單元二項(xiàng)目一材料

單元二項(xiàng)目一材料鋼結(jié)構(gòu)的材料MaterialofSteelStructure???

回顧1.鋼材比混凝土容重大，但為什么說(shuō)鋼結(jié)構(gòu)比混凝土結(jié)構(gòu)自重輕？結(jié)構(gòu)自重輕會(huì)帶來(lái)哪些好處？2.鋼結(jié)構(gòu)和其他結(jié)構(gòu)相比有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？3.試舉例說(shuō)明鋼結(jié)構(gòu)的哪些應(yīng)用，分別由什么特點(diǎn)決定？4.計(jì)算鋼構(gòu)件強(qiáng)度、連接強(qiáng)度以及構(gòu)件穩(wěn)定性時(shí)，應(yīng)采用荷載設(shè)計(jì)值還是標(biāo)準(zhǔn)值？計(jì)算變形呢？2.掌握結(jié)構(gòu)用鋼材的主要性能及其機(jī)械性能指標(biāo)；3.掌握影響鋼材性能的主要因素特別是導(dǎo)致鋼材變脆的主要因素；4.熟悉結(jié)構(gòu)用鋼材的種類、牌號(hào)、規(guī)格；5.理解鋼材選擇的依據(jù)，做到正確選擇鋼材；6.掌握鋼材疲勞的概念和機(jī)理。

1.了解鋼結(jié)構(gòu)的兩種破壞形式；教學(xué)要求:§2.1鋼結(jié)構(gòu)對(duì)材料的要求（1）較高的抗拉強(qiáng)度f(wàn)u和屈服點(diǎn)fy；（2）足夠的變形能力——良好塑性和韌性（3）良好的加工性能——適應(yīng)冷、熱加工，可焊性好（4）對(duì)環(huán)境的良好適應(yīng)性——耐腐蝕、耐火、耐疲勞

鋼結(jié)構(gòu)的材料關(guān)系到鋼結(jié)構(gòu)的計(jì)算理論，同時(shí)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的制造、安裝、使用、造價(jià)、安全等均有直接聯(lián)系。本章簡(jiǎn)要介紹鋼材的生產(chǎn)過(guò)程和組織構(gòu)成，重點(diǎn)介紹鋼材的主要性能以及各種因素對(duì)鋼材性能的影響；鋼材的種類、規(guī)格及選擇原則。強(qiáng)度——材料抵抗外力作用時(shí)不致破壞的能力?！?.2鋼材的生產(chǎn)鋼材的生產(chǎn)大致分為煉鐵、煉鋼和軋制三道工序。電爐鋼是利用電熱原理，在電弧爐內(nèi)冶煉。（質(zhì)量好，但耗電量大，成本高，一般只用來(lái)冶煉特種用途的鋼材。）

煉鋼爐有三種形式：轉(zhuǎn)爐、平爐和電爐。轉(zhuǎn)爐鋼是利用高壓空氣或氧氣使?fàn)t內(nèi)生鐵熔液的碳和其它雜物氧化，在高溫下使鐵液變?yōu)殇撘?。（生產(chǎn)周期短，效率高，質(zhì)量好，成本低，已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外發(fā)展最快的煉鋼方法。）平爐鋼是利用煤氣和其它燃料供應(yīng)熱能，把廢鋼、生鐵熔液或鑄鐵塊和不同的合金元素等冶煉成各種用途的鋼。（生產(chǎn)周期長(zhǎng)，效率低，成本高，現(xiàn)已逐步被轉(zhuǎn)爐鋼所取代。）（1）煉鋼

澆注是指把熔煉好的鋼液做成鋼錠或鋼坯。用連續(xù)鑄造法生產(chǎn)鋼坯的工藝和設(shè)備，由于機(jī)械化、自動(dòng)化程度高的優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)逐漸取代了笨重而復(fù)雜的鑄錠工藝和設(shè)備。

鋼液從出爐到澆筑的過(guò)程中，會(huì)析出氧氣并生成氧化鐵。鋼液中殘留的氧，將使鋼材晶粒粗細(xì)不均勻并發(fā)生熱脆，降低鋼材的力學(xué)性能。按照鋼液在煉鋼爐中進(jìn)行脫氧的方法和程度不同，碳素結(jié)構(gòu)鋼可分為沸騰鋼、半鎮(zhèn)靜鋼、鎮(zhèn)靜鋼和特殊鎮(zhèn)靜鋼。

（2）澆注（3）脫氧2022/12/232022/12/23（4）加工（熱加工、冷加工和熱處理）

熱處理

指通過(guò)加熱、保溫、冷卻的操作方法，使鋼材的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，以獲得所需性能的加工工藝。（退火、正火、淬火和回火）

熱加工

指將鋼坯加熱至塑性狀態(tài)，依靠外力改變其形狀，生產(chǎn)出各種厚度的鋼板和型鋼。（熱加工的開軋和鍛壓溫度控制在1150-1300℃）

冷加工

指在常溫下對(duì)鋼材進(jìn)行加工。（冷作硬化現(xiàn)象）

2022/12/232022/12/23剪板自動(dòng)鋼板切割鉆孔2022/12/232022/12/232022/12/23§2.3鋼材的主要性能

鋼材的破壞形式

單向拉伸時(shí)的工作性能

鋼材的其它性能

在復(fù)雜應(yīng)力作用下鋼材的屈服條件2022/12/232.3.1鋼材的破壞形式特征斷口后果

塑性破壞（延性破壞）構(gòu)件產(chǎn)生明顯的變形并斷裂。常為杯形，呈纖維狀，色澤發(fā)暗。在破壞前有很明顯的變形，及較長(zhǎng)的變形持續(xù)時(shí)間，便于發(fā)現(xiàn)和補(bǔ)救。

脆性破壞破壞前無(wú)明顯變形和預(yù)兆。平直和呈有光澤的晶粒。突然發(fā)生的，危險(xiǎn)性大，應(yīng)盡量避免。2022/12/232.3.2單向拉伸時(shí)的工作性能

（1）試驗(yàn)條件（a）試件的尺寸要符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，表面光滑，沒(méi)有孔洞、刻槽等缺陷。試件的標(biāo)定長(zhǎng)度取其直徑的5或10倍。（b）荷載要分級(jí)逐次增加，直到試件破壞。（c）試驗(yàn)溫度要控制在室溫20℃左右。

2022/12/23應(yīng)力應(yīng)變曲線低碳鋼拉伸試驗(yàn)

（2）鋼材的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系

A.有屈服點(diǎn)鋼材s---e曲線可以分為五個(gè)階段：(a)彈性階段(OB’段)彈性階段(OB段)OB’BCAD單調(diào)拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線OA段：純彈性階段

s=EeA點(diǎn)：sp（比例極限）AB’段：有一定的塑性變形,但整個(gè)OB’段卸載后變形消失,e=0B’點(diǎn)：se（彈性極限）屈服階段（BC)強(qiáng)化階段(CD段)頸縮階段(DE段)E由于比例極限與彈性極限極為接近，故通常略去彈性極限的點(diǎn)，把σp看作彈性極限。（b）彈塑性階段（AB)塑性變形：卸載后試件不能完全恢復(fù)原來(lái)的長(zhǎng)度。不能恢復(fù)的這一部分變形稱為塑性變形或永久變形。

B點(diǎn)：屈服點(diǎn)fy（屈服強(qiáng)度）：屈服階段曲線波動(dòng)部分的最低值。彈性模量：由A點(diǎn)處的E=2.06×105MPa逐漸下降，至B點(diǎn)趨于0。

特點(diǎn)：應(yīng)力與應(yīng)變進(jìn)入非線性的彈塑性階段，不再成正比關(guān)系，應(yīng)變不再保持直線變化而呈曲線關(guān)系。OB’BCAD2022/12/23E塑性變形或永久變形屈服上限屈服下限（c）屈服階段（BC)B點(diǎn)：屈服點(diǎn)fy（屈服強(qiáng)度）：屈服階段曲線波動(dòng)部分的最低值。流幅/臺(tái)階：從屈服階段的開始到曲線再度上升的應(yīng)變幅度稱為流幅。

特點(diǎn)：應(yīng)力與應(yīng)變進(jìn)入非線性的彈塑性階段，不再成正比關(guān)系，應(yīng)變?cè)黾雍芸欤瑧?yīng)力-應(yīng)變曲線呈鋸齒形波動(dòng)，出現(xiàn)應(yīng)力不增加而應(yīng)變?nèi)匀辉诶^續(xù)發(fā)展。OB’BCAD2022/12/23E（d）應(yīng)變硬化（強(qiáng)化）階段(CD段)鋼材內(nèi)部晶粒重新排列，恢復(fù)承載能力，隨荷載的增加σ緩慢增大,但ε增加較快，最終應(yīng)力達(dá)到最高點(diǎn)D——抗拉強(qiáng)度（極限強(qiáng)度）fu

試件所能承受的最大拉應(yīng)力（e）頸縮階段(DE段)OB’BCAD截面出現(xiàn)了橫向收縮，截面面積開始顯著縮小，塑性變形迅速增大，應(yīng)力不斷降低，變形卻延續(xù)發(fā)展，直至E點(diǎn)試件斷裂。E2022/12/23B.對(duì)無(wú)明顯屈服點(diǎn)的鋼材

fy=f0.20.2%fuεp

無(wú)屈服點(diǎn)鋼材的應(yīng)力-應(yīng)變曲線沒(méi)有明顯屈服點(diǎn)的鋼材在拉伸過(guò)程中沒(méi)有屈服階段，塑性變形小，破壞突然。

2022/12/23設(shè)計(jì)時(shí)以卸載后試件中殘余應(yīng)變?yōu)?.2％所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力作為屈服點(diǎn)——“條件屈服點(diǎn)”或“名義屈服點(diǎn)”(4)應(yīng)力應(yīng)變曲線的簡(jiǎn)化曲線簡(jiǎn)化的依據(jù)：1）鋼材在屈服點(diǎn)之前的性質(zhì)接近理想的彈性體。2）從開始屈服到破壞，塑性區(qū)變形范圍很大（e≈0.15％-2.5％）已足夠用來(lái)考慮結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的塑性變形的發(fā)展。ε2.5%

fy

ε0

0.15%ε

簡(jiǎn)化的應(yīng)力－應(yīng)變曲線2022/12/23約為彈性變形區(qū)的200倍（3）單向拉伸時(shí)鋼材的機(jī)械性能指標(biāo)(3項(xiàng)力學(xué)指標(biāo)fy、fu、δ)

（1）屈服點(diǎn)fy--應(yīng)力應(yīng)變曲線開始產(chǎn)生塑性流動(dòng)時(shí)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力，它是衡量鋼材的承載能力和確定鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的重要指標(biāo)。（2）抗拉強(qiáng)度f(wàn)u--應(yīng)力應(yīng)變曲線最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力，它是鋼材最大的抗拉強(qiáng)度。（3）伸長(zhǎng)率δ

試件斷裂前的永久變形與原標(biāo)定長(zhǎng)度的百比。

l0—

原標(biāo)距長(zhǎng)

l1

—拉斷后標(biāo)距長(zhǎng)度

d0

—試件直徑試件有兩種標(biāo)距：l0/d0=5

和l0/d0=10

相應(yīng)的伸長(zhǎng)率用δ5和δ10表示。實(shí)際工程中以伸長(zhǎng)率代表材料斷裂前具有的塑性變形能力。2022/12/23（4）斷面收縮率是指試件拉斷后，頸縮區(qū)的斷面面積縮小值與原斷面面積比值的百分比。

式中：

A0

——試件原來(lái)的斷面面積

A1

——試件拉斷后頸縮區(qū)的斷面面積

斷面收縮率越大，鋼材的塑性越好。由于在測(cè)量試件的斷面面積時(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(zhǎng)率作為保證要求。A0A12022/12/23

2.3.3鋼材的其它性能

冷彎性能是判別鋼材塑性變形能力和冶金質(zhì)量的綜合指標(biāo)。1.冷彎性能鋼材在冷加工（常溫下加工）產(chǎn)生塑性變形時(shí)，對(duì)發(fā)生裂縫的抵抗能力。鑒別指標(biāo)：當(dāng)試件彎曲至180°時(shí)，試件表面和側(cè)面，無(wú)裂紋、斷裂或分層，即認(rèn)為試件冷彎性能合格。

2022/12/23動(dòng)畫2.沖擊韌性韌性反映鋼材抵抗沖擊荷載、動(dòng)力荷載的能力，是鋼材在變形和斷裂中吸收能量的度量。衡量韌性指標(biāo)用沖擊韌性值表示，也叫沖擊功，用符號(hào)Akv表示，單位為J。Akv值越高，韌性越好。沖擊韌性試驗(yàn)一般采用試件長(zhǎng)55mm，截面10×10mm2，中間一小槽。在擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行試驗(yàn)，沖斷試件后，讀出擺錘消耗的功。沖擊韌性試驗(yàn)沖擊韌性還與試驗(yàn)的溫度有關(guān)。我國(guó)鋼材標(biāo)準(zhǔn)中將試驗(yàn)分為四檔，即+20℃,0℃，-20℃和-40℃時(shí)的沖擊韌性。溫度越低，沖擊韌性越低。2022/12/233.可焊性

好的可焊性是指焊接安全、可靠、不發(fā)生焊接裂縫，焊接接頭和焊縫的力學(xué)性能不低于母材力學(xué)性能。

影響鋼材可焊性的因素

鋼材的可焊性受碳含量和合金元素含量的影響。碳含量在0.12%～0.20%范圍內(nèi)的碳素鋼，可焊性最好（如Q235B）。對(duì)于高強(qiáng)度低合金鋼中，低合金元素大多對(duì)可焊性有不利影響，我國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ81-2002《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》推薦使用碳當(dāng)量來(lái)衡量低合金鋼的可焊性。當(dāng)碳當(dāng)量小于0.38%，鋼材的可焊性好(如Q235.Q345)，可不采取措施直接施焊。

2022/12/23鋼材的機(jī)械性能指標(biāo)1、屈服點(diǎn)fy2、抗拉強(qiáng)度f(wàn)u3、伸長(zhǎng)率δ4、斷面收縮率5、冷彎性能6、沖擊韌性Akv

小結(jié)2022/12/23§2.4.各種因素對(duì)鋼材的影響1、化學(xué)成份的影響2、冶金缺陷的影響3、鋼材硬化的影響5、應(yīng)力集中的影響7、溫度的影響8、重復(fù)荷載作用的影響（疲勞）2022/12/234、復(fù)雜應(yīng)力的影響

6、殘余應(yīng)力的影響2.4.1化學(xué)成份的影響鋼材的化學(xué)成分直接影響鋼的組織構(gòu)造，從而影響鋼材的力學(xué)性能。純鐵Fe（占99％）碳C↑→變脆（強(qiáng)度↑，塑性、韌性、可焊性，抗腐蝕性↓）其它主要元素硫S→熱脆、韌性、疲勞強(qiáng)度、抗銹蝕性、可焊性↓磷（P）→強(qiáng)度、抗銹蝕能力↑塑性、韌性、冷彎性能、可焊性↓，冷脆，低溫工作性能差。氧O影響同硫氮（N）影響同磷硅Si↑適量→強(qiáng)度↑，塑性、韌性、冷彎性能、可焊性變化不大錳Mn↑→強(qiáng)度↑消除熱脆，改善冷脆，塑性韌性降低不顯著釩(V)、鈦(Ti)、鈮(Nb)等適量→強(qiáng)度、韌性↑、塑性良好鋼有益元素有害元素2022/12/23鐵（Fe）是鋼材的基本元素，普通碳素鋼中占99%，此外還有碳（C）、硅（Si）、錳（Mn）等有益元素，及硫（S）、磷（P）、氧（O）、氮（N）等有害元素，這些總含量不大，約1%，但對(duì)鋼材力學(xué)性能卻有很大影響。低合金鋼中有＜5%的合金元素，如銅(Cu)、釩(V)、鈦(Ti)、鈮(Nb)、鉻(Cr)等。

2022/12/231.碳（C）：鋼材強(qiáng)度的主要來(lái)源，隨其含量增加，強(qiáng)度增加，塑性降低，可焊性降低，抗腐蝕性降低。一般控制在0.22%以下，在0.2％以下時(shí)，可焊性良好。

2.硫（S）：有害元素，熱脆性。不得超過(guò)0.05%。

3.磷（P）：有害元素，冷脆性?？垢g能力略有提高，可焊性降低。不得超過(guò)0.045%。

4.錳（Mn）：合金元素。弱脫氧劑。與S形成MnS，熔點(diǎn)1600℃，可以消除一部分S的有害作用。5.硅（Si）：合金元素。強(qiáng)脫氧劑。6.釩（V）：合金元素。細(xì)化晶粒，提高強(qiáng)度，其碳化物具有高溫穩(wěn)定性，適用于受荷較大的焊接結(jié)構(gòu)。7.氧（O）：有害雜質(zhì)，與S相似。8.氮（N）：有害雜質(zhì)，與P相似。9.銅（Cu）：提高抗銹蝕性，提高強(qiáng)度，對(duì)可焊性有影響。2.4.2冶金缺陷的影響

1.偏析金屬結(jié)晶后化學(xué)成分分布不均勻的現(xiàn)象。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.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。2022/12/23脫氧方法用錳、硅、鋁作為脫氧劑進(jìn)行脫氧（deoxidize）.它們之間的脫氧能力比為錳:硅:鋁=1:5:90。按脫氧程度或方法不同而分為沸騰鋼(F)、鎮(zhèn)定鋼(Z)、半鎮(zhèn)定鋼(b)和特殊鎮(zhèn)定鋼(TZ)。沸騰鋼組織不夠致密，成分不太均勻，硫、磷等雜質(zhì)偏析較嚴(yán)重，故質(zhì)量較差。但因其成本低、產(chǎn)量高，故被廣泛用于一般工程。鎮(zhèn)靜鋼成本較高，但其組織致密，成分均勻，含硫量較少，性能穩(wěn)定，故質(zhì)量好。適用于預(yù)應(yīng)力混凝土等重要結(jié)構(gòu)工程。半鎮(zhèn)靜鋼質(zhì)量較好。特殊鎮(zhèn)靜鋼質(zhì)量最好，適用于特別重要的結(jié)構(gòu)工程。時(shí)效硬化——隨時(shí)間的增長(zhǎng)，碳和氮的化合物從晶體中析出，使材料硬化的現(xiàn)象，即強(qiáng)度提高，塑性降低。冷作硬化——鋼材受荷超過(guò)彈性范圍以后，若重復(fù)地卸載、加載，將使鋼材彈性極限提高，塑性降低的現(xiàn)象。也稱“應(yīng)變硬化”。應(yīng)變時(shí)效硬化——鋼材產(chǎn)生塑性變形時(shí)，C、N化合物更易析出，即冷作硬化的同時(shí)將鋼材加熱可加速時(shí)效硬化，即結(jié)合了應(yīng)變硬化和時(shí)效硬化，因此也稱“人工時(shí)效”。2.4.3鋼材的硬化

硬化對(duì)鋼材性能的影響a)時(shí)效硬化及冷作硬化b)應(yīng)變時(shí)效硬化2022/12/23卸載加載卸載加載冷作及時(shí)效前鋼材在單向拉伸時(shí)，以屈服點(diǎn)為臨界點(diǎn)，作為由彈性工作狀態(tài)轉(zhuǎn)入塑性工作狀態(tài)的標(biāo)志。實(shí)際鋼結(jié)構(gòu)中，鋼材常是在兩向或三向的復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下工作，這時(shí)鋼材的屈服并不取決于某一個(gè)方向的應(yīng)力，而是由反映各方向應(yīng)力綜合影響的相當(dāng)應(yīng)力（也稱折算應(yīng)力）來(lái)表示。

當(dāng)σeq<fy時(shí)，鋼材處于彈性階段；

當(dāng)σeq≥

fy時(shí)，鋼材處于塑性階段。

2.4.4復(fù)雜應(yīng)力的影響根據(jù)強(qiáng)度理論，三維應(yīng)力場(chǎng)的折算應(yīng)力（equivalentstress）計(jì)算表達(dá)式為：實(shí)驗(yàn)表明，復(fù)雜應(yīng)力對(duì)鋼材性能的影響是：鋼材受同號(hào)復(fù)雜應(yīng)力作用時(shí)，強(qiáng)度提高，塑性降低，性能變脆；鋼材受異號(hào)復(fù)雜應(yīng)力作用時(shí)，強(qiáng)度降低，塑性增加。2.4.5應(yīng)力集中的影響

應(yīng)力集中現(xiàn)象2022/12/231.應(yīng)力集中的概念

構(gòu)件表面不平整，有刻槽、缺口，厚度突變時(shí)，應(yīng)力不均勻，力線變曲折，缺陷處有高峰應(yīng)力—應(yīng)力集中。不同槽口試件靜力拉伸試驗(yàn)的應(yīng)力——應(yīng)變曲線

應(yīng)力集中對(duì)σ-ε曲線關(guān)系的影響

可以看出截面槽口改變愈急劇，應(yīng)力集中現(xiàn)象愈厲害，其抗拉強(qiáng)度愈高，但塑性愈差，破壞的脆性傾向愈大。1020300.425100ε%σ(N/mm2)①①②②③③④④φ10測(cè)距100φ10φ1006007005004003002001002022/12/233.減小應(yīng)力集中現(xiàn)象的措施

<1:2.5

由于鋼材具有良好的塑性性能，當(dāng)承受靜力荷載且在常溫下工作時(shí)，只要符合規(guī)范規(guī)定的設(shè)計(jì)要求，可以不考慮應(yīng)力集中的影響。2.4.6殘余應(yīng)力的影響

殘余應(yīng)力是鋼材在熱軋、焊接時(shí)加熱和冷卻過(guò)程中產(chǎn)生的，先冷卻的部分常形成壓應(yīng)力，而后冷卻的部分則形成拉應(yīng)力。鋼材中的殘余應(yīng)力是自相平衡的，與外荷載無(wú)關(guān)，對(duì)構(gòu)件的強(qiáng)度極限狀態(tài)承載力沒(méi)有影響力，但能降低構(gòu)件的剛度和穩(wěn)定性。對(duì)鋼材進(jìn)行“退火”熱處理，在一定程度上可以消除一些殘余應(yīng)力。壓應(yīng)力拉應(yīng)力

1．正溫范圍

200℃以內(nèi)對(duì)鋼材性能無(wú)大影響，該范圍內(nèi)隨溫度升高總的趨勢(shì)是強(qiáng)度、彈性模量降低，塑性增大。220210200190180170160Ex1038006004002000N/mm2Efuδfy200400600溫度對(duì)鋼材機(jī)械性能的影響20406080δ%T(0C)2.4.7溫度的影響250藍(lán)脆現(xiàn)象E趨于零，承載能力幾乎完全喪失

當(dāng)溫度低于常溫時(shí)，鋼材的脆性傾向隨溫度降低而增加，材料強(qiáng)度略有提高，但其塑性和韌性降低，該現(xiàn)象稱為低溫冷脆。

2．負(fù)溫范圍脆性破壞轉(zhuǎn)變過(guò)渡區(qū)段塑性破壞反彎點(diǎn)試驗(yàn)溫度T0C沖擊斷裂功CvT1T2T0沖擊韌性與溫度的關(guān)系曲線T0稱為臨界溫度。界限溫度T1和T2分別為脆性轉(zhuǎn)變溫度和全塑性轉(zhuǎn)變溫度。2.4.8荷載類型的影響2022/12/23一）、概念1、循環(huán)荷載——結(jié)構(gòu)或構(gòu)件承受的隨時(shí)間變化的荷載。2、疲勞破壞——在循環(huán)荷載（連續(xù)反復(fù)荷載）作用下，經(jīng)過(guò)有限次循環(huán)，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在低于抗拉強(qiáng)度，甚至低于屈服強(qiáng)度的應(yīng)力狀態(tài)下斷裂的現(xiàn)象，稱之為疲勞。3.疲勞破壞的機(jī)理

疲勞破壞是積累損傷的結(jié)果。缺陷→微觀裂紋→宏觀裂紋。4.疲勞破壞的特征屬于脆性破壞，截面平均應(yīng)力小于屈服點(diǎn)。2.4.9防止脆性斷裂的方法外因鋼材在構(gòu)造和加工工程中引起的應(yīng)力集中、低溫影響、重復(fù)荷載的作用、冷作硬化和應(yīng)變時(shí)效硬化等。內(nèi)因鋼材的化學(xué)成分、組織構(gòu)造和缺陷等影響鋼材出現(xiàn)脆性破壞的因素2022/12/23(1）合理的選用鋼材;(2）對(duì)于低溫工作和受動(dòng)力荷載的鋼結(jié)構(gòu)，應(yīng)使所選鋼材的脆性轉(zhuǎn)變溫度低于結(jié)構(gòu)的工作溫度;(3)盡量使用較薄的型鋼和板材，使其具有良好的沖擊韌性;(4）設(shè)計(jì)時(shí)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要合理，避免構(gòu)件截面的突然改變，使之能均勻、連續(xù)的傳遞應(yīng)力，從而減小構(gòu)件的應(yīng)力集中。合理設(shè)計(jì)2.6建筑用鋼種類、規(guī)格和選用2.6.1建筑用鋼的種類品種特點(diǎn)碳素結(jié)構(gòu)鋼用于結(jié)構(gòu)的普通低碳鋼低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼普通低碳鋼+若干種合金元素（錳、釩等，總量<5%）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼有害元素少的碳素鋼+熱處理鋼索鋼絲、平行鋼絲索、鋼絞線鋼絲繩等2022/12/23鋼的種類2022/12/23（1）碳素結(jié)構(gòu)鋼（GB/T700-1988）Q275Q215Q255Q235規(guī)范推薦提供fy、fu、保證以及沖擊韌性、冷彎試驗(yàn)指標(biāo)化學(xué)成分C、Mn、Si、S、P保證供貨含碳量、強(qiáng)度↑塑性↓特點(diǎn)Q195牌號(hào)

碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)由代表屈服點(diǎn)的字母Q、屈服點(diǎn)的數(shù)值、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)、脫氧方法符號(hào)等四部分按順序組成。2022/12/23可省略2022/12/23（最差）（最優(yōu)）Q235-C代表的意義？（2）低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼(GB/T1591-1994)Q460Q345規(guī)范推薦Q420規(guī)范推薦Q390規(guī)范推薦提供fy、fu、保證以及沖擊韌性、冷彎試驗(yàn)指標(biāo)化學(xué)成分C、Mn、Si、S、P、V、Ti保證供貨含碳量、強(qiáng)度↑特點(diǎn)Q295牌號(hào)塑性↓

低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)由代表屈服點(diǎn)的字母Q、屈服點(diǎn)的數(shù)值、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)等三部分按順序組成。2022/12/233904202022/12/232.6.2鋼材的規(guī)格（1）熱軋鋼板a)分為厚鋼板、薄鋼板和扁鋼。b)表示方法：在符號(hào)“-”后加“寬度×厚度×長(zhǎng)度”

c)供應(yīng)規(guī)格（單位：mm）

厚度寬度長(zhǎng)度厚鋼板4-60600-30004000-12000薄鋼板0.35-4500-1500500-4000扁鋼4-6012-2003000-9000熱軋鋼板、鋼帶熱軋型鋼（焊接）冷彎薄壁型鋼冷軋鋼板、鋼帶2022/12/23（2）熱軋型鋼角鋼工字鋼槽鋼H型鋼T型鋼鋼管等邊角鋼不等邊角鋼角鋼分類型號(hào)或表示方法最小規(guī)格最大規(guī)格長(zhǎng)度等邊角鋼L邊長(zhǎng)×厚度L20×3L200×244000～19000不等邊角鋼L長(zhǎng)邊×短邊×厚度L25×16×3L200×125×18角鋼規(guī)格(單位mm)2022/12/23工字鋼分類型號(hào)或表示方法單位cm最小規(guī)格最大規(guī)格長(zhǎng)度(m)普通工字鋼I高度I10I635～19輕型工字鋼QI高度QI10QI70工字鋼規(guī)格槽鋼規(guī)格其它幾何參數(shù)查P274附表3-3槽鋼分類型號(hào)或表示方法單位cm最小規(guī)格最大規(guī)格長(zhǎng)度(m)普通槽鋼[高度[5[405～19輕型槽鋼Q[高度Q[5Q[40其它幾何參數(shù)查P275附表3-42022/12/23H型鋼規(guī)格H型鋼分類型號(hào)或表示方法單位mm最小規(guī)格最大規(guī)格長(zhǎng)度(m)寬翼緣H型鋼HW高×寬×腹板厚×翼緣厚HW100×100×6×8HW400×400×13×216～15中翼緣H型鋼HM高×寬×腹板厚×翼緣厚HM150×100×6×9HW600×300×12×20窄翼緣H型鋼HN高×寬×腹板厚×翼緣厚HN100×50×5×7HN700×300×13×24高頻焊接H型鋼H高×寬×腹板厚×翼緣厚H100×50×3×3H350×175×4.5×66～12其它幾何參數(shù)查P276附表3-52022/12/23T型鋼規(guī)格t鋼管規(guī)格H型鋼分類型號(hào)或表示方法單位mm最小規(guī)格最大規(guī)格長(zhǎng)度(m)寬翼緣T型鋼TW高×寬TW50×100HW200×4006～15中翼緣T型鋼TM高×寬TM74×100HW300×300窄翼緣T型鋼TN高×寬TN50×50HN350×200鋼管分類型號(hào)或表示方法單位mm最小規(guī)格最大規(guī)格長(zhǎng)度(m)熱軋無(wú)縫鋼管直徑×壁厚32×2.5351×163～12電焊鋼管（直焊縫、螺旋焊縫）直徑×壁厚32×2152×5.5其它幾何參數(shù)查P279附表3-62022/