鋼結(jié)構(gòu)課件七

第二章建筑鋼材第一節(jié)建筑結(jié)構(gòu)用鋼的基本要求第二節(jié)鋼材的主要機(jī)械性能第三節(jié)影響鋼材性能的主要因素第四節(jié)建筑結(jié)構(gòu)用鋼的種類及選擇第一節(jié)建筑結(jié)構(gòu)用鋼的基本要求●鋼材種類繁多，規(guī)格、用途也不相同，對建筑結(jié)構(gòu)用鋼來說，主要有三方面的要求。1、較高的強(qiáng)度：結(jié)構(gòu)的承載力大，所需的截面小，結(jié)構(gòu)的自重輕；2、較好的塑性及韌性：塑性好，不易發(fā)生脆性破壞；韌性好，利于承受動力荷載；3、良好的加工性能與耐久性：包括可焊性、冷彎性能以及耐腐性能；●據(jù)以上要求,《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017-2003推薦承重結(jié)構(gòu)用鋼宜采用：炭素結(jié)構(gòu)鋼中的Q235鋼及低合金高強(qiáng)結(jié)構(gòu)鋼中的Q345、Q390和Q420鋼四種鋼材。第二節(jié)鋼材的主要機(jī)械性能

一、單向拉伸試驗(yàn)曲線

根據(jù)鋼材單向拉伸性能曲線，工程應(yīng)用中，鋼材的性能按理想彈塑性體考慮，fy為鋼材拉、壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。二、鋼材的主要機(jī)械性能強(qiáng)度：fy強(qiáng)度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值，設(shè)計(jì)依據(jù)；fu鋼材的最大承載強(qiáng)度，安全儲備。塑性－δ5（δ10），鋼材產(chǎn)生塑性變形而不發(fā)生脆性斷裂的能力，便于內(nèi)力重分布，吸收能量。冷彎性能－180o，在冷加工過程中產(chǎn)生塑性變形時，對產(chǎn)生裂紋的敏感性，是判別鋼材塑性及冶金質(zhì)量的綜合指標(biāo)。韌性－沖擊韌性αk，鋼材在一定溫度下塑變及斷裂過程中吸收能量的能力，用于表征鋼材承受動力荷載的能力（動力指標(biāo)），按常溫（20o）、零溫（0o）、負(fù)溫（-20o、-40o）區(qū)分?？珊感裕碚麂摬暮附雍缶邆淞己煤附咏宇^性能的能力－不產(chǎn)生裂紋，焊縫影響區(qū)材性滿足有關(guān)要求。第三節(jié)影響鋼材性能的主要因素1、化學(xué)成份2、冶金及軋制3、冷作硬化與時效硬化4、復(fù)雜應(yīng)力與應(yīng)力集中5、殘余應(yīng)力6、溫度1、化學(xué)成份的影響

基本成份為Fe，炭鋼中含量占99％，C、Si、Mn為雜質(zhì)元素，S、P、N、O為冶煉過程中不易除盡的有害元素。C：含C↑使強(qiáng)度↑塑性、韌性、可焊性↓，應(yīng)控制在≤0.22%，焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)控制在≤0.20%。Si：含Si適量使強(qiáng)度↑其它影響不大，有益，應(yīng)控制≤0.1~0.3%Mn：含量增加，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。S：含量↑使強(qiáng)度↑塑性、韌性、性能冷彎、可焊性↓；高溫時使鋼材變脆－熱脆現(xiàn)象。P：低溫時使鋼材變脆－冷脆現(xiàn)象；其它同SO、N：O同S；N同P，控制含量≤0.008%2、冶金羊與軋哪制的勢影響冶金閉的影涂響主零要為找脫氧蝦方法揮：沸援騰鋼終用Mn為脫占氧劑孔，時膠間快滑，價噴格低禮，質(zhì)郊量差帥；鎮(zhèn)艦靜鋼泥用Si為脫朽氧劑辯，時班間慢武，價恰格高竟，質(zhì)凱量好殘。反復(fù)拒的軋功制可敢以改蘋善鋼眾材的陶塑性稀，同感時可細(xì)以使年鋼材襲中的粒氣孔悉、裂稼紋、誘疏松別等缺祝陷焊濃合，擦使金淹屬晶屯體組慮織密脖實(shí)，裕晶粒巷細(xì)化滲，消臘除纖撫維組慨織缺闖陷，園使鋼啞材的金力學(xué)臺性能擇提高剝。3、冷作萍硬化利與時烏效硬債化由于殖某種憤因素鋸的影末響而屢使鋼濟(jì)材強(qiáng)持度提債高，巷塑性符、韌桃性下么降，況增加居脆性宰的現(xiàn)愿象稱祖之為硬化偶現(xiàn)象。冷加臟工時關(guān)（常煮溫進(jìn)若行彎其折、裹沖孔秧剪切棗等）昨，鋼證材發(fā)歷生塑夜性變蘋形從角而使姥鋼材他變硬畝的現(xiàn)穴象稱型之為冷作讀硬化。鋼材只中的C、N，隨著瓜時間科的增煩長和川溫度政的變嶺化，程而形玻成碳成化物第和氮壘化物駐，使蓬鋼材校變脆匆的“欄老化譯”現(xiàn)環(huán)象稱撇之為時效接硬化。4、復(fù)魯雜應(yīng)悼力與閑應(yīng)力笨集中私的影墾響鋼材策在多降向同湯號應(yīng)獵力場汁作用獅下，塵一向梅的變戲形受裹到另攪一向科的限晴制，蒙而使辣鋼材憤強(qiáng)度棟增加桿，塑居性、抖韌性受下降槽，異劣號應(yīng)削力場者時則盟相反肝。鋼構(gòu)倆件由莖于截圣面的搜改變給以及緩孔洞特、凹獸槽、是裂紋舊等原貪因而旋使構(gòu)叛件內(nèi)太產(chǎn)生渣應(yīng)力懼集中悠，應(yīng)擔(dān)力集巖中實(shí)他際為違：局遣部應(yīng)蘿力增燥大并千多為存同號嶼應(yīng)力仍場。5、殘吃余應(yīng)微力的拆影響鋼材已在軋榨制、尖焊接令、切稍割等林過程罵中會擊產(chǎn)生栽在構(gòu)昌件內(nèi)乒部自新相平樹衡的域內(nèi)力,殘余棚應(yīng)力送雖對襪構(gòu)件猾的強(qiáng)寇度無播影響找，但憶對構(gòu)打件的齊變形大（剛歷度）匠、疲龍勞以才及穩(wěn)較定承只載力姑產(chǎn)生礦不利矮影響。6、溫尺度的懶影響溫度掘的影縮慧響，畜一般徒可分蹤蝶正溫烘與負(fù)遠(yuǎn)溫影礎(chǔ)響兩庭部分灣。正溫艇影響總體禽影響度規(guī)律包為溫量度上伴升，拿鋼材晚的強(qiáng)豆度降屬低，觸塑性愛、韌毯性提甘高，脾這一攔現(xiàn)象凍稱之融為熱塑芹現(xiàn)象，溫扁度達(dá)60禮0o左右馬時，再鋼材謎的強(qiáng)戀度幾通乎降篇至為噴零，弓而塑祖性、毫韌性鑰極大燃，易燙于進(jìn)鬼行熱沿加工孩，此滋溫度葡稱之滔為熱煅偵溫度。需要酬說明為：鋼爽材在25綿0o左右降時，炎強(qiáng)度鳳提高蟲，塑群性、脆韌性楊下降讀，鋼般材表鎮(zhèn)面呈娃藍(lán)色漂，這丘一反驕覆現(xiàn)驚象稱夠之為藍(lán)脆聯(lián)現(xiàn)象。鋼高材在15肥0o以上刪時應(yīng)仿采取隔熱診措施。負(fù)溫秩影響隨著紡溫度柜的降臟低鋼源材的合強(qiáng)度龜提高卡，塑他性、倦韌性塘降低亭，脆師性增很大，悉稱之紫為低溫垃冷脆，當(dāng)渡溫度蹲降至外某一網(wǎng)特定恢溫度螞時鋼洗材的統(tǒng)脆性桌急劇灰增大葡，稱宴此溫躲度點(diǎn)墊為轉(zhuǎn)脆紹溫度。第四示節(jié)長建蒸筑結(jié)穿構(gòu)用喂鋼的獎種類已與選棉擇一、雷鋼材擊的牌星號表嗚示方纏法及旦結(jié)構(gòu)倚用鋼檢的種捏類鋼材學(xué)牌號批由：將“Q、屈服王點(diǎn)值苦、質(zhì)煌量等妄級、舉脫氧閘方法統(tǒng)”四咽部分剪組成枕。Q：表示系“屈競”字銀拼音極首位丹字母太，意廊為“虛屈服盡強(qiáng)度賊”；質(zhì)量短等級晃：分A~洋E五級識（字端序越爪高質(zhì)武量越粗好）爺；脫氧懶方法棗：F－沸騰歪鋼；Z－鎮(zhèn)靜城鋼（儀一般稱省略逃）；b－半鎮(zhèn)限靜鋼貸；TZ－特殊茅鎮(zhèn)靜腸鋼。注：缺炭素尸結(jié)構(gòu)恩鋼分桌：A、B、C、D四級翼，含承所有拘脫氧慮方法案；低冊合金鏡結(jié)構(gòu)鎖鋼分窯：A、B、C、D、E五級錦，只診有鎮(zhèn)踏靜鋼鄙和特舍殊鎮(zhèn)蒜靜鋼念。如前萄所述扁建筑另結(jié)構(gòu)池用鋼弊，宜細(xì)選炭免素結(jié)滑構(gòu)鋼慢中的Q2極35及低樸合金沉鋼中雅的Q3徐45、Q3樹90、Q4擁20四種悟鋼材瞞。二、匙建筑裂結(jié)構(gòu)莖用鋼表的選稍擇鋼材填的質(zhì)短量和替性能客，由啄鋼材挨力學(xué)瓶性能玻中的見抗拉線強(qiáng)度fu、屈服全強(qiáng)度fy、伸長粗率δ5（δ10）、冷彎18疲0o及沖駝?chuàng)繇g跪性αk，化學(xué)情成分C、S、P等的極生限含堅(jiān)量，咬以及玻冶煉寫脫氧令方法掙來衡幻玉量。羊選材潔時應(yīng)代根據(jù)河結(jié)構(gòu)禮的重要懲性、荷載驅(qū)性質(zhì)（靜駛、動行）、連接怠方法、工作流溫度等因刻素來豬綜合稅考慮櫻以選灣擇適伐宜鋼包材。一般高承重狗結(jié)構(gòu)叉應(yīng)有fu、fy、δ5以及C（≤0.氣