2010-第2章 钢结构材料

第2章-钢结构材料第二章钢结构制作提要钢结构的材料不仅密切关系到钢结构的计算理论，同时还对钢结构的制造、安装、使用、造价、安全等均有直接联系。

所以，本章内容是学习钢结构的基础。

学习时，应全面了解钢材的性能，从而做到能正确选用并防止脆性破坏的产生。

2.1 建筑钢材的选用2.1.1 钢结构对钢材性能的要求钢结构的主材是钢材。

随着现代炼钢技术的高速发展，钢材的种类众多，性能多样，以适应各行业的不同用途。

建筑钢结构需承受各种荷载，且工作环境和情况亦不尽相同。

因此，对其使用的钢材性能有下列要求：（1）较高的强度钢材强度高可减小构件截面，从而减轻结构自重，节约钢材，降低造价。

（2）较好的塑性和韧性塑性好的钢材具有足够的应变能力，能在结构破坏前产生明显的变形，从而降低结构脆性破坏的危险性。

同时，塑性变形还能调整局部应力高峰，使应力分布逐渐趋于均匀。

韧性好的钢材具有较强的抵抗脆性破坏的能力。

对低温寒冷地区和承受重复荷载作用需验算疲劳的钢结构，对钢材的韧性要求更高。

（3）良好的加工和可焊性能将钢材制造成钢结构，需经过冷加工（剪切、钻孔、冷弯等）、热加工（气割、热弯等）和焊接等工序，故钢材不仅应具有易于冷、热加工的工艺性能和可焊性能，而且材性（强度、塑性、韧性等）不会明显改变，否则对结构会产生不利影响。

（4）专用的特种性能（耐候、耐火、Z向性能）露天钢结构或在有害介质作用下的钢结构均有较高的防腐要求，对重要的建筑钢结构还有较高的防火要求。

然而，一般钢材的防腐、防火性能均较差（在600℃时完全丧失承载力。

在高温火焰燃烧下，仅15min即可能垮塌），虽可涂刷防腐或防火涂料加以改善，但操作较繁，且维护费用较高。

若钢材自身能具有耐候（抗大气腐蚀）、耐腐（抗海水腐蚀，如航空母舰）、耐火性能，则有利于钢结构的应用。

高层建筑钢结构用的钢板常沿Z向（厚度方向）受拉，故可能产生层状撕裂。

因此，对厚度较大钢板应有Z向性能要求。

2.1.2 钢材的性能钢材的性能通常用强度、塑性及韧性、Z向性能和可焊性表述。

第二章钢结构材料.txt35温馨是大自然的一抹色彩，独具慧眼的匠师才能把它表现得尽善尽美；温馨是乐谱上的一个跳动音符，感情细腻的歌唱者才能把它表达得至真至纯本文由bzhzhg123贡献ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。

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第2章钢结构材料§2-1 概述§2-2 钢材的生产§2-3 钢材的主要性能§2-4 各种因素对钢材性能的影响§2-5 钢材的疲劳§2-6 建筑用钢的种类、规格和选用建筑用钢的种类、第2章钢结构材料§2-1 概述1）有较高的强度，屈强比满足要求，保证安全储备）有较高的强度，屈强比满足要求，2）有足够的变形能力）塑性破坏前有预兆，能内力重分布塑性破坏前有预兆，破坏前有预兆韧性在动载下破坏能吸收较大能量韧性在动载下破坏能吸收较大能量 3）有良好的加工性能，适应冷热加工，有良好的可焊性）有良好的加工性能，适应冷热加工， 4）适应低温、有害介质侵蚀及承受疲劳荷载，这方面能力）适应低温、有害介质侵蚀及承受疲劳荷载，视具体结构而定；视具体结构而定； 5）易生产、价格便宜。

）易生产、价格便宜。

《钢结构设计规范》（GB50017-2002)推荐的普通碳素钢结构设计规范》推荐的普通碳素结构钢Q235钢和低合金高强度结构钢钢和低合金高强度结构钢Q345、Q390及Q420是结构钢钢和低合金高强度结构钢、及是符合上述要求。

符合上述要求。

§2-1 概述§2-2 钢材的生产钢材的生产分为炼铁、钢材的生产分为炼铁、炼钢和轧制2.2.1 钢材的冶炼一. 炼铁二. 炼钢碳素钢低合金高强度结构钢常用的炼钢炉有三种形式：转炉、平炉和电炉。

常用的炼钢炉有三种形式：转炉、平炉和电炉。

电炉炼钢炼成的钢质量好。

电炉炼钢炼成的钢质量好。

耗电量大，成本高。

耗电量大，成本高。

转炉炼钢是利用高压空气或氧气氧气顶吹转炉冶炼的钢中有害元素和杂质少，氧气顶吹转炉冶炼的钢中有害元素和杂质少，生产周期短，效率高、质量好、成本低。

第2章 钢结构材料1 钢材代号Q235D 的含义为 Q 为屈服强度的汉语拼音字母，235为屈服强度数值、D 为质量等级符号。

2 钢材的硬化，提高了钢材的 强度 ，降低了钢材的 塑性和韧性 。

3 当用公式σ∆≤[σ∆]计算常幅疲劳时，式中σ∆表示 工作应力幅，对焊接结构的焊接部位min max σσσ-=∆，对于非焊接部位min max σσσk -=∆。

4 钢材的两种破坏形式为 塑性破坏 和 脆性破坏 。

5 钢材的设计强度等于钢材的屈服强度fy 除以 抗力分项系数γR 。

6 钢材在复杂应力状态下，由弹性转入塑性状态的条件是折算应力等于或大于钢材 单向拉伸的屈服极限。

7 按 脱氧方法 之不同，钢材有镇静钢和沸腾钢之分。

8 钢材的Cv 值与温度有关，在-20ºC 或在-40ºC 所测得的Cv 值称 低温冲击韧性 。

9 随着时间的增长，钢材强度提高，塑性和韧性下降的现象称为 时效硬化 。

10 通过标准试件的一次拉伸试验，可确定钢材的力学性能指标为：抗拉强度fu 、 和 屈服极限fy 和伸长率δ 。

11 钢材设计强度f 与屈服点fy ，之间的关系为 R y f f γ= 。

12 韧性是钢材在塑性变形和断裂过程中 吸收能量 的能力，亦即钢材抵抗 冲击 荷载的能力。

13 对于焊接结构，除应限制钢材中硫、磷的极限含量外，还应限制 C 的含量不超过规定值0.2%。

14 在疲劳设计时，经过统计分析，把各种构件和连接分为 8 类，相同应力循环次数下，类别越高，容许应力幅越 低 。

15 衡量钢材抵抗冲击荷载能力的指标称为 冲击韧性 。

它的值越小，表明击断试件所耗的能量越 少 ，钢材的韧性越 差 。

16 钢中含硫量太多会引起钢材的 热 ；含磷量太多会引起钢材的 冷 。

17 钢材受三向同号拉应力作用时，即使三向应力绝对值很大，甚至大大超过屈服点，但两两应力差值不大时，材料不易进入 塑性 状态，发生的破坏为 脆性 破坏。