來(lái)衡量低合金鋼的可焊性。低合金鋼的可焊性。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院第四節(jié)第四節(jié) 影響鋼材性能的因素影響鋼材性能的因素 碳：碳：含碳量低，鋼的強(qiáng)度不高但塑性大伸長(zhǎng)率和沖擊含碳量低，鋼的強(qiáng)度不高但塑性大伸長(zhǎng)率和沖擊韌性高，鋼質(zhì)柔軟，易于冷加工、切削和焊接；含碳

13、量較韌性高，鋼質(zhì)柔軟，易于冷加工、切削和焊接；含碳量較高，鋼的強(qiáng)度高，但塑性小，硬度大，性脆，不易加工。高，鋼的強(qiáng)度高，但塑性小，硬度大，性脆，不易加工。鋼結(jié)構(gòu)用鋼的含碳量一般不超過(guò)鋼結(jié)構(gòu)用鋼的含碳量一般不超過(guò)0.22%。錳：錳：錳元素錳元素(Mn)是一種弱脫氧劑，錳提高鋼材的屈服強(qiáng)是一種弱脫氧劑，錳提高鋼材的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度，改善鋼材的冷脆傾向，降低硫、氧對(duì)鋼材度和抗拉強(qiáng)度，改善鋼材的冷脆傾向，降低硫、氧對(duì)鋼材的熱脆影響，改善鋼材熱加工性能，不顯著降低塑性和沖的熱脆影響，改善鋼材熱加工性能，不顯著降低塑性和沖擊韌性。普通碳素鋼中，錳含量在擊韌性。普通碳素鋼中，錳含量在0.30.8，低合金鋼

14、中，低合金鋼中，在，在1.21. 6之間，過(guò)多會(huì)使鋼材變硬變脆降低鋼材之間，過(guò)多會(huì)使鋼材變硬變脆降低鋼材耐腐蝕和可焊性。耐腐蝕和可焊性。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院硅：硅：硅元素硅元素(Si)是一種較強(qiáng)的脫氧劑。適量的硅可提高鋼是一種較強(qiáng)的脫氧劑。適量的硅可提高鋼材強(qiáng)度而對(duì)其塑性、冷彎性能、沖擊性能、可焊性能無(wú)明材強(qiáng)度而對(duì)其塑性、冷彎性能、沖擊性能、可焊性能無(wú)明顯不良影響。在碳素鋼中含量不超過(guò)顯不良影響。在碳素鋼中含量不超過(guò)0.3，低合金鋼中，低合金鋼中限制在限制在0.6以內(nèi)。過(guò)高硅含量降低鋼材的塑性、韌性、以內(nèi)。過(guò)高硅含量降低鋼材的塑性、韌性、

15、抗銹性和可焊性?？逛P性和可焊性。釩：釩釩：釩元素元素(V)是低合金鋼中合金元素?？梢约?xì)化鋼材晶粒是低合金鋼中合金元素?？梢约?xì)化鋼材晶粒結(jié)構(gòu)而提高鋼材屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度。釩的化合物穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)而提高鋼材屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度。釩的化合物穩(wěn)定，使鋼的高溫硬度提高，使鋼的高溫硬度提高，15MnV鋼是在鋼是在16Mn鋼基礎(chǔ)上加入適鋼基礎(chǔ)上加入適量的釩量的釩(0.040.12)熔煉成強(qiáng)度較高低合金鋼。熔煉成強(qiáng)度較高低合金鋼。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院硫：硫：硫元素硫元素(S)是一種有害元素。硫與鐵化合成硫化鐵是一種有害元素。硫與鐵化合成硫化鐵(FeS)散散布在

16、純鐵體層間中，當(dāng)溫度在布在純鐵體層間中，當(dāng)溫度在8001200時(shí)熔化而使鋼材出時(shí)熔化而使鋼材出現(xiàn)熱裂紋，且易脆斷。稱為熱脆現(xiàn)象。使鋼材焊接性能和熱加現(xiàn)熱裂紋，且易脆斷。稱為熱脆現(xiàn)象。使鋼材焊接性能和熱加工性能變壞，降低鋼材塑性和沖擊韌性。工性能變壞，降低鋼材塑性和沖擊韌性。磷：磷磷：磷元素元素(P)是一種有害元素。磷的存在可提高鋼材強(qiáng)度和抗是一種有害元素。磷的存在可提高鋼材強(qiáng)度和抗銹蝕性，但嚴(yán)重降低了鋼材塑性、冷彎性能、沖擊韌性和可焊銹蝕性，但嚴(yán)重降低了鋼材塑性、冷彎性能、沖擊韌性和可焊性。在低溫下，鋼材易產(chǎn)生低溫脆斷，稱為冷脆現(xiàn)象。性。在低溫下，鋼材易產(chǎn)生低溫脆斷，稱為冷脆現(xiàn)象。 。氧氧、氮

17、氮是有害元素，容易從鐵液中逸出，故含量甚少。氧的作用是有害元素，容易從鐵液中逸出，故含量甚少。氧的作用與硫類似，增大鋼的熱脆性。氮的作用同磷類似，能顯著降低鋼與硫類似，增大鋼的熱脆性。氮的作用同磷類似，能顯著降低鋼材的塑性和沖擊韌性，冷彎性能和焊接性能，特別是增大鋼材的材的塑性和沖擊韌性，冷彎性能和焊接性能，特別是增大鋼材的冷脆性。冷脆性。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院1.鋼材的冶煉鋼材的冶煉（1 1）煉鐵）煉鐵（2 2）煉鋼）煉鋼煉鋼有三種形式：轉(zhuǎn)爐、平爐和電爐。煉鋼有三種形式：轉(zhuǎn)爐、平爐和電爐。電爐煉鋼電爐煉鋼質(zhì)量好。耗電量大，成本高。質(zhì)量好。

18、耗電量大，成本高。轉(zhuǎn)爐煉鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼是利用高壓空氣或氧氣；氧氣是利用高壓空氣或氧氣；氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐冶煉的鋼中有害元素和雜質(zhì)少頂吹轉(zhuǎn)爐冶煉的鋼中有害元素和雜質(zhì)少，生產(chǎn)周期短，效率高、質(zhì)量好、成本，生產(chǎn)周期短，效率高、質(zhì)量好、成本低。低。 其成材過(guò)程包括冶煉、脫氧和澆鑄、加工三道工序。其成材過(guò)程包括冶煉、脫氧和澆鑄、加工三道工序。平爐煉鋼平爐煉鋼原料廣泛，容原料廣泛，容積大，產(chǎn)量高，冶煉工積大，產(chǎn)量高，冶煉工藝簡(jiǎn)單，化學(xué)成分易于藝簡(jiǎn)單，化學(xué)成分易于控制，煉出的鋼質(zhì)量?jī)?yōu)控制，煉出的鋼質(zhì)量?jī)?yōu)良。平爐鋼周期長(zhǎng)，效良。平爐鋼周期長(zhǎng)，效率低成本高率低成本高鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院安徽

19、理工大學(xué)土木建筑學(xué)院2.2.脫氧和澆注脫氧和澆注 按脫氧的方法和程度的不同，碳素結(jié)構(gòu)鋼可分為按脫氧的方法和程度的不同，碳素結(jié)構(gòu)鋼可分為沸騰沸騰鋼、半鎮(zhèn)靜鋼、鎮(zhèn)靜鋼和特殊鎮(zhèn)靜鋼鋼、半鎮(zhèn)靜鋼、鎮(zhèn)靜鋼和特殊鎮(zhèn)靜鋼4 4類類。 沸騰鋼沸騰鋼采用脫氧能力較弱采用脫氧能力較弱錳錳作脫氧劑，脫氧不完全。作脫氧劑，脫氧不完全。鋼中留有較多氧化鐵夾雜和氣孔。質(zhì)量較差。鋼中留有較多氧化鐵夾雜和氣孔。質(zhì)量較差。鎮(zhèn)靜鋼鎮(zhèn)靜鋼采用采用錳加硅錳加硅作脫氧劑，脫氧較完全，硅在還原氧化鐵過(guò)程中還作脫氧劑，脫氧較完全，硅在還原氧化鐵過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生熱量，使鋼液冷卻緩慢，使氣體充分逸出，澆注時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱量，使鋼液冷卻緩慢，使氣體充分

20、逸出，澆注時(shí)不出現(xiàn)沸騰現(xiàn)象。質(zhì)量好，成本高。不出現(xiàn)沸騰現(xiàn)象。質(zhì)量好，成本高。半鎮(zhèn)靜鋼半鎮(zhèn)靜鋼的脫氧程度的脫氧程度介于上述二者之間。介于上述二者之間。 特殊鎮(zhèn)靜鋼特殊鎮(zhèn)靜鋼是在錳硅脫氧后，是在錳硅脫氧后，再用鋁補(bǔ)充脫氧再用鋁補(bǔ)充脫氧，脫氧，脫氧程度高于鎮(zhèn)靜鋼。低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼一般都是鎮(zhèn)靜鋼。程度高于鎮(zhèn)靜鋼。低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼一般都是鎮(zhèn)靜鋼。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院 鋼材的加工分為鋼材的加工分為熱加工、冷加工和熱處理熱加工、冷加工和熱處理三種。三種。 將鋼坯加熱至塑性狀態(tài)，依靠外力改變其形狀將鋼坯加熱至塑性狀態(tài)，依靠外力改變其形狀, ,產(chǎn)生出各

21、種產(chǎn)生出各種厚度的鋼板和型鋼，稱為熱加工。在常溫下對(duì)鋼材進(jìn)行加工稱厚度的鋼板和型鋼，稱為熱加工。在常溫下對(duì)鋼材進(jìn)行加工稱為冷加工。通過(guò)加熱、保溫、冷卻的操作方法，使鋼的組織結(jié)為冷加工。通過(guò)加熱、保溫、冷卻的操作方法，使鋼的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，稱為熱處理。構(gòu)發(fā)生變化，稱為熱處理。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院（1）熱加工）熱加工 開(kāi)軋和鍛壓溫度控制在開(kāi)軋和鍛壓溫度控制在11501300。 鋼材軋制成鋼板或型鋼，使金屬的晶粒變細(xì)，壓合鋼鋼材軋制成鋼板或型鋼，使金屬的晶粒變細(xì)，壓合鋼坯中的氣孔、裂紋等缺陷，改善鋼材的力學(xué)性能。坯中的氣孔、裂紋等缺陷，改善鋼

22、材的力學(xué)性能。 熱軋薄板和壁厚較薄的熱軋型鋼，因輥軋次數(shù)較多，熱軋薄板和壁厚較薄的熱軋型鋼，因輥軋次數(shù)較多，鋼材的性能改善明顯，其強(qiáng)度、塑性、韌性和焊接性能均鋼材的性能改善明顯，其強(qiáng)度、塑性、韌性和焊接性能均優(yōu)于優(yōu)于厚板和厚壁型鋼。厚板和厚壁型鋼。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院(2) (2) 冷加工冷加工 冷軋卷板和冷軋鋼板，冷彎薄壁型鋼和壓型鋼板以及高強(qiáng)冷軋卷板和冷軋鋼板，冷彎薄壁型鋼和壓型鋼板以及高強(qiáng)鋼絲鋼絲鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院安徽理工大

23、學(xué)土木建筑學(xué)院（3）熱處理）熱處理 熱處理熱處理包括退火、正火、淬火和回火包括退火、正火、淬火和回火 退火和正火改善組織以提高鋼的機(jī)械性能。其操作方退火和正火改善組織以提高鋼的機(jī)械性能。其操作方法為：在爐中鋼材加熱保溫一段時(shí)間后，隨爐溫冷卻至法為：在爐中鋼材加熱保溫一段時(shí)間后，隨爐溫冷卻至500以下，再放至空氣中冷卻的工藝稱為完全退火。若保以下，再放至空氣中冷卻的工藝稱為完全退火。若保溫后從爐中取出在空氣中冷卻的工藝稱為正火。正火的冷溫后從爐中取出在空氣中冷卻的工藝稱為正火。正火的冷卻速度比退火快，強(qiáng)度和硬度有所提高。卻速度比退火快，強(qiáng)度和硬度有所提高。 低溫退火主要用來(lái)消除鑄件、熱軋件、鍛件

24、、焊接件低溫退火主要用來(lái)消除鑄件、熱軋件、鍛件、焊接件和冷加工件中的殘余應(yīng)力。和冷加工件中的殘余應(yīng)力。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院 淬火淬火工藝是將鋼件加熱到工藝是將鋼件加熱到900以上，保溫后快速在以上，保溫后快速在水中或油中冷卻。淬火增加了鋼材強(qiáng)度和硬度，使塑性和水中或油中冷卻。淬火增加了鋼材強(qiáng)度和硬度，使塑性和韌性降低。韌性降低。 回火回火工藝將淬火后的鋼材加熱到某一溫度進(jìn)行保溫，工藝將淬火后的鋼材加熱到某一溫度進(jìn)行保溫，而后在空氣中冷卻消除殘余應(yīng)力，調(diào)整強(qiáng)度和硬度，減少而后在空氣中冷卻消除殘余應(yīng)力，調(diào)整強(qiáng)度和硬度，減少脆性，增加塑性和韌性

25、，形成較穩(wěn)定的組織。脆性，增加塑性和韌性，形成較穩(wěn)定的組織。 通常稱淬火加高溫回火的工藝為調(diào)質(zhì)處理。強(qiáng)度較高通常稱淬火加高溫回火的工藝為調(diào)質(zhì)處理。強(qiáng)度較高的鋼材，如的鋼材，如Q420中的中的C、D、E級(jí)鋼和高強(qiáng)度螺栓的鋼材都級(jí)鋼和高強(qiáng)度螺栓的鋼材都要經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理。要經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院 鋼材的硬化有三種情況：時(shí)效硬化、冷作硬化（或應(yīng)鋼材的硬化有三種情況：時(shí)效硬化、冷作硬化（或應(yīng)變硬化）和應(yīng)變時(shí)效硬化。變硬化）和應(yīng)變時(shí)效硬化。 在高溫時(shí)溶于鐵中的少量氮和碳，隨著時(shí)間增長(zhǎng)逐漸在高溫時(shí)溶于鐵中的少量氮和碳，隨著時(shí)間增長(zhǎng)逐漸由固溶體

26、中析出，生成氮化物和碳化物，散存在鐵素體晶由固溶體中析出，生成氮化物和碳化物，散存在鐵素體晶粒的滑動(dòng)界面上，對(duì)晶粒的塑性滑移起到遏制作用，從而粒的滑動(dòng)界面上，對(duì)晶粒的塑性滑移起到遏制作用，從而使鋼材的強(qiáng)度提高，塑性和韌性下降。這種現(xiàn)象稱為使鋼材的強(qiáng)度提高，塑性和韌性下降。這種現(xiàn)象稱為時(shí)效時(shí)效硬化。硬化。在冷加工使鋼材產(chǎn)生較大的塑性變形的情況下，卸在冷加工使鋼材產(chǎn)生較大的塑性變形的情況下，卸荷后再重新加載，鋼材的屈服點(diǎn)提高，塑性和韌性降低的荷后再重新加載，鋼材的屈服點(diǎn)提高，塑性和韌性降低的現(xiàn)象現(xiàn)象稱為稱為冷作硬化。應(yīng)變時(shí)效冷作硬化。應(yīng)變時(shí)效是指是指鋼材在產(chǎn)生應(yīng)變硬化后又發(fā)鋼材在產(chǎn)生應(yīng)變硬化后又發(fā)

27、生時(shí)效硬化的現(xiàn)象。生時(shí)效硬化的現(xiàn)象。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院在在150以內(nèi)，鋼材的強(qiáng)度、彈性模量和塑性均與常溫相近。以內(nèi)，鋼材的強(qiáng)度、彈性模量和塑性均與常溫相近。在在250左右，抗拉強(qiáng)度有局部性提高，伸長(zhǎng)率和斷面收縮左右，抗拉強(qiáng)度有局部性提高，伸長(zhǎng)率和斷面收縮率均降至最低，出現(xiàn)藍(lán)脆現(xiàn)象（鋼材表面氧化膜呈藍(lán)色）。顯然率均降至最低，出現(xiàn)藍(lán)脆現(xiàn)象（鋼材表面氧化膜呈藍(lán)色）。顯然鋼材的熱加工應(yīng)避開(kāi)這一溫度區(qū)段。鋼材的熱加工應(yīng)避開(kāi)這一溫度區(qū)段。在在300以后，強(qiáng)度和彈性模量均開(kāi)始顯著下降，塑性顯著以后，強(qiáng)度和彈性模量均開(kāi)始顯著下降，塑性顯著上升。上升。達(dá)

28、到達(dá)到600時(shí)，強(qiáng)度幾乎為零，塑性急劇上升，鋼材處于熱時(shí)，強(qiáng)度幾乎為零，塑性急劇上升，鋼材處于熱塑性狀態(tài)。塑性狀態(tài)。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院三向應(yīng)力下，形狀改變比能等于單向拉伸下積聚的比能時(shí)，三向應(yīng)力下，形狀改變比能等于單向拉伸下積聚的比能時(shí)，鋼材由彈性轉(zhuǎn)入塑性狀態(tài)鋼材由彈性轉(zhuǎn)入塑性狀態(tài)2221223311()()()2zsyf時(shí)，為塑性狀態(tài)；時(shí)，為塑性狀態(tài)； 時(shí)，為彈性狀態(tài)時(shí)，為彈性狀態(tài) yzsfyzsf鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院對(duì)塑性材料，同號(hào)應(yīng)力狀態(tài)易發(fā)生脆斷，鋼材在異對(duì)塑性材料，同號(hào)應(yīng)

29、力狀態(tài)易發(fā)生脆斷，鋼材在異號(hào)應(yīng)力狀態(tài)時(shí)容易發(fā)生塑性破壞。號(hào)應(yīng)力狀態(tài)時(shí)容易發(fā)生塑性破壞。正應(yīng)力與剪應(yīng)力表示：正應(yīng)力與剪應(yīng)力表示：2222223 xyzxyyzzxxyyzzxyf鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院在實(shí)腹梁的腹板中：在實(shí)腹梁的腹板中：yzf223當(dāng)純剪時(shí)：當(dāng)純剪時(shí)：yzf23yyvyfff58. 03 鋼材的抗剪設(shè)計(jì)強(qiáng)度為：鋼材的抗剪設(shè)計(jì)強(qiáng)度為：yvff58. 0平面應(yīng)力狀態(tài)下平面應(yīng)力狀態(tài)下yxyyxyxzf2223鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院當(dāng)截面有裂紋當(dāng)截面有裂紋(內(nèi)部的或表面的內(nèi)部的或表

30、面的)、孔洞、刻槽、凹角時(shí)以及截面厚度、孔洞、刻槽、凹角時(shí)以及截面厚度或?qū)挾韧蝗桓淖儠r(shí)，構(gòu)件中應(yīng)力分布或?qū)挾韧蝗桓淖儠r(shí)，構(gòu)件中應(yīng)力分布變得不均勻。在缺陷或截面變化處附變得不均勻。在缺陷或截面變化處附近，應(yīng)力線曲折、密集、出現(xiàn)高峰應(yīng)近，應(yīng)力線曲折、密集、出現(xiàn)高峰應(yīng)力的現(xiàn)象稱為力的現(xiàn)象稱為應(yīng)力集中應(yīng)力集中。當(dāng)數(shù)值相等三向拉應(yīng)力時(shí)，直當(dāng)數(shù)值相等三向拉應(yīng)力時(shí)，直到材料斷裂也不屈服。三向拉應(yīng)力到材料斷裂也不屈服。三向拉應(yīng)力狀態(tài)容易脆性破壞。狀態(tài)容易脆性破壞。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院 在澆注、軋制和焊接加工過(guò)程中，不同部位鋼材冷卻速度在澆注、軋制和焊接加

31、工過(guò)程中，不同部位鋼材冷卻速度不同產(chǎn)生。不同產(chǎn)生。 焊接殘余應(yīng)力：在焊縫附近殘余拉應(yīng)力常達(dá)到屈服點(diǎn)，在焊接殘余應(yīng)力：在焊縫附近殘余拉應(yīng)力常達(dá)到屈服點(diǎn)，在焊縫交叉處經(jīng)常出現(xiàn)雙向、甚至三向殘余拉應(yīng)力場(chǎng)，使鋼材局焊縫交叉處經(jīng)常出現(xiàn)雙向、甚至三向殘余拉應(yīng)力場(chǎng)，使鋼材局部變脆。部變脆。 因此，在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量使構(gòu)件和連接節(jié)點(diǎn)的因此，在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量使構(gòu)件和連接節(jié)點(diǎn)的形狀和構(gòu)造合理，防止截面的突然改變。形狀和構(gòu)造合理，防止截面的突然改變。 鋼結(jié)構(gòu)焊接構(gòu)造設(shè)計(jì)和施工時(shí)，盡量減少焊接殘余應(yīng)力。鋼結(jié)構(gòu)焊接構(gòu)造設(shè)計(jì)和施工時(shí)，盡量減少焊接殘余應(yīng)力。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理安徽理工大學(xué)土木建筑

32、學(xué)院安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院 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，紋及裂紋逐漸擴(kuò)展，直到最后破壞，這種現(xiàn)象稱為疲勞。關(guān)這種現(xiàn)象稱為疲勞。關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)的疲勞將在下一節(jié)介紹。于鋼結(jié)構(gòu)的疲勞將在下一節(jié)介紹。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院第五節(jié)第五節(jié) 鋼材的疲勞鋼材的疲勞 鋼材在反復(fù)荷載作用下，鋼材的強(qiáng)度降低，即低于一次靜鋼材在反復(fù)荷載作用下，鋼材的強(qiáng)度降低，即低于一次靜力荷載作用下的拉伸試驗(yàn)強(qiáng)度，這種現(xiàn)象稱為疲勞，鋼材發(fā)生力荷載作用下的拉伸試驗(yàn)強(qiáng)度，這種現(xiàn)象稱為疲勞

33、，鋼材發(fā)生破壞的現(xiàn)象叫做鋼材的疲勞；疲勞屬于脆性破壞。破壞的現(xiàn)象叫做鋼材的疲勞；疲勞屬于脆性破壞。 內(nèi)部缺陷內(nèi)部缺陷-應(yīng)力集中應(yīng)力集中-產(chǎn)生微裂紋產(chǎn)生微裂紋-微裂紋在循環(huán)荷載微裂紋在循環(huán)荷載下擴(kuò)展下擴(kuò)展-截面削弱截面削弱-宏觀裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展宏觀裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展-斷裂斷裂引起疲勞破壞的交變荷載有兩種類型引起疲勞破壞的交變荷載有兩種類型常幅交變荷載常幅交變荷載 常幅疲勞常幅疲勞 變幅交變荷載變幅交變荷載 變幅疲勞變幅疲勞轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械零件轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械零件 常幅疲勞破壞，常幅疲勞破壞，吊車橋、鋼橋吊車橋、鋼橋 變幅疲勞破壞。變幅疲勞破壞。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)

34、院1. 非焊接結(jié)構(gòu)的疲勞非焊接結(jié)構(gòu)的疲勞疲勞強(qiáng)度疲勞強(qiáng)度 與主體金屬與主體金屬 連接類型有關(guān)連接類型有關(guān) 與循環(huán)應(yīng)力的應(yīng)力比與循環(huán)應(yīng)力的應(yīng)力比 循環(huán)次數(shù)循環(huán)次數(shù)n有關(guān)。有關(guān)。 n2106次，次，TJ17-74曾根據(jù)試驗(yàn)得到的簡(jiǎn)化疲勞曲線，曾根據(jù)試驗(yàn)得到的簡(jiǎn)化疲勞曲線，驗(yàn)算以拉應(yīng)力為主的疲勞計(jì)算公式如下：驗(yàn)算以拉應(yīng)力為主的疲勞計(jì)算公式如下：maxminkpp10pmax鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院kpp10驗(yàn)算部位最大拉應(yīng)力；驗(yàn)算部位最大拉應(yīng)力；以拉應(yīng)力為主的疲勞容許強(qiáng)度；以拉應(yīng)力為主的疲勞容許強(qiáng)度；=0時(shí)的疲勞容許強(qiáng)度，試驗(yàn)定；時(shí)的疲勞容許強(qiáng)度，

35、試驗(yàn)定；構(gòu)造形式有關(guān)的系數(shù)，試驗(yàn)定。構(gòu)造形式有關(guān)的系數(shù)，試驗(yàn)定。maxpp0kpmax鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院 焊接結(jié)構(gòu)疲勞壽命主要的因素焊接結(jié)構(gòu)疲勞壽命主要的因素 構(gòu)件和連接的構(gòu)造類型構(gòu)件和連接的構(gòu)造類型和應(yīng)力幅，而與應(yīng)力比無(wú)關(guān)和應(yīng)力幅，而與應(yīng)力比無(wú)關(guān) 。焊接殘余應(yīng)力的影響焊接殘余應(yīng)力的影響fyfymaxmin=max-minfy-t+-(a)(b)(c)焊縫附近的真是循環(huán)應(yīng)力焊縫附近的真是循環(huán)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院 當(dāng)名義循環(huán)應(yīng)力為拉時(shí)，焊縫附近的殘余拉應(yīng)力已達(dá)屈當(dāng)名義循環(huán)應(yīng)力為拉

36、時(shí)，焊縫附近的殘余拉應(yīng)力已達(dá)屈服點(diǎn)不再增加，實(shí)際拉應(yīng)力保持服點(diǎn)不再增加，實(shí)際拉應(yīng)力保持fy不變；當(dāng)名義循環(huán)應(yīng)力減小不變；當(dāng)名義循環(huán)應(yīng)力減小到最小時(shí)，焊縫附近的實(shí)際應(yīng)力將降至到最小時(shí)，焊縫附近的實(shí)際應(yīng)力將降至 顯然，焊縫附近的真實(shí)應(yīng)力比為顯然，焊縫附近的真實(shí)應(yīng)力比為 只要應(yīng)力幅為常數(shù)，不管循環(huán)荷載下的名義應(yīng)力比為何值，只要應(yīng)力幅為常數(shù)，不管循環(huán)荷載下的名義應(yīng)力比為何值，焊縫附近的真實(shí)應(yīng)力比也為常數(shù)。焊縫部位的疲勞壽命主要與焊縫附近的真實(shí)應(yīng)力比也為常數(shù)。焊縫部位的疲勞壽命主要與 有關(guān)。有關(guān)。)(minmaxyyffyyff鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院

37、 根據(jù)線性累積損傷準(zhǔn)則根據(jù)線性累積損傷準(zhǔn)則 等效應(yīng)力幅等效應(yīng)力幅e，計(jì)算公式為：，計(jì)算公式為： 各應(yīng)力幅各應(yīng)力幅i對(duì)應(yīng)循環(huán)次數(shù)為對(duì)應(yīng)循環(huán)次數(shù)為ni，相對(duì)的疲勞壽命為，相對(duì)的疲勞壽命為Ni， 線性累積損傷準(zhǔn)則為：線性累積損傷準(zhǔn)則為： 應(yīng)力幅應(yīng)力幅i循環(huán)一次時(shí)，將引起循環(huán)一次時(shí)，將引起1/Ni的損傷，的損傷，ni次循環(huán)的損次循環(huán)的損傷為傷為ni/Ni；其它應(yīng)力幅水平的常幅循環(huán)應(yīng)力也有各自的損傷狀；其它應(yīng)力幅水平的常幅循環(huán)應(yīng)力也有各自的損傷狀況，當(dāng)這些損傷份額之和等于況，當(dāng)這些損傷份額之和等于1時(shí)，將發(fā)生疲勞破壞。時(shí)，將發(fā)生疲勞破壞。 或或e1iiNnCNii)()(iiCN鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本

38、原理安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院等效常幅疲勞應(yīng)力幅等效常幅疲勞應(yīng)力幅e，循環(huán)，循環(huán) 次后：次后： 或或 將上述代入下式將上述代入下式 inCnei)()(eiCn12211nniiiiNnNnNnNnNn有有 得得 則則 以應(yīng)力循環(huán)次數(shù)表示的結(jié)構(gòu)預(yù)期壽命；以應(yīng)力循環(huán)次數(shù)表示的結(jié)構(gòu)預(yù)期壽命； ni應(yīng)力幅水平為應(yīng)力幅水平為i的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。1)()()()(2211CnCnCnCniinn)()(eiiinCn1)(iiiennin鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院第六節(jié)第六節(jié) 鋼材的種類和規(guī)格鋼材的種類和規(guī)格 碳素結(jié)構(gòu)

39、鋼和低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼，碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼， 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、Z型鋼、焊接結(jié)構(gòu)用耐候鋼、鑄鋼。型鋼、焊接結(jié)構(gòu)用耐候鋼、鑄鋼。 按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼GB/T700生產(chǎn)的鋼材有生產(chǎn)的鋼材有Q195、Q215、Q235、Q255和和Q275種品牌，板材厚度不大于種品牌，板材厚度不大于16mm屈服屈服點(diǎn)分別為點(diǎn)分別為195、215、235、255、275 N/mm2；Q235含碳量在含碳量在0.22以下，強(qiáng)度適中，塑性、韌性均較好。以下，強(qiáng)度適中，塑性、韌性均較好。碳素結(jié)構(gòu)鋼的鋼號(hào)由代碳素結(jié)構(gòu)鋼的鋼號(hào)由代表屈服點(diǎn)的字母表屈服點(diǎn)的字母Q、 屈服點(diǎn)數(shù)值屈服點(diǎn)

40、數(shù)值 （單位為（單位為 N/mm2）、）、 質(zhì)量等級(jí)質(zhì)量等級(jí)符號(hào)、脫氧方法符號(hào)等四個(gè)部分組成。符號(hào)、脫氧方法符號(hào)等四個(gè)部分組成。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院 按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)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/T1591生產(chǎn)的鋼材共生產(chǎn)的鋼材共有有Q295、Q345、Q390、Q420和和Q460。材厚度不大于。材厚度不大于16mm屈服屈服點(diǎn)點(diǎn)295、345、390、420和和460N/mm2。含碳量均不大于。含碳量均不大于0.20，合，合金元素的總量低于金元素的總量低于5，故稱為低合金高強(qiáng)度鋼。，故稱為低合金高強(qiáng)度鋼。 與碳素結(jié)構(gòu)鋼的

41、區(qū)別在于鋼中含雜質(zhì)元素較少，磷、硫等害與碳素結(jié)構(gòu)鋼的區(qū)別在于鋼中含雜質(zhì)元素較少，磷、硫等害元素含量均不大于元素含量均不大于0.035，其它缺陷限制也較嚴(yán)格。，其它缺陷限制也較嚴(yán)格。 按化學(xué)成分和沖擊韌性劃分為按化學(xué)成分和沖擊韌性劃分為A、B、C、D、E共共5個(gè)質(zhì)量等個(gè)質(zhì)量等級(jí)。表示脫氧方式符號(hào)中級(jí)。表示脫氧方式符號(hào)中“F” 代表沸騰鋼，代表沸騰鋼，“b” 代表半鎮(zhèn)靜鋼，代表半鎮(zhèn)靜鋼， 符號(hào)符號(hào) “Z” 和和 “TZ” 分別代表鎮(zhèn)靜鋼和特種鎮(zhèn)靜鋼。分別代表鎮(zhèn)靜鋼和特種鎮(zhèn)靜鋼。 鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院 一類為普通含錳量的鋼；另一類為普通含錳量的鋼；另 一類為較高含錳量的鋼；兩類一類為較高含錳量的鋼；兩類的鋼號(hào)均用兩位數(shù)字表示，它表示鋼中的平均含碳量的萬(wàn)分?jǐn)?shù)的鋼號(hào)均用兩位數(shù)字表示，它表示鋼中的平均含碳量的萬(wàn)分?jǐn)?shù)，前者數(shù)字后不加，前者數(shù)字后不加Mn，后者數(shù)字后加，后者數(shù)字后加Mn。 45號(hào)鋼，表示平均含碳量為號(hào)鋼，表示平均含碳量為0.45的優(yōu)質(zhì)碳素鋼；的優(yōu)質(zhì)碳素鋼；45Mn號(hào)號(hào)鋼，表示同樣含碳量、但錳的含量也較高的優(yōu)質(zhì)碳素鋼。鋼，表示同樣含碳量、但錳的含量也較高的優(yōu)質(zhì)碳素鋼。 防止鋼材的層狀撕裂