第2章鋼結(jié)構(gòu)材料鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)

1、第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu) 陳紹蕃陳紹蕃 顧強(qiáng)主編顧強(qiáng)主編主講：胡振玉主講：胡振玉單位：南昌工學(xué)院單位：南昌工學(xué)院QQQQ：25722447132572244713第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 2.1 建筑鋼材的類別及鋼材選用2.1.1 認(rèn)識鋼材第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 2.1 .1 認(rèn)識鋼材第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 2.1 .1 認(rèn)識鋼材第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 2.1 .1 認(rèn)識鋼材第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 2.1 .2 建筑鋼材的分類鋼材的品種耐候耐

2、火鋼耐候耐火鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼（普通碳素鋼）碳素結(jié)構(gòu)鋼（普通碳素鋼）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼低合金結(jié)構(gòu)鋼低合金結(jié)構(gòu)鋼44 41 12 23 35 5優(yōu)質(zhì)鋼絲繩優(yōu)質(zhì)鋼絲繩第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 1）碳素結(jié)構(gòu)鋼2.1 .2 建筑鋼材的分類第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)GB /T 700-2006QQ21215 5QQ235235QQ255255QQ19195 5Q235屈服強(qiáng)度大小單位：單位：N/mm22.1 .2 建筑鋼材的分類碳素結(jié)構(gòu)鋼(不常用)QQ275275第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 按照質(zhì)量等級和脫氧方法

3、等可以表示為：2.1 .2 建筑鋼材的分類Q Q21215 5Q Q25255 5質(zhì)量等級質(zhì)量等級F、b、ZZ TZ脫氧方法脫氧方法ABCDQ Q23235 5Q Q27275 5第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 按照質(zhì)量等級和脫氧方法等可以表示為：2.1 .2 建筑鋼材的分類 A A級級保證抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和伸長率，不做沖擊韌性試驗(yàn)，冷彎試驗(yàn)僅在需方要求時做； B B級、級、 C C級、級、D D級級均保證抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和伸長率、冷彎試驗(yàn)和沖擊韌性（分別為+20、 0、-20試驗(yàn))。第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 例如：例如：Q235C屈服強(qiáng)度為235N/

4、mm2, C級Q235A屈服強(qiáng)度為235N/mm2, A級鋼Q235AF屈服強(qiáng)度為235N/mm2, A級沸騰鋼2.1 .2 建筑鋼材的分類第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 2）低合金鋼高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼Q295Q345Q390Q420Q460我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1591-94Q345Q345AABBCCDDQ390Q390Q420Q420EE2.1 .2 建筑鋼材的分類Q Q29295 5Q4Q46 60 0AA、BBCC、DD、EE第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 按照質(zhì)量等級和脫氧方法等可以表示為：2.1 .2 建筑鋼材的分類l 質(zhì)量等級是按對沖擊韌性

5、的要求區(qū)分的l A無沖擊功要求l B20沖擊功Cv34J（縱向）l C0沖擊功Cv34J（縱向）l D-20沖擊功Cv34J（縱向）l E-40沖擊功Cv27J（縱向）l 不同的質(zhì)量等級對C、S、P、Al 等含量的要求也有區(qū)別。第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 3)高強(qiáng)鋼絲、鋼索材料高強(qiáng)鋼絲是由優(yōu)質(zhì)碳素鋼經(jīng)過多次冷拔而成，分為光面鋼絲和鍍鋅鋼絲兩種類型。123懸索結(jié)構(gòu)和斜張拉結(jié)構(gòu)的鋼索、桅桿結(jié)構(gòu)的鋼絲繩等通常都采用由高強(qiáng)鋼絲組成的平行鋼絲束、鋼絞線和鋼絲繩。 主要指標(biāo):抗拉強(qiáng)度，其值在 1570-1700N / mm22.1 .2 建筑鋼材的分類第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)

6、的材料第2章 2.1 .2 建筑鋼材的分類l 平行鋼絲束由平行鋼絲束由 7 7 根、根、 19 19 根、根、 37 37 根或根或 61 61 根鋼絲組成，其根鋼絲組成，其截面見圖示。鋼絲束內(nèi)各鋼絲受力均勻，彈性模量接近一般截面見圖示。鋼絲束內(nèi)各鋼絲受力均勻，彈性模量接近一般受力鋼材。用來組成鋼絲束的鋼絲除圓形截面外，還有梯形受力鋼材。用來組成鋼絲束的鋼絲除圓形截面外，還有梯形和異形截面的鋼絲。和異形截面的鋼絲。平行鋼絲束的截面平行鋼絲束的截面第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 2.1 .2 建筑鋼材的分類l 鋼絞線亦稱單股鋼絲繩，由多根鋼絲捻成。 鋼絲繩多由 7 股鋼絞線捻成，

7、以一股鋼絞線為核心，外層的 6 股鋼絞線沿同一方向纏繞。 鋼絲繩的捻法及截面鋼絲繩的捻法及截面第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 2.1 .2 建筑鋼材的分類第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 2.1 .3 鋼材的選擇原則原則：既能使結(jié)構(gòu)安全可靠和滿足使用要求，又要最大可能節(jié)約鋼材和降低造價。結(jié)構(gòu)類型及重要性結(jié)構(gòu)類型及重要性荷載性質(zhì)荷載性質(zhì)連接方法連接方法工作條件工作條件第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 型鋼規(guī)格分類熱軋熱軋鋼板鋼板鋼板鋼板冷彎冷彎薄壁薄壁型鋼型鋼焊接焊接鋼管鋼管熱軋熱軋型鋼型鋼鋼板2.1 .4 型鋼鋼管鋼管第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)

8、構(gòu)的材料第2章 2.1 .4 型鋼第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 1 1、熱軋鋼板、熱軋鋼板 厚板厚板（厚度（厚度4.54.560mm60mm）; ; 組成焊接構(gòu)件和連接鋼組成焊接構(gòu)件和連接鋼板板 薄板薄板（厚度（厚度0.350.354mm4mm）；）；冷彎薄壁型鋼材料冷彎薄壁型鋼材料 扁鋼扁鋼（厚度（厚度4 460mm60mm，寬度為，寬度為3030200mm200mm，此板寬度，此板寬度小）?。?2.1 .4 型鋼第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 鋼板鋼板表示方法：表示方法： 厚厚度度寬寬度長度度長度 例：例：12 128 8000021 210000 （mm

9、mm） 2.1 .4 型鋼第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 2 2、熱軋型鋼（根據(jù)截面形式劃分）、熱軋型鋼（根據(jù)截面形式劃分）（1 1）角鋼）角鋼 表示方法：表示方法：邊寬厚度（等邊角鋼）邊寬厚度（等邊角鋼）或或長邊寬長邊寬短邊寬厚度短邊寬厚度 例如例如: : 2020 3 3 4040 2525 3 32.1 .4 型鋼第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 （2 2）槽鋼槽鋼 我國槽鋼有兩種尺寸系列，即熱軋普通槽鋼與熱軋輕型槽鋼。 普通槽鋼根據(jù)腹板厚度分為普通槽鋼根據(jù)腹板厚度分為a、b、c三類三類 輕型槽鋼實(shí)際產(chǎn)品較少，不常用。輕型槽鋼實(shí)際產(chǎn)品較少，不常用。表示方法：

10、表示方法：型號型號+種類種類。例如：例如：32a、32b。32a：意思是高度：意思是高度32cm，腹板厚度為，腹板厚度為a類的槽鋼。類的槽鋼。2.1 .4 型鋼第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 （3 3）工字鋼工字鋼：分為分為普通工字鋼、輕型工字鋼。普通工字鋼、輕型工字鋼。l 工字鋼外輪廓高度的厘米數(shù)即為型號，普通型者當(dāng)型號工字鋼外輪廓高度的厘米數(shù)即為型號，普通型者當(dāng)型號較大時腹板厚度分較大時腹板厚度分 a a 、 b b 及及c c三種。輕型的由于壁厚已薄故三種。輕型的由于壁厚已薄故不再按厚度劃分。不再按厚度劃分。l 表示表示方法：方法：I32c , I32Q l 意思是：高度

11、是：高度32cm32cm、厚度為、厚度為c c類的工字鋼；高度類的工字鋼；高度32cm32cm，輕型工字鋼輕型工字鋼2.1 .4 型鋼第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 （4 4） H型鋼型鋼和部分和部分T型鋼型鋼l 分類：分類：熱軋熱軋 H H 型鋼分為三類：寬翼緣型鋼分為三類：寬翼緣 H H 型鋼（型鋼（ HW HW ）、）、中翼緣中翼緣 H H 型鋼（型鋼（ HM HM ）和窄翼緣和窄翼緣 H H 型鋼（型鋼（ HN HN ）。）。l 表示方法：表示方法： H H（W W、M M 、N N）截面高度）截面高度翼緣寬翼緣寬腹板厚腹板厚翼緣厚翼緣厚l T型鋼：與型鋼：與H型鋼表示

12、方法相同。型鋼表示方法相同。 例如：例如： H型鋼：型鋼：HN3001506.59。表達(dá)含義：窄翼緣表達(dá)含義：窄翼緣 H H 型鋼，高度型鋼，高度300mm300mm、翼緣寬、翼緣寬150mm150mm，腹，腹板厚板厚6.5mm6.5mm、翼緣厚、翼緣厚9mm9mm。2.1 .4 型鋼第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 3、鋼管l 表示方法表示方法l 外徑厚度。外徑厚度。2.1 .4 型鋼第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 例題：例題：以下關(guān)于鋼材規(guī)格的敘述，下列哪種說法不正確以下關(guān)于鋼材規(guī)格的敘述，下列哪種說法不正確? ?(A)(A) -20-203003009000

13、9000代表代表? ? (B)(B) L140表代表? ?(C)(C) I25bI25b代表代表? ? (D)(D) L90L908 8代表代表? ?2.1 .4 型鋼第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 例題：例題：1 1鋼材牌號鋼材牌號Q235Q235，Q345Q345，Q390Q390是根據(jù)材料是根據(jù)材料（）（）命名命名的的(A) (A) 屈服點(diǎn)屈服點(diǎn) (B)(B)設(shè)計(jì)強(qiáng)度設(shè)計(jì)強(qiáng)度 (C)(C)極限強(qiáng)度極限強(qiáng)度 (D)(D)含碳量含碳量2.2.鋼材在鋼材在250250附近出現(xiàn)抗拉強(qiáng)度提高，沖擊紉性下降的現(xiàn)附近出現(xiàn)抗拉強(qiáng)度提高，沖擊紉性下降的現(xiàn)象，稱為象

14、，稱為（）（）。 A A藍(lán)脆藍(lán)脆 B B熱脆熱脆 C C冷脆冷脆 D D氫脆氫脆3 3、鋼號、鋼號Q345BQ345B中中345345所表示的含義是所表示的含義是（）（），B B所表示的含義是所表示的含義是（）（）。4 4、型鋼代號、型鋼代號L100L1008 8中，表示中，表示 （）。（）。練習(xí)題第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 4 4、冷彎薄壁型鋼、冷彎薄壁型鋼 l 是用是用 2 2-6mm -6mm 厚的薄鋼板經(jīng)冷彎或模壓而成型的（如圖厚的薄鋼板經(jīng)冷彎或模壓而成型的（如圖示）。壓型鋼板是近年來開始使用的薄壁型材，所用鋼板示）。壓型鋼板是近年來開始使用的薄壁型材，所用鋼板厚度

15、為厚度為 0.4 0.4-2mm -2mm ，用做輕型屋面等構(gòu)件。用做輕型屋面等構(gòu)件。2.1 .4 型鋼第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 2.2 對鋼結(jié)構(gòu)用材的要求 冷冷適應(yīng)低溫適應(yīng)低溫 容易生產(chǎn)、容易生產(chǎn)、 價格便宜價格便宜 較高的強(qiáng)度較高的強(qiáng)度 足夠的變形能力足夠的變形能力 良好的加工性能良好的加工性能鋼材鋼材性能性能第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 2.2 對鋼結(jié)構(gòu)用材的要求l較高的強(qiáng)度。較高的強(qiáng)度。即抗拉強(qiáng)度即抗拉強(qiáng)度f fu u和屈服點(diǎn)和屈服點(diǎn)f fy y比較高。比較高。 結(jié)構(gòu)承載力大，所需截面小，結(jié)構(gòu)的自重輕；結(jié)構(gòu)承載力大，所需截面小，結(jié)構(gòu)的自重輕；l足

16、夠的變形能力。足夠的變形能力。即塑性和韌性性能好。即塑性和韌性性能好。 塑性好，破壞前變形明顯，不易發(fā)生脆性破壞，同時可以調(diào)整局塑性好，破壞前變形明顯，不易發(fā)生脆性破壞，同時可以調(diào)整局部高峰應(yīng)力，內(nèi)力重分布；韌性好，利于承受動力荷載，避免發(fā)生部高峰應(yīng)力，內(nèi)力重分布；韌性好，利于承受動力荷載，避免發(fā)生裂紋和脆性斷裂；裂紋和脆性斷裂；l良好的加工性能。良好的加工性能。即適合冷、熱加工，良好的即適合冷、熱加工，良好的可焊性?？珊感?。第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 2.2 對鋼結(jié)構(gòu)用材的要求l 適應(yīng)低溫、有害介質(zhì)侵蝕適應(yīng)低溫、有害介質(zhì)侵蝕( (包括大氣銹蝕包括大氣銹蝕) )以及以及重復(fù)

17、荷載作用等的性能。重復(fù)荷載作用等的性能。l 容易生產(chǎn)，價格便宜。容易生產(chǎn)，價格便宜。第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 2.3 鋼材的主要性能及鑒定2.3 .1 單向拉伸時的工作性能v 試驗(yàn)條件：標(biāo)準(zhǔn)試件（GB/T228），常溫（205）下緩慢加載，一次完成。含碳量為0.1%0.3%。v 標(biāo)準(zhǔn)試件：Lo/d=5或10；Lo-標(biāo)距；d -直徑圖2.3.1第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 Q235鋼單向受拉應(yīng)力應(yīng)變曲線鋼單向受拉應(yīng)力應(yīng)變曲線Q235Q235標(biāo)準(zhǔn)試件標(biāo)準(zhǔn)試件l0d0A AB BC CD DE E彈性階段彈性階段屈服臺階屈服臺階強(qiáng)化階段強(qiáng)化階段破壞階段破壞階段

18、a a2.3 .1 單向拉伸時的工作性能第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 E彈性模量：E=206103N/mm2 (1) 彈性階段彈性階段(OA段)OA段材料處于純彈性，即:其中，A點(diǎn)應(yīng)力 P稱為比例極限。OA直線的斜率稱為彈性模量E，P稱為比例極限，fa稱為彈性極限 P=fa2.3 .1 單向拉伸時的工作性能第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 (2) 彈塑性階段（AB段)v 與不呈比例，除彈性變形外還有塑性變形，一直到屈服點(diǎn)，即B點(diǎn)為屈服點(diǎn)（Yield Point，材料力學(xué)中用y表示），又稱為屈服強(qiáng)度fy。2.3 .1 單向拉伸時的工作性能第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材

19、料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 (2) 彈塑性階段（AB段)l 屈服點(diǎn)是建筑鋼材的一個重要力學(xué)特性，其意義是屈服點(diǎn)是建筑鋼材的一個重要力學(xué)特性，其意義是：l 作為結(jié)構(gòu)計(jì)算中材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)，或材料抗力標(biāo)準(zhǔn)。作為結(jié)構(gòu)計(jì)算中材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)，或材料抗力標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)力應(yīng)力達(dá)到達(dá)到 y y時的應(yīng)變與時的應(yīng)變與 P P時的應(yīng)變較接近，可以認(rèn)為應(yīng)力達(dá)到時的應(yīng)變較接近，可以認(rèn)為應(yīng)力達(dá)到 y y時為彈性變形的終點(diǎn)。時為彈性變形的終點(diǎn)。l 形成理想彈塑性體的模型，為發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算理論提供形成理想彈塑性體的模型，為發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算理論提供基礎(chǔ)。基礎(chǔ)。 y之前之前，鋼材近于理想彈性體，鋼材近于理想彈性體， y之后之后，塑性應(yīng)變，塑性應(yīng)變范

20、圍很大而應(yīng)力保持不增長，所以接近理想塑性體。因此，范圍很大而應(yīng)力保持不增長，所以接近理想塑性體。因此，可以用兩根直線的圖形作為理想彈塑性體的應(yīng)力可以用兩根直線的圖形作為理想彈塑性體的應(yīng)力- -應(yīng)變模型。應(yīng)變模型。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范對塑性設(shè)計(jì)的規(guī)定，就以材料是理想彈塑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范對塑性設(shè)計(jì)的規(guī)定，就以材料是理想彈塑性體的假設(shè)為依據(jù)，忽略了應(yīng)變硬化的有利作用。性體的假設(shè)為依據(jù)，忽略了應(yīng)變硬化的有利作用。2.3 .1 單向拉伸時的工作性能第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 (3)塑性階段（BC段) v 該段基本保持不變（水平),急劇增大,稱為屈服臺階。變形模量E = 0。該段應(yīng)力最高點(diǎn)和最

21、低點(diǎn)分別稱為上屈服點(diǎn)和下屈服點(diǎn)，下屈服點(diǎn)比較穩(wěn)定，設(shè)計(jì)中則以下屈服點(diǎn)為依據(jù)。2.3 .1 單向拉伸時的工作性能第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 （4）強(qiáng)化階段(CD段)l 隨荷載的增加緩慢增大,但增加較快。曲線最高點(diǎn)處G點(diǎn)的應(yīng)力 f fu u稱為抗拉強(qiáng)度或極限強(qiáng)度。（5）頸縮破壞階段(DE段)l 當(dāng)應(yīng)力達(dá)到G點(diǎn)時，出現(xiàn)頸縮現(xiàn)象，至E點(diǎn)而斷裂。 2.3 .1 單向拉伸時的工作性能第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 2.3 鋼材的主要性能及鑒定不同種類鋼材的應(yīng)力應(yīng)變曲線不同種類鋼材的應(yīng)力應(yīng)變曲線第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 2.3 .1 單向拉伸時的工作

22、性能(6) 伸長率5和10l 伸長率是斷裂前試件的永久變形與原標(biāo)定長度的百分比。l 取圓形試件直徑d的5倍或10倍為標(biāo)定長度，其相應(yīng)的伸長率用5和10表示，伸長率代表材料斷裂前具有的塑性變形的能力。l 結(jié)構(gòu)制造時，這種能力使材料經(jīng)受剪切、沖壓、彎曲及錘擊所產(chǎn)生的局部屈服而無明顯損壞。l 屈服點(diǎn)、抗拉強(qiáng)度和伸長率，是鋼材的三個重要力學(xué)性能指標(biāo)。鋼結(jié)構(gòu)中所采用的鋼材都應(yīng)滿足鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范對這三項(xiàng)力學(xué)性能指標(biāo)的要求。第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 2.3 鋼材的主要性能及鑒定伸長率伸長率：%100001lll510取試件直徑的取試件直徑的5 5倍或倍或1010倍為標(biāo)矩長度倍為標(biāo)矩長度

23、來測量其伸長率來測量其伸長率第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 試件頸縮區(qū)應(yīng)力狀態(tài)圖試件頸縮區(qū)應(yīng)力狀態(tài)圖斷面收縮率：斷面收縮率：%100001AAA截面收縮率不易準(zhǔn)確測量，截面收縮率不易準(zhǔn)確測量，是衡量鋼材塑性的一個是衡量鋼材塑性的一個參考參考指標(biāo)指標(biāo)。2.3 .1 單向拉伸時的工作性能第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 2.3 .2 鋼材冷彎性能第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 l 定義：在冷加工過程中產(chǎn)生塑性變形（彎曲變形）時，對產(chǎn)生裂紋（分層）的抵抗能力。l 兩個參數(shù)：彎心直徑d和彎曲角度180；l 意義：冷彎性能是鑒定鋼材在彎曲狀態(tài)下塑性應(yīng)變能力和

24、鋼材質(zhì)量的綜合指標(biāo)。 冷彎性能由冷彎試驗(yàn)來確定，試驗(yàn)時按照規(guī)定的彎心直徑在試驗(yàn)機(jī)上用沖頭加壓，使試件彎成180，如試件外表面不出現(xiàn)裂紋和分層，即為合格。l 對象：對需進(jìn)行冷加工、尤其是焊接結(jié)構(gòu)焊接變形需要進(jìn)行調(diào)直和調(diào)平的構(gòu)件。2.3 .2 鋼材冷彎性能第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 2.3 .3 鋼材沖擊韌性第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 沖擊韌性測量實(shí)驗(yàn)2.3 .3 鋼材沖擊韌性第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 2.3 .3 鋼材沖擊韌性第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 l 定義：定義：可焊性是指采用一般焊接工藝就可完成合格的(無裂

25、紋的)焊縫的性能。l 分類：施工上可焊性（焊縫金屬和近縫區(qū)不出現(xiàn)裂縫）和使用性能上的可焊性（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）；l 所含元素的影響：鋼材的可焊性受碳含量和合金元素含量的影響。碳含量在0.120.20范圍內(nèi)的碳素鋼，可焊性最好。碳含量再高可使焊縫和熱影響區(qū)變脆。2.3 .4 可焊性第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 FeV主要成分主要成分鋼材鋼材CSiMn有益元素有益元素合金元素合金元素有害元素有害元素PSNO2.4 影響鋼材性能的因素2.4.1 化學(xué)成分的影響第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 CSi強(qiáng)度強(qiáng)度塑性塑性韌性韌性可焊性可焊性Mn

26、抗銹性抗銹性VS疲勞強(qiáng)度疲勞強(qiáng)度P冷彎性能冷彎性能ONCSi2.4.1 化學(xué)成分的影響第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 2.4 影響鋼材性能的因素l 普通碳素鋼中普通碳素鋼中FeFe占占99%99%，C C和其他元素僅占和其他元素僅占1%1%，但對鋼，但對鋼材力學(xué)性能有著決定性的影響。材力學(xué)性能有著決定性的影響。l 普通低合金鋼中合金元素小于普通低合金鋼中合金元素小于5%5%。(1)碳（C）：鋼材強(qiáng)度的主要來源，隨其含量增加，強(qiáng)度鋼材強(qiáng)度的主要來源，隨其含量增加，強(qiáng)度增加，塑性、韌性和疲勞強(qiáng)度降低，同時惡化鋼的焊接性增加，塑性、韌性和疲勞強(qiáng)度降低，同時惡化鋼的焊接性能和抗腐蝕性。

27、鋼結(jié)構(gòu)用鋼中，碳含量一般控制在能和抗腐蝕性。鋼結(jié)構(gòu)用鋼中，碳含量一般控制在0.22%0.22%以下，當(dāng)其含量在以下，當(dāng)其含量在0.20.2以下時，可焊性良好。以下時，可焊性良好。2.4.1 化學(xué)成分的影響第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 含碳量對-關(guān)系的影響0%TC0.3%2.4.1 化學(xué)成分的影響第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 (2)錳（Mn）：錳是一種弱脫氧劑，適量的錳含量可以有錳是一種弱脫氧劑，適量的錳含量可以有效地提高鋼材的強(qiáng)度，又能消除硫、氧對鋼材的熱脆影效地提高鋼材的強(qiáng)度，又能消除硫、氧對鋼材的熱脆影響，而不顯著降低鋼材的塑性和韌性。錳在碳素結(jié)構(gòu)鋼響，

28、而不顯著降低鋼材的塑性和韌性。錳在碳素結(jié)構(gòu)鋼中的含量為中的含量為0.3%-0.8%0.3%-0.8%，在低合金鋼中一般為，在低合金鋼中一般為1.0%-1.7%1.0%-1.7%。l 有害元素，熱脆性。不得超過有害元素，熱脆性。不得超過0.05%0.05%。(3)硅（Si）：硅是一種強(qiáng)脫氧劑，適量的硅可提高鋼材硅是一種強(qiáng)脫氧劑，適量的硅可提高鋼材的強(qiáng)度，而對塑性、韌性、冷彎性能和可焊性無明顯不的強(qiáng)度，而對塑性、韌性、冷彎性能和可焊性無明顯不良影響，但硅含量過大時，會降低鋼材的塑性、韌性、良影響，但硅含量過大時，會降低鋼材的塑性、韌性、抗銹蝕性和可焊性?？逛P蝕性和可焊性。合金元素。強(qiáng)脫氧劑。合金元

29、素。強(qiáng)脫氧劑。2.4.1 化學(xué)成分的影響第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 (4)釩釩(V)、鈮、鈮(Nb)、鈦、鈦(Ti)：釩、鈮、鈦都能使鋼材晶粒釩、鈮、鈦都能使鋼材晶粒細(xì)化。我國的低合金鋼都含有這三種元素，作為錳以外細(xì)化。我國的低合金鋼都含有這三種元素，作為錳以外的合金元素，既可提高鋼材強(qiáng)度，又保持良好的塑性、的合金元素，既可提高鋼材強(qiáng)度，又保持良好的塑性、韌性。韌性。 有害元素，熱脆性。不得超過有害元素，熱脆性。不得超過0.05%0.05%。(5)鋁鋁(Al)、鉻、鉻(Cr)、鎳、鎳(Ni)：鋁是強(qiáng)脫氧劑，用鋁進(jìn)行補(bǔ)鋁是強(qiáng)脫氧劑，用鋁進(jìn)行補(bǔ)充脫氧，不僅進(jìn)一步減少鋼中的有害氧

30、化物，而且能細(xì)充脫氧，不僅進(jìn)一步減少鋼中的有害氧化物，而且能細(xì)化晶粒。鉻和鎳是提高鋼材強(qiáng)度的合金元素，用于化晶粒。鉻和鎳是提高鋼材強(qiáng)度的合金元素，用于Q390Q390鋼和鋼和Q420Q420鋼。鋼。2.4.1 化學(xué)成分的影響第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 (6)硫（硫（S）：硫是一種有害元素，降低鋼材的塑性、韌硫是一種有害元素，降低鋼材的塑性、韌性、可焊性、抗銹蝕性等，在高溫時使鋼材變脆，即熱性、可焊性、抗銹蝕性等，在高溫時使鋼材變脆，即熱脆。因此，鋼材中硫的含量不得超過脆。因此，鋼材中硫的含量不得超過0.05%0.05%，在焊接結(jié)構(gòu)，在焊接結(jié)構(gòu)中不超過中不超過0.045%0.

31、045%。(7)磷磷(P)：磷既是有害元素也是能利用的合金元素。磷是磷既是有害元素也是能利用的合金元素。磷是碳素鋼中的雜質(zhì)，它在低溫下使鋼變脆，這種現(xiàn)象稱為碳素鋼中的雜質(zhì)，它在低溫下使鋼變脆，這種現(xiàn)象稱為冷脆。在高溫時磷也能使鋼減少塑性。但磷能提高鋼的冷脆。在高溫時磷也能使鋼減少塑性。但磷能提高鋼的強(qiáng)度和抗銹蝕能力。強(qiáng)度和抗銹蝕能力。2.4.1 化學(xué)成分的影響第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 (8）氧氧(O)、氮、氮(N)：氧和氮也是有害雜質(zhì)，在金屬熔化的氧和氮也是有害雜質(zhì)，在金屬熔化的狀態(tài)下可以從空氣中進(jìn)入。氧能使鋼熱脆，其作用比硫狀態(tài)下可以從空氣中進(jìn)入。氧能使鋼熱脆，其作用比

32、硫劇烈，氮能使鋼冷脆，與磷相似。劇烈，氮能使鋼冷脆，與磷相似。2.4.1 化學(xué)成分的影響第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 冶煉冶煉澆鑄澆鑄軋制軋制 堿性平爐煉鋼法堿性平爐煉鋼法氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法堿性側(cè)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法堿性側(cè)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法及電爐煉鋼及電爐煉鋼 沸騰鋼沸騰鋼 鎮(zhèn)靜鋼鎮(zhèn)靜鋼 半半鎮(zhèn)靜鋼鎮(zhèn)靜鋼 特殊鎮(zhèn)靜鋼特殊鎮(zhèn)靜鋼 鋼板鋼板 型鋼型鋼 2.4.2 鋼材生產(chǎn)過程影響鋼材生產(chǎn)過程影響第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法堿性平爐煉鋼法堿性平爐煉鋼法側(cè)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法側(cè)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法冶煉冶煉方法展示方法展示第第2 2章章 鋼結(jié)

33、構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 冶煉冶煉方法的選擇方法的選擇l 在建筑鋼結(jié)構(gòu)中，主要使用氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)的鋼在建筑鋼結(jié)構(gòu)中，主要使用氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)的鋼材。目前氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐鋼的質(zhì)量，由于生產(chǎn)技術(shù)的提高，材。目前氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐鋼的質(zhì)量，由于生產(chǎn)技術(shù)的提高，已不低于平爐鋼的質(zhì)量。已不低于平爐鋼的質(zhì)量。l 冶煉這一冶金過程形成鋼的化學(xué)成分與含量、鋼的冶煉這一冶金過程形成鋼的化學(xué)成分與含量、鋼的金相組織結(jié)構(gòu)，不可避免地存在冶金缺陷，從而確定不金相組織結(jié)構(gòu)，不可避免地存在冶金缺陷，從而確定不同的鋼種、鋼號及其相應(yīng)的力學(xué)性能。同的鋼種、鋼號及其相應(yīng)的力學(xué)性能。第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 鋼材

34、澆鑄過程鋼材澆鑄過程第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 鋼材澆鑄過程鋼材澆鑄過程的特點(diǎn)的特點(diǎn)l 把熔煉好的鋼水澆鑄成鋼錠或鋼坯有兩種方法，一種是澆入鑄模做成鋼錠，另一種是澆入連續(xù)澆鑄機(jī)做成鋼坯。鑄錠過程中因脫氧程度不同，最終成為鎮(zhèn)靜鋼、半鎮(zhèn)靜鋼與沸騰鋼。 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。鋼中留有較多氧作脫氧劑，脫氧不完全。鋼中留有較多氧化鐵夾雜和氣孔。質(zhì)量較差?；F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，硅在還原氧化鐵過程中還作脫氧劑，脫氧較完全，硅在還原氧化鐵過程中還會產(chǎn)生熱量，使鋼液冷卻緩慢，使氣體充分

35、逸出，澆注時不出現(xiàn)沸騰現(xiàn)象。會產(chǎn)生熱量，使鋼液冷卻緩慢，使氣體充分逸出，澆注時不出現(xiàn)沸騰現(xiàn)象。質(zhì)量好，成本高。質(zhì)量好，成本高。 半鎮(zhèn)靜鋼半鎮(zhèn)靜鋼的脫氧程度介于上述二者之間。的脫氧程度介于上述二者之間。 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，脫氧程度高于鎮(zhèn)靜鋼。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。低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼一般都是鎮(zhèn)靜鋼。第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 鋼材澆鑄過程鋼材澆鑄過程的特點(diǎn)的特點(diǎn)l 鋼在冶煉及澆鑄過程中會不可避免地產(chǎn)生冶金缺陷。常見的冶金缺陷有偏析、非金屬夾雜、氣孔及裂紋等等。偏析：偏析：化學(xué)成分不

36、一致和不均勻性，尤其是硫磷偏析；非金屬夾雜：非金屬夾雜：硫化物和氧化物等雜質(zhì)；裂紋：裂紋：微觀和宏觀的裂紋都將使鋼材的冷彎性能、韌性和疲勞強(qiáng)度降低；分層：分層：沿厚度方向形成并不相互脫離的層間。垂直厚度方向強(qiáng)度不影響，冷彎性能降低，分層容易被銹蝕。第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 鋼材軋制過程鋼材軋制過程第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 鋼材軋制過程鋼材軋制過程l 鋼材的軋制能使金屬的晶粒變細(xì)，也能使氣泡、裂紋等焊合，因而改善了鋼材的力學(xué)性能。薄板因輥軋次數(shù)多，其強(qiáng)度比厚板略高、澆鑄時的非金屬夾雜物在軋制后能造成鋼材的分層，所以分層是鋼材(尤其是厚板)的一種缺。設(shè)計(jì)

37、時應(yīng)盡量避免拉力垂直于板面的情況，以防止層間撕裂。第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 熱處理熱處理l 熱處理的目的在于取得高強(qiáng)度的同時能夠保持良好的塑性和韌性。正火屬于最簡單的熱處理：把鋼材加熱至850-900并保持一段時間后在空氣中自然冷卻，即為正火。如果鋼材在終止軋制時溫度正好控制在上述溫度范圍，可得到正火的效果，稱為控軋?；鼗鹗菍摬闹匦录訜嶂?50并保溫一段時間，然后在空氣中自然冷卻。淬火加回火也稱調(diào)質(zhì)處理，淬火是把鋼材加熱至900以上，保溫一段時間，然后放入水或油中快速冷卻。強(qiáng)度很高的鋼材，包括高強(qiáng)度螺栓的材料都要經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理。第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2

38、章 2.4.3 影響影響鋼材性能的其它因素鋼材性能的其它因素1. 冷加工硬化(應(yīng)變硬化) 在常溫下加工叫冷加工。冷拉、冷彎、沖孔、機(jī)械剪切等加工使鋼材產(chǎn)生很大塑性變形，由于減小了塑性和韌性性能，普通鋼結(jié)構(gòu)中不利用硬化現(xiàn)象所提高的強(qiáng)度。重要結(jié)構(gòu)還把鋼板因剪切而硬化的邊緣部分刨去。 用作冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)的冷彎型鋼，是由鋼板或鋼帶經(jīng)冷軋成型的，也有的是經(jīng)壓力機(jī)模壓成型或在彎板機(jī)上彎曲成型的。由于這個原因，薄壁型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中允許利用因局部冷加工而提高的強(qiáng)度。第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 2.4.3 影響影響鋼材性能的其它因素鋼材性能的其它因素 此外，還有性質(zhì)類似的時效硬化與應(yīng)變時效。

39、時效硬化指鋼材僅隨時間的增長而轉(zhuǎn)脆，應(yīng)變時效指應(yīng)變硬化又加時效硬化由于這些是使鋼材轉(zhuǎn)脆的性質(zhì)，所以有些重要結(jié)構(gòu)要求對鋼材進(jìn)行人工時效，然后測定其沖擊韌性，以保證結(jié)構(gòu)具有長期的抗脆性破壞能力。第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 2. 2. 溫度影響溫度影響藍(lán)脆現(xiàn)象藍(lán)脆現(xiàn)象低溫冷脆現(xiàn)象低溫冷脆現(xiàn)象第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 2. 2. 溫度影響溫度影響l 鋼材對溫度相當(dāng)敏感，溫度升高與降低都使鋼材性能發(fā)生變化。相比之下，低溫性能更重要。l 正溫范圍總的趨勢是隨著溫度的升高，鋼材強(qiáng)度降低，變形增大。約在200以內(nèi)鋼材性能沒有很大變化，430-540之間則強(qiáng)度(fy與f

40、u)急劇下降；到600時強(qiáng)度很低不能承擔(dān)荷載。此外，250附近有蘭脆現(xiàn)象，約260-320時有徐變現(xiàn)象。l 蘭脆現(xiàn)象指溫度在250左右的區(qū)間內(nèi)，fu有局部性提高，fy也有回升現(xiàn)象，同時塑性有所降低，材料有轉(zhuǎn)脆傾向。在蘭脆區(qū)進(jìn)行熱加工，可能引起裂紋。徐變現(xiàn)象指在應(yīng)力持續(xù)不變的情況下鋼材以很緩慢的速度繼續(xù)變形的現(xiàn)象。設(shè)計(jì)時以規(guī)定150為適宜，超過之后結(jié)構(gòu)表面即需加設(shè)隔熱保護(hù)層。第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 2. 2. 溫度影響溫度影響圖圖2.6 高溫對鋼材性能的影響高溫對鋼材性能的影響第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 復(fù)習(xí)題復(fù)習(xí)題1、鋼材的含炭量大小與鋼材的（ ）

41、無關(guān)。 A、強(qiáng)度； B、塑性； C、可焊性； D 、彈性2、下列陳述正確的是 A. 因鋼材不易燃，所以鋼結(jié)構(gòu)具有良好的放火性能 B. 溫度達(dá)到600度時鋼材的強(qiáng)度降為0，說明其耐熱性能不好 C. 鋼材的比重較大，因此將鋼材稱為輕質(zhì)高強(qiáng)材料是不恰當(dāng)?shù)?D. 與混凝土材料相比，大跨度結(jié)構(gòu)應(yīng)優(yōu)先選用鋼材3.鋼結(jié)構(gòu)的承載能力極限狀態(tài)是指（ ） A.結(jié)構(gòu)發(fā)生劇烈振動 B.結(jié)構(gòu)的變形已不能滿足使用要求 C.結(jié)構(gòu)達(dá)到最大承載力產(chǎn)生破壞 D.使用已達(dá)五十年4、鋼材中磷含量超過限制時，鋼材可能會出現(xiàn)（ ）。A冷脆 B熱脆 C藍(lán)脆 D徐變5、在鋼材的力學(xué)性能指標(biāo)中，既能反應(yīng)鋼材塑性又能反應(yīng)鋼材冶金缺陷的指標(biāo)是（

42、）。 A 屈服強(qiáng)度 B 沖擊韌性 C 冷彎性能 D 伸長率第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 復(fù)習(xí)題復(fù)習(xí)題6.對于鋼結(jié)構(gòu)用鋼材，對化學(xué)成分的定義為 。(A)C為不可缺少元素，Mn、S、P均為有害元素(B)C為不可缺少元素，Mn為脫氧劑，S、P為有害元素(C)C、Mn、S、P均為有害元素(D)C、Mn為有害元素，S、P為不可缺少元素7鋼材的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)力-應(yīng)變曲線是通過下列哪項(xiàng)試驗(yàn)得到的?（ ）A冷彎試驗(yàn)B單向拉伸試驗(yàn)C沖擊韌性試驗(yàn)D疲勞試驗(yàn)8、碳對鋼材性能的影響很大，一般來說隨著含碳量的提高，鋼材的塑性和韌性逐漸_。第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 3 3 應(yīng)力集中影響應(yīng)力

43、集中影響第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 3 3 應(yīng)力集中影響應(yīng)力集中影響l 當(dāng)截面完整性遭到破壞，如有裂紋裂紋( (內(nèi)部的或表面的內(nèi)部的或表面的) )、孔洞、刻槽、凹角時以及截面的厚度或?qū)挾韧蝗桓淖儠r孔洞、刻槽、凹角時以及截面的厚度或?qū)挾韧蝗桓淖儠r，構(gòu)件中的應(yīng)力分布將變得很不均勻。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)力的現(xiàn)象稱為應(yīng)力集中。l 由力學(xué)知識知道，三向同號應(yīng)力且各應(yīng)力數(shù)值接近時，三向同號應(yīng)力且各應(yīng)力數(shù)值接近時，材料不易屈服。材料不易屈服。當(dāng)為數(shù)值相等三向拉應(yīng)力時，直到材料斷裂也不屈服。沒有塑性變形的斷裂是脆性斷裂。所以，三向應(yīng)力的應(yīng)力狀態(tài)，使材料沿力作

44、用方向塑性變形的發(fā)展受到很大約束，材料容易脆性破壞。因此，對于厚鋼材應(yīng)該要求更高的韌性。第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 1020300.425100%(N/mm2)10測距測距10010100600700500400300200100圖2.4.7 應(yīng)力集中對-曲線關(guān)系的影響3 3 應(yīng)力集中影響應(yīng)力集中影響第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 2.5 鋼材的延性破壞和非延性破壞、循環(huán)加載和快速加載的效應(yīng)l 塑性破壞塑性破壞塑性破壞塑性破壞的主要特征是，破壞前具有較大的塑性變形，常在的主要特征是，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的銹跡剝落線。破

45、壞后的鋼材表面出現(xiàn)明顯的相互垂直交錯的銹跡剝落線。破壞后的斷口呈纖維狀，色澤發(fā)暗。斷口呈纖維狀，色澤發(fā)暗。l 脆性破壞脆性破壞脆性破壞脆性破壞的主要特征是，破壞前塑性變形很小，或根本沒有的主要特征是，破壞前塑性變形很小，或根本沒有塑性變形，而突然迅速斷裂。破壞后的斷口平直，呈有光澤塑性變形，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。的晶粒狀或有人字紋。2.5.1 延性破壞和非延性破壞第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 有屈服現(xiàn)象的鋼材或者雖然沒有明顯屈服現(xiàn)象而能發(fā)生較大塑性變形的鋼材，一般屬于塑性材料。沒有屈服現(xiàn)象或塑性變形能力很小的鋼材，則屬于脆性材料脆性材料

46、。 塑性材料塑性材料是指由于材料原始性能以及在常溫、靜載并一次加荷的工作條件之下能在破壞前發(fā)生較大塑性變形的材料。然而一種鋼材具有塑性變形能力的大小，不僅取決于鋼材原始的化學(xué)成分，熔煉與軋制條件，也取決于后來所處的工作條件。即使原來塑性表現(xiàn)極好的鋼材，改變了工作條件，如在很低的溫度之下受沖擊作用，也完全可能呈現(xiàn)脆性破壞。所以，嚴(yán)格地說，不宜把鋼材劃分為塑性和脆性材料，而應(yīng)不宜把鋼材劃分為塑性和脆性材料，而應(yīng)該區(qū)分材料可能發(fā)生的塑性破壞與脆性破壞。該區(qū)分材料可能發(fā)生的塑性破壞與脆性破壞。2.5.1 延性破壞和非延性破壞第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料第2章 1 1、疲勞斷裂的概念疲勞斷裂的概念l 鋼材料在循環(huán)荷載作用下，當(dāng)循環(huán)數(shù)達(dá)到某一定值時，鋼材鋼材料在循環(huán)荷載作用下，當(dāng)循環(huán)數(shù)達(dá)到某一定值時，鋼材發(fā)生破壞的現(xiàn)象叫做鋼材的疲勞；疲