第十九节_钢结构材料_

1、19 钢结构的材料 19.1 19.1 钢材的主要机械性能钢材的主要机械性能19.1.1钢材的破坏形式1）塑性破坏2）脆性破坏19.1.2钢材的主要性能1）受拉、受压及受剪时的性能:低碳钢的应力应变曲线图(见图191)高碳钢的拉伸曲线延伸率，10，5衡量钢材塑性性能的指标。单向受压基本相同2）冷弯性能：钢材在冷加工（常温下产生塑性变形时，对产生裂缝的抵抗能力，冷弯试验3）韧性:在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力，也是表示钢材抵抗冲击荷载的能力4）可焊性：在一定的工艺和结构条件下，钢材经过焊接后能够获得良好的焊接接头性能,包括：施工上的可焊性及使用性能上的可焊性施工上的可焊性要求在一定的焊接工

2、艺下，焊接金属和焊区的钢材均不产生裂缝，使用性能上的可焊性要求施焊后力学性能不低于母材的力学性能。受复杂应力时钢的强度极限单向应力s塑性状态实际结构中常常三向应力状态，单元体，如何判定？能量强度理论合适将应力折算成red与fy比较三向应力 2222223redxyzxyyzzxxyyzzx 平面应力正应力和剪应力纯剪时当redfy时，钢材处于弹性阶段当red fy时，处于塑性阶段2223redxyxyxy 223red3red19.2 19.2 影响钢材性能的主要因素影响钢材性能的主要因素19.2.1化学成分的影响： C、Si、Mn、S、P、O、N19.2.2钢材缺陷的影响：偏析、非金属夹渣、

3、裂纹、分层19.2.3钢材的硬化冲孔、剪切、冷压、冷弯都会产生局部和整体硬化，冷作硬化 19.2.4温度的影响500C -300C常温 850C 低温冷脆 强度高 抗拉强度、屈服点、 弹模，下降2500C6000C 蓝脆 流限、极限强度 弹模为零19.2.5应力集中和钢材疲劳1）应力集中 （1)截面发生急剧变化（孔洞、槽口、裂缝、厚度突然改变等）,构件中的应力线在这些地方发生转折，应力的分布不再是均匀的，出现局部的高峰应力、形成应力集中（见图194） （2)应力集中系数: 式中： max00nNA（3)影响：变脆，动荷载下，反复荷载、低温下过早破坏2)疲劳破坏(1)钢材在连续的反复荷载作用下，

4、其应力低于抗拉强度，甚至低于屈服点时，也会使构件发生破坏，即疲劳破坏，导致疲劳破坏的应力叫疲劳强度（2)影响因素应力集中程度应力循环特征值 一次循环：一次大小或方向的变化 （拉正压负） 应力循环形式见图19-5。 图中：a对称循环1b反对称循环0脉冲循环c -10或01，不对称循环高于s 以拉为主，以压为主（大压，小拉破坏） 越小，疲强越低maxmin应力循环次数n（见图196） n大，疲强小，200万次，max上限应力应力的种类（拉压弯）、钢种、钢材本身均匀性，温度和残余应力等都有影响疲劳容许应力n的确定方法 n=200万次，maxmin关系图（见图197） C点：0,0 B点：1，-1 -

5、10,BC上绝对值最大应力为拉应力时 式中：k-为斜率 绝对值最大应力为压应力时，AB段 CD段n高于，疲劳计算不起作用 kn10 kn019.3 19.3 钢材的种类与选用钢材的种类与选用19.3.1钢材的品种 钢材（普通碳素钢和合金钢）1）普通碳素钢 国家供应（甲、乙、特）(1)冶炼方法（平炉钢（不用符号）、顶吹氧气转炉钢（D）、侧吹碱性转炉钢（J）、侧吹酸性转炉钢（S）、电炉钢。(2)含碳量大小(3）硬度 (4）杂质多少（普通碳素钢、优质碳素钢、高级优质碳素钢）2）低合金钢16Mn、16Mnq钢3）其他支座，高强螺栓、螺母、垫圈、铆钉19.3.2规格1）钢板（1）毛边钢板，纵横双向轧制，双向强度高，用于腹板，节点板等双向受力处（2）轧边钢板，纵向轧制，翼缘板，单轴受力处，纵