鋼結(jié)構(gòu)基本原理99482

1、1會計學(xué)鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理994822 2.1 .1 鋼結(jié)構(gòu)對材料的要求鋼結(jié)構(gòu)對材料的要求對鋼材的基本要求：對鋼材的基本要求： 1、具有較高的抗拉強具有較高的抗拉強度度 fu和屈服點和屈服點 fy ( (結(jié)構(gòu)的承載結(jié)構(gòu)的承載力大，所需的截面小，結(jié)構(gòu)的自重輕力大，所需的截面小，結(jié)構(gòu)的自重輕).). 2、具有較好的塑性、韌性具有較好的塑性、韌性( (塑性好，不易發(fā)生脆性破塑性好，不易發(fā)生脆性破壞；韌性好，利于承受動力荷載壞；韌性好，利于承受動力荷載).). 3、良好的工藝性能良好的工藝性能( (包括冷加工、熱加工以及焊接性包括冷加工、熱加工以及焊接性能能) ) 規(guī)范規(guī)定：規(guī)范規(guī)定：承重結(jié)

2、構(gòu)的鋼材應(yīng)具有抗拉強度、伸承重結(jié)構(gòu)的鋼材應(yīng)具有抗拉強度、伸長率、屈服點和碳、硫、磷含量的合格保證；焊接結(jié)長率、屈服點和碳、硫、磷含量的合格保證；焊接結(jié)構(gòu)尚應(yīng)具有冷彎試驗的合格保證；對某些承受動力荷構(gòu)尚應(yīng)具有冷彎試驗的合格保證；對某些承受動力荷載的結(jié)構(gòu)以及重要的受拉或受彎的焊接結(jié)構(gòu)尚應(yīng)具有載的結(jié)構(gòu)以及重要的受拉或受彎的焊接結(jié)構(gòu)尚應(yīng)具有常溫或負溫沖擊性的合格保證常溫或負溫沖擊性的合格保證. .據(jù)上要求據(jù)上要求, ,鋼結(jié)構(gòu)設(shè)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范計規(guī)范GB50017-2003GB50017-2003推薦承重結(jié)構(gòu)用鋼宜采用：碳推薦承重結(jié)構(gòu)用鋼宜采用：碳素結(jié)構(gòu)鋼中的素結(jié)構(gòu)鋼中的Q235Q235鋼及低合金高強結(jié)構(gòu)

3、鋼中的鋼及低合金高強結(jié)構(gòu)鋼中的Q345Q345、Q390Q390和和Q420Q420鋼四種鋼材。鋼四種鋼材。2 2.1 .1 鋼結(jié)構(gòu)對材料的要求鋼結(jié)構(gòu)對材料的要求2 2. .2 2 鋼材的破壞形式鋼材的破壞形式1、塑性破壞塑性破壞：斷口呈纖維狀，色澤發(fā)暗。破斷口呈纖維狀，色澤發(fā)暗。破 壞前壞前有有明顯的變形明顯的變形，破壞歷時破壞歷時 時間長，可以采取補救措施。時間長，可以采取補救措施。2、脆性破壞脆性破壞：破壞前破壞前沒有沒有任何預(yù)兆任何預(yù)兆，破壞是破壞是 突然發(fā)生的，斷口平直并呈有突然發(fā)生的，斷口平直并呈有 光澤的晶粒狀。光澤的晶粒狀。鋼材的破壞形式：塑性破壞和脆性破壞。鋼材的破壞形式：塑

4、性破壞和脆性破壞。 在設(shè)計、施工和使用鋼結(jié)構(gòu)時，注意在設(shè)計、施工和使用鋼結(jié)構(gòu)時，注意防止脆性破壞。防止脆性破壞。2 2. .3 3 鋼材的主要性能鋼材的主要性能2.3.1 受拉、受壓及受剪時的性能受拉、受壓及受剪時的性能 鋼材的主要性能是機械性能，可通過某些試驗（拉鋼材的主要性能是機械性能，可通過某些試驗（拉伸、冷彎、沖擊）確定。伸、冷彎、沖擊）確定。圖圖2.1 碳素結(jié)構(gòu)鋼的應(yīng)力碳素結(jié)構(gòu)鋼的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系應(yīng)變關(guān)系 fp比例極限比例極限 fy屈服強度屈服強度 ( (強度標準、設(shè)計依據(jù)強度標準、設(shè)計依據(jù)) ) fu極限強度極限強度( (最大承載強度、強度儲備最大承載強度、強度儲備) )條件屈服點：

5、條件屈服點：以卸荷后以卸荷后試件中殘余應(yīng)變?yōu)樵嚰袣堄鄳?yīng)變?yōu)?.2 %所對應(yīng)的應(yīng)力（所對應(yīng)的應(yīng)力（f0.2) )延伸率（塑性性能）延伸率（塑性性能）%LLL100001塑性：塑性：在在靜力荷載靜力荷載作用下，鋼材吸收作用下，鋼材吸收變形能變形能的能力的能力。圖圖2.2 高強度鋼的應(yīng)力高強度鋼的應(yīng)力-應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線2 2. .3 3 鋼材的主要性能鋼材的主要性能2 2. .3 3 鋼材的主要性能鋼材的主要性能2.3.2 冷彎性能冷彎性能 冷彎性能冷彎性能是檢驗鋼材彎是檢驗鋼材彎曲變形能力或塑性性能，還曲變形能力或塑性性能，還是顯示是顯示鋼材內(nèi)部缺陷鋼材內(nèi)部缺陷狀況的狀況的一項指標；是鑒定鋼材在

6、一項指標；是鑒定鋼材在彎彎曲狀態(tài)曲狀態(tài)下下塑性應(yīng)變能力塑性應(yīng)變能力和和鋼鋼材質(zhì)量材質(zhì)量的綜合指標的綜合指標。圖圖2.3 鋼材冷彎試驗示意圖鋼材冷彎試驗示意圖1.2 1.2 鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法沖擊韌性沖擊韌性 韌性韌性是鋼材抵抗沖是鋼材抵抗沖擊荷載的能力，它用材擊荷載的能力，它用材料在斷裂時所吸收的總料在斷裂時所吸收的總能量來量度（能量來量度（C Cv v）。韌）。韌性是鋼材強度和塑性的性是鋼材強度和塑性的綜合指標。綜合指標。 沖擊韌性：沖擊韌性：在在動力荷動力荷載載作用下，材料吸收作用下，材料吸收能量能量的能力。的能力。圖圖2.4 沖擊韌性試驗沖擊韌性試驗2.4 2.4 各種因素

7、對鋼材性能的影響各種因素對鋼材性能的影響 化學(xué)成分化學(xué)成分 鋼是含碳量小于鋼是含碳量小于2%2%的鐵碳合金。鋼中基本元素的鐵碳合金。鋼中基本元素：F Fe e、C C、SiSi、MnMn、S S、P P、N N、O O。 普通碳素鋼中，普通碳素鋼中， FeFe占占99%99%，其余元素占其余元素占1%1%。在在低合金鋼中，除了上述元素外，還有一定合金元素低合金鋼中，除了上述元素外，還有一定合金元素（鎳、釩、鈦等）（含量低于（鎳、釩、鈦等）（含量低于5%5%） 各種元素對鋼材機械性能的影響如下。各種元素對鋼材機械性能的影響如下。碳碳C C ：含量增加，鋼材強度提高，而塑性、韌性和含量增加，鋼材強

8、度提高，而塑性、韌性和 疲勞強度低。同時焊接性能和抗腐蝕性惡疲勞強度低。同時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)低于在焊接結(jié)構(gòu)中還應(yīng)低于0.2 %。硅硅SiSi：碳素結(jié)構(gòu)鋼中應(yīng)控制碳素結(jié)構(gòu)鋼中應(yīng)控制0.3 %, 在低合金高強在低合金高強 度鋼中硅的含量可達度鋼中硅的含量可達0.55 %。錳錳MnMn：含含MnMn適量使強度適量使強度，降低，降低S S、O O的熱脆影響，的熱脆影響， 改善熱加工性能，對其它性能影響不大改善熱加工性能，對其它性能影響不大, ,有益有益. . 在碳素結(jié)構(gòu)鋼中錳的含量為在碳素結(jié)構(gòu)鋼中錳的含

9、量為0.3 %0.8 % ， 在低合金高強度鋼中錳的含量可達在低合金高強度鋼中錳的含量可達 1.0 % 1.6%。2.4 2.4 各種因素對鋼材性能的影響各種因素對鋼材性能的影響 2.4 2.4 各種因素對鋼材性能的影響各種因素對鋼材性能的影響 硫硫S S：降低鋼材的塑性、韌性、可焊性和疲勞強度，降低鋼材的塑性、韌性、可焊性和疲勞強度， 在高溫時，使鋼材變脆，稱之為熱脆。含量在高溫時，使鋼材變脆，稱之為熱脆。含量 應(yīng)不超過應(yīng)不超過0.045%。 ( (有害成分有害成分) )磷磷P P：降低鋼材的塑性、韌性、可焊性和疲勞強度，降低鋼材的塑性、韌性、可焊性和疲勞強度， 在低溫時，使鋼材變脆，稱之為

10、冷脆。含量在低溫時，使鋼材變脆，稱之為冷脆。含量 應(yīng)不超過應(yīng)不超過0.045%。可以提高強度和抗銹蝕?？梢蕴岣邚姸群涂逛P蝕 性。性。 ( (有害成分有害成分) )氧氧O O：降低鋼材的塑性、韌性、可焊性和疲勞強度，降低鋼材的塑性、韌性、可焊性和疲勞強度， 在高溫時，發(fā)生熱脆。在高溫時，發(fā)生熱脆。 ( (有害成分有害成分) )氮氮N N：降低鋼材的塑性、韌性、可焊性和疲勞強度，降低鋼材的塑性、韌性、可焊性和疲勞強度， 在低溫時，發(fā)生冷脆。在低溫時，發(fā)生冷脆。 ( (有害成分有害成分) )釩和鈦：釩和鈦：是鋼中的合金元素，能提高鋼的強度和是鋼中的合金元素，能提高鋼的強度和 抗腐蝕性能，又不顯著降低

11、鋼的塑性?？垢g性能，又不顯著降低鋼的塑性。銅銅 ：可顯著提高鋼的抗腐蝕性能，也可以提可顯著提高鋼的抗腐蝕性能，也可以提 高鋼的強度，但對焊接性能有不利影響。高鋼的強度，但對焊接性能有不利影響。2.4 2.4 各種因素對鋼材性能的影響各種因素對鋼材性能的影響 冶金缺陷冶金缺陷 在冶煉、軋制過程中常常出現(xiàn)的缺陷有偏析在冶煉、軋制過程中常常出現(xiàn)的缺陷有偏析、非金屬夾雜、氣孔、裂紋和分層。、非金屬夾雜、氣孔、裂紋和分層。冶煉（脫氧）冶煉（脫氧）圖圖2.5 鋼錠剖面鋼錠剖面縮孔縮孔保溫帽保溫帽(a)沸騰鋼沸騰鋼 (b)鎮(zhèn)靜鋼鎮(zhèn)靜鋼2.4 2.4 各種因素對鋼材性能的影響各種因素對鋼材性能的影響 注意：

12、注意：薄鋼板的薄鋼板的強度比厚鋼板的強度比厚鋼板的強度高。強度高。軋制軋制軋棍軋棍圖圖2.6 鋼的軋制使晶粒細化鋼的軋制使晶粒細化冶金缺陷冶金缺陷2.4 2.4 各種因素對鋼材性能的影響各種因素對鋼材性能的影響 冶金缺陷冶金缺陷2.4 2.4 各種因素對鋼材性能的影響各種因素對鋼材性能的影響 0.0350.0400.0300.0350.0250.0300.0250.0250.0300.090.100.080.090.070.080.060.070.0550.060.050.0550.0450. 050.040.0450.0350.040.030. 0350.0250.030.025圖圖2.7

13、鋼錠中硫的偏析鋼錠中硫的偏析(a)鎮(zhèn)靜鋼錠鎮(zhèn)靜鋼錠(b)沸騰鋼錠沸騰鋼錠鋼液含硫鋼液含硫0.032%鋼液含硫鋼液含硫0.04%圖圖2.8 型鋼硫的偏析型鋼硫的偏析是硫、磷，是硫、磷，將使偏將使偏析區(qū)鋼材的塑性、析區(qū)鋼材的塑性、韌性及可焊性變壞。韌性及可焊性變壞。1.偏析：偏析：鋼中化學(xué)成分分布不均勻，鋼中化學(xué)成分分布不均勻，主要的偏析主要的偏析 2、非金屬夾雜：、非金屬夾雜：鋼材中存在非金屬化合鋼材中存在非金屬化合物（硫化物、氧化物），使鋼材性能變脆。物（硫化物、氧化物），使鋼材性能變脆。 3、裂紋、分層：、裂紋、分層：澆注時的非金屬夾雜物澆注時的非金屬夾雜物在軋制中可能造成鋼材的分層，影響鋼

14、材的冷彎在軋制中可能造成鋼材的分層，影響鋼材的冷彎性能。性能。 冶金缺陷冶金缺陷2.4 2.4 各種因素對鋼材性能的影響各種因素對鋼材性能的影響 冷作硬化冷作硬化當加載超過材料當加載超過材料比例極限比例極限卸載后，出現(xiàn)卸載后，出現(xiàn)殘殘 余變形余變形，再次加載則再次加載則屈服點提高，塑性和屈服點提高，塑性和 韌性降低韌性降低的現(xiàn)象，也稱的現(xiàn)象，也稱“應(yīng)變硬化應(yīng)變硬化”。時效硬化時效硬化隨時間的增長隨時間的增長，碳和氮的化合物碳和氮的化合物從晶體中從晶體中 析出，使材料硬化的現(xiàn)象。析出，使材料硬化的現(xiàn)象。應(yīng)變時效應(yīng)變時效鋼材產(chǎn)生塑性變形時，碳、氮化合物更易鋼材產(chǎn)生塑性變形時，碳、氮化合物更易 析出

15、。即析出。即冷作硬化的同時可以加速時效硬冷作硬化的同時可以加速時效硬 化化，因此也稱，因此也稱“人工時效人工時效”。 鋼材硬化鋼材硬化2.4 2.4 各種因素對鋼材性能的影響各種因素對鋼材性能的影響 溫度影響溫度影響 溫度升高，鋼材強度是降低、應(yīng)變增大；反之溫度升高，鋼材強度是降低、應(yīng)變增大；反之，溫度降低，鋼材強度略有增加，塑性和韌性降低，溫度降低，鋼材強度略有增加，塑性和韌性降低而變脆，見圖而變脆，見圖2.9。 藍脆：藍脆：在在250度度左右時，強度提高而伸長率和左右時，強度提高而伸長率和沖擊韌性降低，鋼材表面氧化膜呈藍色，此種現(xiàn)象沖擊韌性降低，鋼材表面氧化膜呈藍色，此種現(xiàn)象稱為藍脆現(xiàn)象。

16、稱為藍脆現(xiàn)象。 徐變：徐變：當溫度在當溫度在260320度度時，在應(yīng)力持續(xù)不時，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，此種變的情況下，鋼材以很緩慢的速度繼續(xù)變形，此種現(xiàn)象稱為徐變?，F(xiàn)象稱為徐變。當溫度達到當溫度達到600度度時強度很低，不能承擔(dān)荷載。時強度很低，不能承擔(dān)荷載。2.4 2.4 各種因素對鋼材性能的影響各種因素對鋼材性能的影響 fufy(%)(%) E Et ()圖圖2.9 溫度對鋼材機械性能的影響溫度對鋼材機械性能的影響2.4 2.4 各種因素對鋼材性能的影響各種因素對鋼材性能的影響 圖圖2.10 沖擊韌性與溫度的關(guān)系曲線沖擊韌性與溫度的關(guān)系曲線2.4 2.4 各種

17、因素對鋼材性能的影響各種因素對鋼材性能的影響 當溫度低于常溫時當溫度低于常溫時，鋼材的脆性傾向隨溫，鋼材的脆性傾向隨溫度降低而增加。度降低而增加。 T1 T1 T2T2之間溫度之間溫度轉(zhuǎn)變脆性區(qū)，沖擊功急轉(zhuǎn)變脆性區(qū)，沖擊功急劇下降。而且不同的鋼劇下降。而且不同的鋼材其脆性轉(zhuǎn)變區(qū)溫度不材其脆性轉(zhuǎn)變區(qū)溫度不同，必須通過試驗確定同，必須通過試驗確定。使用溫度必須高于。使用溫度必須高于T1T1，但不一定高于，但不一定高于T2T2。應(yīng)力集中應(yīng)力集中 構(gòu)件上孔洞、刻槽、凹角、裂紋以及截面厚度構(gòu)件上孔洞、刻槽、凹角、裂紋以及截面厚度或?qū)挾雀淖兊炔课?，在力作用下，該處出現(xiàn)高峰應(yīng)或?qū)挾雀淖兊炔课?，在力作用下，?/p>

18、處出現(xiàn)高峰應(yīng)力，而其它部位應(yīng)力較低，截面應(yīng)力分布不均勻現(xiàn)力，而其它部位應(yīng)力較低，截面應(yīng)力分布不均勻現(xiàn)象象應(yīng)力集中應(yīng)力集中。應(yīng)力集中系數(shù)應(yīng)力集中系數(shù) :maxk 應(yīng)力集中是造成構(gòu)件脆性破壞的主要原因之一。應(yīng)力集中是造成構(gòu)件脆性破壞的主要原因之一。應(yīng)力集中系數(shù)越大，變脆的傾向越嚴重。應(yīng)力集中系數(shù)越大，變脆的傾向越嚴重。2.4 2.4 各種因素對鋼材性能的影響各種因素對鋼材性能的影響 圖圖2.11 孔洞及槽孔處的應(yīng)力集中孔洞及槽孔處的應(yīng)力集中應(yīng)力集中應(yīng)力集中 2.4 2.4 各種因素對鋼材性能的影響各種因素對鋼材性能的影響 反復(fù)荷載作用反復(fù)荷載作用疲勞破壞疲勞破壞: : 鋼材在直接的反復(fù)的動力荷載作

19、用下，鋼材的強鋼材在直接的反復(fù)的動力荷載作用下，鋼材的強度將降低，即低于一次靜力荷載作用下的拉伸試驗的度將降低，即低于一次靜力荷載作用下的拉伸試驗的極限強度，這種現(xiàn)象稱為疲勞。極限強度，這種現(xiàn)象稱為疲勞。疲勞破壞表現(xiàn)為突然疲勞破壞表現(xiàn)為突然發(fā)生的脆性斷裂。發(fā)生的脆性斷裂。 鋼材在反復(fù)荷載作用下，結(jié)構(gòu)的抗力及性能都會發(fā)生鋼材在反復(fù)荷載作用下，結(jié)構(gòu)的抗力及性能都會發(fā)生重要變化，甚至發(fā)生疲勞破壞。重要變化，甚至發(fā)生疲勞破壞。為防止脆性破壞，在設(shè)計、制造及使用中應(yīng)注意為防止脆性破壞，在設(shè)計、制造及使用中應(yīng)注意: : 合理設(shè)計合理設(shè)計 正確制造正確制造 正確使用正確使用2.4 2.4 各種因素對鋼材性能

20、的影響各種因素對鋼材性能的影響 2.5 2.5 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)力作用下在單軸應(yīng)力作用下 時時鋼材屈服，構(gòu)件由彈性工作狀鋼材屈服，構(gòu)件由彈性工作狀態(tài)轉(zhuǎn)為塑性工作狀態(tài)。態(tài)轉(zhuǎn)為塑性工作狀態(tài)。在多軸應(yīng)力作用下在多軸應(yīng)力作用下鋼材的屈服鋼材的屈服條件不能以某一軸向應(yīng)力超過條件不能以某一軸向應(yīng)力超過某屈服點來判別，而是按材料某屈服點來判別，而是按材料力學(xué)的能量強度理論計算折算力學(xué)的能量強度理論計算折算應(yīng)力與鋼材在單軸應(yīng)力作用下應(yīng)力與鋼材在單軸應(yīng)力作用下的的比較判斷。比較判斷。yf圖圖2.12 復(fù)雜應(yīng)力復(fù)雜應(yīng)力當用應(yīng)力分量表示時：當用應(yīng)力分量表示時： )(

21、 3)(222222zxyzxyxzzyyxzyxred當用主應(yīng)力表示時：當用主應(yīng)力表示時： 21323222121red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： 223red2.5 2.5 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 （1 1）當三個主應(yīng)力同號且數(shù)值接近時，即使）當三個主應(yīng)力同號且數(shù)值接近時，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，且同號兩個應(yīng)力差較大，）有異號應(yīng)力，且同號兩個應(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。yfred

22、yf 純剪：純剪： 23redyyff58. 03討論討論：2.5 2.5 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 2.7 2.7 鋼材的種類和規(guī)格鋼材的種類和規(guī)格 按按 用用 途：途：結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、特殊鋼結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、特殊鋼( (如不銹鋼等如不銹鋼等) )。按冶煉方法：按冶煉方法：轉(zhuǎn)爐鋼、平爐鋼。轉(zhuǎn)爐鋼、平爐鋼。按脫氧方法：按脫氧方法：沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼、特殊鎮(zhèn)靜鋼。沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼、特殊鎮(zhèn)靜鋼。按成型方法：按成型方法：軋制鋼、鍛鋼、鑄鋼。軋制鋼、鍛鋼、鑄鋼。按化學(xué)成分：按化學(xué)成分：碳素鋼、合金鋼。碳素鋼、合金鋼。在建筑工程中采用的是：在建筑工程中采用的是：碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金

23、高強度結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。鋼材的種類鋼材的種類 鋼的牌號有四部分組成：鋼的牌號有四部分組成： 1 1、Q Q代表屈服強度的字母；代表屈服強度的字母； 2 2、屈服點的數(shù)值、屈服點的數(shù)值195195、215215、235235、275275、295295、345345、390 390 、420420、460460等；等； 3 3、質(zhì)量等級符號、質(zhì)量等級符號 A A、B B、C C、D D四個等級四個等級( (碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼) ) A A、B B、C C、D D、E E五個等級（五個等級（低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼） 4 4、脫氧

24、方法符號、脫氧方法符號FF代表沸騰鋼、代表沸騰鋼、z z代表鎮(zhèn)靜鋼、代表鎮(zhèn)靜鋼、TzTz代表特殊鎮(zhèn)靜鋼。代表特殊鎮(zhèn)靜鋼。2.7 2.7 鋼材的種類和規(guī)格鋼材的種類和規(guī)格 鋼材的種類鋼材的種類優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 主要用于鋼結(jié)構(gòu)某些節(jié)點或用作連接件。主要用于鋼結(jié)構(gòu)某些節(jié)點或用作連接件。建筑結(jié)構(gòu)用鋼板建筑結(jié)構(gòu)用鋼板 高性能建筑結(jié)構(gòu)鋼材高性能建筑結(jié)構(gòu)鋼材(GJ(GJ鋼鋼) )，牌號由以下組成：，牌號由以下組成： 1 1、Q Q代表屈服強度的字母；代表屈服強度的字母； 2 2、屈服點的數(shù)值、屈服點的數(shù)值； 3 3、代表高性能建筑結(jié)構(gòu)用鋼的漢語拼音字母、代表高性能建筑結(jié)構(gòu)用鋼的漢語拼音字母GJG

25、J； 4 4、質(zhì)量等級符號、質(zhì)量等級符號BB、C C、D D、E E四個等級四個等級 對于厚度方向性能鋼板，在質(zhì)量等級后面加上厚度對于厚度方向性能鋼板，在質(zhì)量等級后面加上厚度方向性能級別（方向性能級別（Z15Z15、Z25Z25、Z35 Z35 ）。）。 適用于建造高層建筑結(jié)構(gòu)、大跨度結(jié)構(gòu)及其他重要適用于建造高層建筑結(jié)構(gòu)、大跨度結(jié)構(gòu)及其他重要建筑結(jié)構(gòu)。建筑結(jié)構(gòu)。2.7 2.7 鋼材的種類和規(guī)格鋼材的種類和規(guī)格 鋼材的種類鋼材的種類確定鋼材種類及其質(zhì)量等級確定鋼材種類及其質(zhì)量等級。鋼材的選用原則鋼材的選用原則 1、結(jié)構(gòu)的重要性結(jié)構(gòu)的重要性 安全等級不同，所選鋼材的質(zhì)量等級也應(yīng)不同，安全等級不同，

26、所選鋼材的質(zhì)量等級也應(yīng)不同，重要的結(jié)構(gòu)構(gòu)件選用質(zhì)量好的鋼材。重要的結(jié)構(gòu)構(gòu)件選用質(zhì)量好的鋼材。 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。鋼材的選擇鋼材的選擇2.7 2.7 鋼材的種類和規(guī)格鋼材的種類和規(guī)格 3、連接方法、連接方法 焊接應(yīng)選擇可焊性好的鋼材。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。非焊接結(jié)構(gòu)對含碳量可降低要求。 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 處于負溫下工作時，選用負溫沖擊處于負溫下工作時，選用負溫沖擊合格的鋼材合格的鋼材，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)

27、周圍有腐蝕介質(zhì)存在時要選用抗銹性好的鋼材。 5、鋼材的厚度、鋼材的厚度 厚度大焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)采用材質(zhì)較好的鋼材。厚度大焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)采用材質(zhì)較好的鋼材。鋼材的選擇鋼材的選擇2.7 2.7 鋼材的種類和規(guī)格鋼材的種類和規(guī)格 鋼材的選用原則鋼材的選用原則 承重結(jié)構(gòu)承重結(jié)構(gòu)的鋼材應(yīng)具有的鋼材應(yīng)具有抗拉強度、伸長率、屈服抗拉強度、伸長率、屈服點和硫、磷的極限含量。點和硫、磷的極限含量。 焊接承重結(jié)構(gòu)以及重要的非焊接承重結(jié)構(gòu)的鋼材焊接承重結(jié)構(gòu)以及重要的非焊接承重結(jié)構(gòu)的鋼材尚應(yīng)具有尚應(yīng)具有冷彎試驗的合格保證冷彎試驗的合格保證。 對需要驗算疲勞以及主要的受拉或受彎的焊接結(jié)對需要驗算疲勞以及主要的受拉或受彎的焊接結(jié)構(gòu)

28、的鋼材，應(yīng)具有構(gòu)的鋼材，應(yīng)具有常溫或負溫沖擊性的合格保證常溫或負溫沖擊性的合格保證. .鋼材選擇的建議：鋼材選擇的建議：鋼材的選擇鋼材的選擇2.7 2.7 鋼材的種類和規(guī)格鋼材的種類和規(guī)格 鋼結(jié)構(gòu)采用的型材有：鋼結(jié)構(gòu)采用的型材有： 熱軋鋼板、熱軋型鋼、冷彎薄壁型鋼。熱軋鋼板、熱軋型鋼、冷彎薄壁型鋼。1 1、熱軋鋼板、熱軋鋼板 “-” -” 寬度寬度厚度厚度長度（長度（mmmm）2 2、熱軋型鋼、熱軋型鋼 （1 1）熱軋角鋼）熱軋角鋼 等肢角鋼等肢角鋼 L L肢寬肢寬肢厚肢厚 不等肢角鋼不等肢角鋼 L L長肢寬長肢寬短肢寬短肢寬肢厚肢厚2.7 2.7 鋼材的種類和規(guī)格鋼材的種類和規(guī)格 （2 2）

29、熱軋工字鋼）熱軋工字鋼普通工字鋼普通工字鋼 “ “I”I”和號數(shù)和號數(shù)( (代表截面高度厘米數(shù)代表截面高度厘米數(shù)) )輕型工字鋼輕型工字鋼 “ “QI”QI”和號數(shù)和號數(shù)( (代表截面高度厘米數(shù)代表截面高度厘米數(shù)) )2020號以上的工字鋼，按腹板厚度號以上的工字鋼，按腹板厚度同一號數(shù)又分同一號數(shù)又分a a、b b、c c三類。三類。 （3 3）熱軋槽鋼）熱軋槽鋼普通槽鋼普通槽鋼 “ “”和號數(shù)和號數(shù)輕型槽鋼輕型槽鋼 “ “Q”Q”和號數(shù)和號數(shù)1414號以上的槽鋼，按腹板厚度號以上的槽鋼，按腹板厚度同一號數(shù)又分同一號數(shù)又分a a、b b、c c三類三類2.7 2.7 鋼材的種類和規(guī)格鋼材的種類

30、和規(guī)格 （4 4）H H型鋼型鋼( (高高X X寬寬X X腹板厚腹板厚X X翼緣厚）翼緣厚） 寬翼緣寬翼緣H H型鋼型鋼（HW,HM,HN)，用于軸壓、壓彎，用于軸壓、壓彎構(gòu)件。型號以公稱高度的毫米數(shù)表示，其后標注構(gòu)件。型號以公稱高度的毫米數(shù)表示，其后標注a a、b b、c c。 H H型鋼可以剖分為型鋼可以剖分為T T型鋼供應(yīng)，型鋼供應(yīng)，規(guī)格標記同規(guī)格標記同H H型鋼，只是高度型鋼，只是高度是是H H型鋼的一半。型鋼的一半。2.7 2.7 鋼材的種類和規(guī)格鋼材的種類和規(guī)格 3 3、鋼管、鋼管 無縫鋼管和焊接鋼管無縫鋼管和焊接鋼管 “”“”外徑外徑厚度厚度4 4、薄壁型鋼、薄壁型鋼 用薄鋼板經(jīng)

31、模壓或彎曲而制成。壁厚一般為用薄鋼板經(jīng)模壓或彎曲而制成。壁厚一般為1.51.55mm5mm。用作輕型屋面及墻面等構(gòu)件。用作輕型屋面及墻面等構(gòu)件。1、影響鋼材性能的因素影響鋼材性能的因素2、選用鋼材的原則選用鋼材的原則小結(jié)：小結(jié)：2.7 2.7 鋼材的種類和規(guī)格鋼材的種類和規(guī)格 本章小結(jié)本章小結(jié) （1） 鋼結(jié)構(gòu)對材料的基本鋼結(jié)構(gòu)對材料的基本要求要求 （2） 鋼材的破壞形式鋼材的破壞形式（3） 鋼材的主要機械性鋼材的主要機械性 （4） 影響鋼材性能的主要因素影響鋼材性能的主要因素 （5） 鋼的種類和鋼材規(guī)格鋼的種類和鋼材規(guī)格 2 2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料2 2. .3 3 鋼材的主要性能鋼材的

32、主要性能2.3.1 受拉、受壓及受剪時的性能受拉、受壓及受剪時的性能 鋼材的主要性能是機械性能，可通過某些試驗（拉鋼材的主要性能是機械性能，可通過某些試驗（拉伸、冷彎、沖擊）確定。伸、冷彎、沖擊）確定。圖圖2.1 碳素結(jié)構(gòu)鋼的應(yīng)力碳素結(jié)構(gòu)鋼的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系應(yīng)變關(guān)系 fp比例極限比例極限 fy屈服強度屈服強度 ( (強度標準、設(shè)計依據(jù)強度標準、設(shè)計依據(jù)) ) fu極限強度極限強度( (最大承載強度、強度儲備最大承載強度、強度儲備) )條件屈服點：條件屈服點：以卸荷后以卸荷后試件中殘余應(yīng)變?yōu)樵嚰袣堄鄳?yīng)變?yōu)?.2 %所對應(yīng)的應(yīng)力（所對應(yīng)的應(yīng)力（f0.2) )延伸率（塑性性能）延伸率（塑性性能）%LLL100001塑性：塑性：在在靜力荷載靜力荷載作用下，鋼材吸收作用下，鋼材吸收變形能變形能的能力的能力。圖圖2.2 高強度鋼的應(yīng)力高強度鋼的應(yīng)力-