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电大《钢结构》复习资料一、单项选择题1．下列关于我国目前的钢结构设计说法正确的一项是（ C ）C ．除疲劳计算按容许应力幅、应力按弹性状态计算外，其他采用以概率理论为基础的近似概率极限状态设计方法2．按承载力极限状态设计钢结构时，应考虑（ C ）C ．荷载效应的基本组合，必要时尚应考虑荷载效应的偶然组合3．在结构设计中，失效概率f P 与可靠指标β的关系为（ B ） B ． f P 越大，β越小，结构可靠性越差4．下列钢结构计算所取荷载设计值和标准值，符合《钢结构设计规范》的一组是 （ B ）B ．计算结构或构件的强度、稳定性以及连接的强度时，应采用荷载设计值；5．塔架和桅杆的结构形式属于（ A ）A ．高耸钢结构6．相同跨度的结构承受相同的荷载，普通钢屋架的重量为钢筋混凝土屋架的（ B ）B ．1/4～1/37．在构件发生断裂破坏前，具有明显先兆的情况是（ B ）B ． 塑性破坏8．钢材的设计强度是根据（ C ）确定的 C ．屈服点9．钢材的三项主要力学性能为（ A ）A ．抗拉强度、屈服点、伸长率10．钢材的伸长率δ是反映材料（ D ）的性能指标。
D ． 塑性变形能力11．钢结构对动力荷载适应性较强，是由于钢材具有（C ）C ．良好的韧性12．四种厚度不等的16Mn 钢钢板，其中（ A ）钢板设计强度最高A ．16mm13．钢中硫和氧的含量超过限量时，会使钢材（ B ）B ．热脆14．以下关于应力集中的说法中正确的是（ B ）B ．应力集中产生同号应力场，使塑性变形受到限制15．钢材在低温下，冲击韧性（ B ）B ．降低16．钢材经历了应变硬化（应变强化）之后（ A ）A ．强度提高17．下列因素与钢构件发生脆性破坏无直接关系的是（ A ） A ．钢材屈服点的大小18．钢材的疲劳破坏属于（ C ） C ．脆性破坏19．对钢材的疲劳强度影响不显著的是（ C ）C ．钢种20．沸腾钢与镇静钢冶炼浇注方法的主要不同之处是（ C ）C ．沸腾钢不加脱氧剂一、单项选择题1、焊接残余应力不影响构件的（ B ）B ．静力强度2、在弹性阶段，侧面角焊缝应力沿长度方向的分布为（ C ）C ．两端大、中间小3、焊缝长度方向与作用力垂直的角焊缝是（ A ）A ．正面角焊缝4、关于重级工作制吊车焊接吊车梁的腹板与上翼缘间的焊缝说法正确的是（ D ）D ．可采用二级焊透对接焊缝5、在钢梁底面设有吊杆，其拉力设计值为650kN （静载），吊杆通过节点板将荷载传给钢梁，节点板采用双面焊缝焊于梁下翼缘，f h =10mm ，wf f =160MPa ，则每面焊缝长度为（ C ）C ．260mm6、部分焊透的对接焊缝的计算应按（ B ）。
1.下列哪一项不属于结构上的作用()。
A.荷载
B.温度变化
C.支座沉降
D.内力
【参考答案】: D
2.下列关于引弧板的说法不正确的是()。
A.材质与母材相同
B.坡口形式应与焊缝相同
C.手工焊时，焊缝引出长度＞80mm
D.用火焰切割去除，并修磨平整
【参考答案】: C
3.钢材的屈服强度是()的标志。
A.强度承载能力极限
B.抗冲击能力极限状态
C.耐腐蚀性极限
D.低温冷脆性极限状态
【参考答案】: A
4.下列关于焊缝优点的说法中,不正确的是()。
A.构造简单
B.焊件间一般不需要连接板
C.不易于采用自动化生产
D.密封性能好
【参考答案】: C
5.钢结构中随着含碳量的增加,下列性能变化叙述不正确的是()。
A.塑性降低
B.冷弯性能提高
C.冲击韧性降低
D.焊接性能降低
【参考答案】: B
6.下列属于钢材脆性破坏特点的是()。
A.断口平齐
B.破坏前变形很小
C.属于无征兆突然断裂
D.难以察觉和采取补救措施
【参考答案】: ABCD。
大工17秋《钢筋混凝土结构课程设计》模版及要求答案(可直接上传)网络教育学院《钢筋混凝土结构课程设计》将某厂房单向板设计改为具体厂房单向板设计项目的名称。
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1 基本情况设计资料楼面均布活荷载标准值：qk=10kN/m2。
楼面做法：楼面面层用20mm厚水泥砂浆抹面，板底及梁用15mm厚石灰砂浆抹底。
材料：主梁和次梁的纵向受力钢筋采用HRB400或HRB335，混凝土强度等级采用C30，吊筋采用HRB335，其余均采用HPB235。
楼盖梁格布置及截面尺寸确定确定主梁的跨度为，次梁的跨度为，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为。
楼盖结构的平面布置图如图1所示。
按高跨比条件要求板的厚度hl/402300/40，对工业建筑的楼板，要求h80mm，所以板厚取h80mm。
次梁截面高度应满足hl/18~l/12367~550mm，取h550mm，截面宽b(1/2~1/3)h，取b250mm。
主梁截面高度应满足hl/15~l/10460~690mm，取h650mm，截面宽度取为b300mm，柱的截面尺寸b×h=400×400mm2。
图1楼盖结构平面布置12单向板结构设计板的设计板的设计——按考虑塑性内力重分布设计、荷载计算恒荷载标准值20mm水泥砂浆面层：20/m280mm钢筋混凝土板：252kN/m215mm板底石灰砂浆：17/m2小计/m210kN/m活荷载标准值：2因为是工业建筑楼盖且楼面活荷载标准值大于/m，所以活荷载分项系数取。
恒荷载设计值：g/m2活荷载设计值：q1013kN/m2荷载总设计值：qg/m2，近似取/m22、计算简图取1m板宽作为计算单元，板的实际结构如图所示，图可知：次梁截面为b=250mm，现浇板在墙上的支承长度为a=120mm，则按塑性内力重分布设计，板的计算跨度为：边跨按以下二项较小值确定：25080l01lnh/2(2300120)2095mm22a250120ln(2300120)211 5mm222所以边跨板的计算取l012095mm中跨l01ln23002502050mm板的计算简图所示。
东北大学17秋学期《工程力学基础》在线作业2答案
东北大学17秋学期《工程力学基础》在线作业2
一、单选题（共20道试题，共100分。
）V
1.如果F1与F2在x轴上投影相等，这两个力一定相等。
（
A.对
B.错
正确答案：B
2.惯性矩和抗弯截面系数的单位是
A.m2、m3
B.m3、m3
C.m4、m3
D.m4、m4
正确答案：C
3.钢屋架受与屋架平行的风荷载和屋面荷载作用，其力系为()。
A.空间力系
B.平面平行力系
C.平面一般力系
D.平面汇交力系
正确答案：C。
）
4.物体受平面内三个互不平行的力作用而平衡，则三个力的作用线()。
A.必交于一点
B.必交于二点
C.交于一点、二点、三点都可能
D.必交于三点
正确答案：A
5.利用平衡条件求未知力的步骤，首先应()。
A.取隔离体
B.作受力图
C.列平衡方程
D.求解
正确答案：B
6.判断静不定梁的条件是。
A.约束反力的数目等于平衡方程的数目；
B.约束反力的数目小于平衡方程的数目；
C.与约束反力和平衡方程数目无关；
D.约束反力的数目大于平衡方程的数目. 正确答案：D
7.力线平移定理是力系简化的理论基础。
（。
第一章绪论1.钢结构的特点：⑴钢结构的优点①钢材的强度高，塑性、韧性好②材质均匀、工作可靠性高③钢结构制造简便、施工周期短、具有良好的装配性④钢材具有可焊性⑤钢材具有不渗漏性，便于做成密闭结构⑥钢结构建筑是绿色建筑，具备可持续发展的特性⑵钢材的缺点①钢材耐腐蚀性差②钢材耐热但不耐火2.钢结构的适用范围：⑴单层厂房结构⑵大跨度结构⑶多层、高层结构⑷塔栀结构⑸桥梁结构⑹移动结构⑺轻型钢结构3.疲劳断裂：是微观裂缝在连续重复荷载作用下不断扩展直至断裂的脆性破坏。
（过程分为三个阶段，即裂纹的形成、裂纹缓慢扩展、最后迅速断裂）4.疲劳破坏属于脆性破坏，塑性变形极小，是一种没有明显变形的突然破坏，危险性极大。
第二章钢结构的材料1.应力---应变过程：①线弹性阶段（OP段）应力与应变呈直线关系，弹性模量E=σ/ε保持常值2.06×105N/mm2,P点应力称作比例极限，用f p表示。
②弹塑性阶段（AB段）应力超过f p后，σ-ε表现为上升的趋势至曲线高点，然后曲线略有下降并保持到B点。
③塑性阶段（BC段）当应力增大到屈服点f y时，应力保持不变而变形持续发展，形成塑性流动现象。
④强化阶段（CD段）屈服平台结束以后，钢材又恢复了承载能力，继续加载后，σ-ε曲线开始缓慢上升至最高点D点，此阶段称为应变硬化阶段。
2.比例极限f p:f p对应于σ-ε保持直线关系的上限，它受残余应力的影响很大。
3.屈服强度f y：f y是衡量结构的承载能力和确定强度设计值的重要指标。
4.抗拉强度f u：是衡量钢材抵抗拉断的性能指标。
5.伸长率δ：是衡量钢材塑性性能的指标，钢材的塑性是在外力作用下产生永久变形时抵抗断裂的能力。
6.钢材冲击韧性：是衡量钢材在断裂是所做功的指标，其值随金属组织和结晶状态的改变而急剧变化。
7.冷弯试验：钢材的冷弯试验是塑性指标之一，同时也是衡量钢材质量的一个综合指标。
8.可焊性：在一定的焊接工艺条件下，钢材能经受住焊接时产生的高温热循环作用，焊缝金属和近焊缝区的钢材不产生裂纹，焊接后焊缝的主要力学性能不低于焊接钢材的力学性能。
17秋18春《钢结构(一)》在线作业1一、单项选择题（共 20 道试题，共 100 分。
）1. 在钢结构的构件设计中，以为钢材屈服点是构件能够达到的___________A. 最大应力B. 设计应力C. 疲劳应力D. 稳固临界应力正确答案：A2.A. AB. BC. CD. D正确答案：C3. 等肢角钢与钢板相连接时，肢背焊缝的内力分派系数为______。
A.B.C.D.正确答案：A4.A. 处于弹性工作时期B. 可不能丧失整体稳固C. 梁的局部稳固必然知足要求D. 梁可不能发生强度破坏正确答案：B5. 结构用钢材的塑性指标，目前要紧用表示。
A. 流幅B. 冲击韧性C. 可焊性D. 伸长率正确答案：D6. 36Mn2Si表示该合金钢______。
A. 要紧合金元素有锰，锰的含量为36％，硅的含量为2％B. 含碳量36%，要紧合金元素锰含量2％及硅含量％以下C. 要紧合金元素有锰，含量为%及硅含量2%D. 含碳量％，要紧合金元素锰含量％以下及硅含量%以下正确答案：D7.A. 梁中和轴以上截面对梁中和轴的面积矩B. 梁上翼缘或下翼缘、截面对梁中和轴的面积矩C. 梁上、下翼缘对梁中和轴的面积矩之和D. 梁上翼缘或下翼缘、截面对腹板边缘线的面积矩正确答案：B8.A. AB. BC. CD. D正确答案：B9.A. 10B. 20C. 30D. 40正确答案：B10.两头铰接、Q235钢的轴心压杆的截面如下图，在不改变钢材品种、构件截面类别和翼缘、腹板截面面积的情形下，采纳______可提高其承载力。
A. 改变构件端部连接构造，或在弱轴方向增设侧向支承点，或减少翼缘厚度加大宽度；B. 调整构件弱轴方向的计算长度，或减小翼缘宽度加大厚度；C. 改变构件端部的连接构造，或在弱轴方向增设侧向支承点，或减小翼缘宽度加大厚度；D. 调整构件弱轴方向的计算长度，或加大腹板高度减小厚度。
正确答案：A11. 产生焊接残余应力的要紧因素之一是______。
钢结构辅导资料四主题：第二章钢结构的材料学习时间：2013年10月21日－10月27日内容：这周我们将学习本门课的第二章钢结构的材料，通过本周的学习，掌握钢结构材料的相关性能的知识。
一、学习要求1、掌握钢材的两种破坏形态；2、掌握钢材的（机械）性能；3、掌握影响钢材性能的因素；4、熟识钢材在复杂应力状态下的屈服条件；5、了解钢材的种类及选用。
二、主要内容基本概念：钢材的塑性和脆性破坏，屈服点和屈服强度，时效硬化和冷作硬化。
知识点：钢材的主要性能，影响钢材性能的因素，脆性破坏的危害，复杂应力状态下的工作性能，钢材的选用。
（一）钢材的两种破坏形态钢材有两种性质完全不同的破坏形式，即塑性破坏和脆性破坏。
钢结构用的材料虽然有较高的塑性和韧性，一般为塑性破坏，但在一定的条件下，仍然有脆性破坏的可能性。
1、塑性破坏是由于变形过大，超过了材料或构件可能的应变能力而产生的，而且仅在构件的应力达到了钢材的抗拉强度允后才发生。
破坏前构件产生较大的塑性变形，断裂后的断口呈纤维状，色泽发暗。
在塑性破坏前，由于总有较大的塑性变形发生，且变形持续的时间较长，很容易及时发现而采取措施予以补救，不致引起严重后果。
另外，塑性变形后出现内力重分布，使结构中原先受力不等的部分应力趋于均匀，因而提高结构的承载能力。
2、脆性破坏前塑性变形很小，甚至没有塑性交形，计算应力可能小于钢材f，断裂从应力集中处开始。
冶金和机械加工过程中产生的缺陷，特的屈服点y别是缺口和裂纹，常是断裂的发源地。
破坏前没有任何预兆，破坏是突然发生的，断口平直并呈有光泽的晶粒状。
由于脆性破坏前没有明显的预兆，无法及时觉察和采取补救措施，而且个别构件的断裂常引起整个结构塌毁，危及人民生命财产的安全，后果严重，损失较大。
在设计、施工和使用钢结构时，要特别注意防止出现脆性破坏。
图4.1单向拉伸构件的两种破坏形式图4.2单向拉伸试件破坏面图4.3疲劳引起的脆性破坏图4.4疲劳引起的脆性破坏破坏面（二）钢材的（机械）性能1、钢结构对材料的要求钢结构的原材料是钢，钢的种类繁多，性能差别很大，适用于钢结构的钢只是其中的一小部分。
钢结构辅导资料八主题：第三章钢结构的连接第六节普通螺栓连接构造与计算第七节高强螺栓连接构造与计算学习时间：11月20日－11月26日内容：这周我们将学习本门课的第三章钢结构的连接。
第三章钢结构的连接第六节普通螺栓连接构造与计算第七节高强螺栓连接构造与计算一、学习要求1、熟悉螺栓连接的构造要求；2、掌握普通螺栓连接、高强螺栓连接的方法、设计与计算。
二、主要内容基本概念：普通螺栓和高强螺栓。
知识点：剪切螺栓、抗拉螺栓、剪切加拉的螺栓群的受力计算；各类螺栓的单栓承载力计算及其校核；摩擦型高强螺栓的设计与计算。
普通螺栓连接构造与计算（一）普通螺栓连接与构造螺栓规格：1、普通螺栓分a、b级（精制螺栓）和c级（粗制螺栓），后者应用最多，主要用于安装连接中。
2、用普通螺栓连接两块或三块钢板，钢板受拉，螺栓以抗剪切传递钢板内力。
这是最常用的螺栓连接。
图（a）为螺栓单剪传力，图（b）为双剪传力。
传力过程可表示为：图8.1 螺栓剪切传力螺栓的排列：螺栓在构件上的排列应简单、统一、整齐而紧凑，通常分为并列和错列两种形式。
并列比较简单整齐，所用连接板尺寸小，但由于螺栓孔的存在，对构件截面的削弱较大。
错列可以减小螺栓孔对截面的削弱，但螺栓孔排列不如并列紧凑，连接板尺寸较大。
螺栓在构件上的排列应考虑以下要求：（1）受力要求在垂直于受力方向：对于受拉构件，各排螺栓的中距及边距不能过小，以免使螺栓周围应力集中相互影响，且使钢板的截面削弱过多，降低其承载能力。
在顺力作用方向：端距应按被连接件材料的抗挤压及抗剪切等强度条件确定，以便钢板在端部不致被螺栓撕裂；受压构件上的中距不宜过大，否则在被连接板件间容易发生鼓曲现象。
（2）构造要求螺栓的中距及边距不宜过大，否则钢板间不能紧密贴合，潮气侵入缝隙使钢材锈蚀。
（3）施工要求要保证有一定空间，便于用扳手拧紧螺帽。
图8.2 钢板的螺栓（铆钉）排列图8.3 型钢的螺栓（铆钉）排列（二）普通螺栓抗剪连接计算1、传力方式依靠螺栓杆的抗剪及螺栓杆对孔壁的承压传递垂直于螺栓杆方向的剪力。
钢结构辅导资料十七主题：第七章屋盖结构第一节钢屋盖系统第二节桁架的形式及尺寸第三节屋盖支撑第四节桁架的荷载和内力计算学习时间：2011年2月7日－2月13日内容：本章的学习要求及需要掌握的重点内容如下：1、了解钢屋盖系统；2、熟悉桁架的形式及尺寸；3、熟悉屋盖支撑；4、掌握桁架的荷载和内力计算；基本概念：钢屋盖结构的组成体系与钢屋架形式，支撑体系及其作用，钢桁架结构的荷载。
知识点：钢屋盖支撑体系；钢桁架结构的荷载与杆件内力计算。
本周内容共包含两大部分：第一部分是知识点讲解，第二部分是本周练习题，包含了本周学习的知识点，题型以考试题型为主。
第一部分本周主要内容讲解及补充一、钢屋盖系统钢屋盖结构由屋面、屋架和支撑三部分组成。
钢屋盖结构可分为两类：一类为有檩屋盖，是指在屋架上放臵檩条，檩条上再铺设石棉瓦、瓦楞铁皮、钢丝网水泥槽形板、压型钢板等轻型屋面材料；另一类称无檩屋盖，是指在屋架上直接放臵钢筋混凝土大型屋面板，屋面荷载由大型屋面板直接传给屋架。
有檩屋盖重量轻、用料省、运输安装方便，但构件数量多、构造复杂、吊装次数多，屋盖横向刚度较差。
有檩屋盖的屋架间距为檩条跨度，屋架经济间距为4～6m。
无檩屋盖，构件数量少、安装简便、施工速度快，易于铺设保暖层，屋盖横向刚度大、整体性好，但由于自重大使下部结构用料增多，且对抗震不利。
无檩屋盖方案的屋架间距为大型屋面板的跨度，一般为6m或6m的倍数。
屋架的跨度和间距需结合柱网布臵确定。
当柱距较大时，可采用在柱间设臵托梁和中间屋架，或采用格构式檩条的布臵方案。
屋盖结构设计，通常包括屋盖结构布臵，屋架形式的选择，支撑布臵，屋盖荷载计算，屋架各杆内力计算，屋架杆件截面选择，檩条、拉条和撑杆的计算，节点设计以及绘制施工图。
钢屋架的形式和尺寸屋架是由各种直杆相互连接组成的一种平面桁架；在横向节点荷载作用下，各杆件产生轴：心压力或轴心拉力，因而杆件截面应力分布均匀，材料利用充分，具有用钢量小、自重轻、刚度大、便于加工成形和应用广泛的特点。
钢结构辅导资料九主题：第四章轴心受力构件第一节轴心受力构件的截面型式第二节轴心受力构件的强度和刚度计算第三节轴心受压构件的整体稳定学习时间：11月27日－12月3日内容：这周我们将学习本门课的第四章轴心受力构件。
第四章轴心受力构件第一节轴心受力构件的截面型式第二节轴心受力构件的强度和刚度计算第三节轴心受压构件的整体稳定本章的学习要求及需要掌握的重点内容如下：1、掌握轴心受力构件的强度与刚度计算；2、掌握轴心受压构件的整体稳定。
基本概念：轴心受力，整体稳定。
知识点：轴心受压构件的截面分类及其整体稳定系数 的确定。
一、轴心受力构件的截面型式在钢结构中，屋架、托架、塔架、和网架等各种类型的平面或空间钢桁架以及支撑系统。
通常均由轴心受拉和轴心受压构件组成。
其受力情况如图所示。
工作平台以及单层，多层和高层房屋骨架的柱，承受梁或桁架传来的荷载，当荷载为对称布置且不考虑承受水平荷载时，这些柱属于轴心受压构件。
柱通常由柱头，柱身和柱脚三部份组成，如图所示。
轴心受力构件其截面组成型式可有下列几种：冷弯薄壁型钢一般由厚度为1.5~6mm的钢板或钢带（成卷供应的薄钢板）经冷弯或模压制成，其截面各部分厚度相同，转角处呈圆弧形。
实腹式构件具有整体连通的截面，构造简单，制造方便，整体受力和抗剪性能好，但截面尺寸大时钢材用量多。
其中最常用的是工字形和箱形截面。
格构式中一般由两个或多个分肢用缀材联系组成，构造复杂，但省料。
分肢通常采用轧制槽钢或工字钢，承受荷载大时可采用焊接工字型或槽形组合截面；缀材分缀条和缀板两类，缀条常采用单角钢，缀板常采用钢板，其作用是将各分肢连成整体，使其共同受力。
二、轴心受力构件的强度和刚度计算强度要求就是使构件截面上的最大应力不超过钢材强度的设计值。
刚度要求就是使构件的长细比不超过容许长细比。
轴心受拉构件一般由强度控制设计。
设计轴心受拉构件时除了根据结构用途、构件受力大小和材料供应情况选用合理的截面型式外，对所选截面应进行强度和刚度计算，使之符合要求。
钢结构辅导资料四主题：第二章钢结构的材料学习时间：10月23日－10月29日内容：这周我们将学习本门课的第二章钢结构的材料，通过本周的学习，掌握钢结构材料的相关性能的知识。
一、学习要求1、掌握钢材的两种破坏形态；2、掌握钢材的（机械）性能；3、掌握影响钢材性能的因素；4、熟识钢材在复杂应力状态下的屈服条件；5、了解钢材的种类及选用。
二、主要内容基本概念：钢材的塑性和脆性破坏，屈服点和屈服强度，时效硬化和冷作硬化。
知识点：钢材的主要性能，影响钢材性能的因素，脆性破坏的危害，复杂应力状态下的工作性能，钢材的选用。
（一）钢材的两种破坏形态钢材有两种性质完全不同的破坏形式，即塑性破坏和脆性破坏。
钢结构用的材料虽然有较高的塑性和韧性，一般为塑性破坏，但在一定的条件下，仍然有脆性破坏的可能性。
1、塑性破坏是由于变形过大，超过了材料或构件可能的应变能力而产生的，而且仅在构件的应力达到了钢材的抗拉强度允后才发生。
破坏前构件产生较大的塑性变形，断裂后的断口呈纤维状，色泽发暗。
在塑性破坏前，由于总有较大的塑性变形发生，且变形持续的时间较长，很容易及时发现而采取措施予以补救，不致引起严重后果。
另外，塑性变形后出现内力重分布，使结构中原先受力不等的部分应力趋于均匀，因而提高结构的承载能力。
2、脆性破坏前塑性变形很小，甚至没有塑性交形，计算应力可能小于钢材f，断裂从应力集中处开始。
冶金和机械加工过程中产生的缺陷，特的屈服点y别是缺口和裂纹，常是断裂的发源地。
破坏前没有任何预兆，破坏是突然发生的，断口平直并呈有光泽的晶粒状。
由于脆性破坏前没有明显的预兆，无法及时觉察和采取补救措施，而且个别构件的断裂常引起整个结构塌毁，危及人民生命财产的安全，后果严重，损失较大。
在设计、施工和使用钢结构时，要特别注意防止出现脆性破坏。
图4.1单向拉伸构件的两种破坏形式图4.2单向拉伸试件破坏面图4.3疲劳引起的脆性破坏图4.4疲劳引起的脆性破坏破坏面（二）钢材的（机械）性能1、钢结构对材料的要求钢结构的原材料是钢，钢的种类繁多，性能差别很大，适用于钢结构的钢只是其中的一小部分。
用作钢结构的钢材必须符合下列要求：（1）较高的抗拉强度u f 和屈服点y f ：y f 是衡量结构承裁能力的指标，y f 高则可减轻结构自重，节约钢材和降低造价。
u f 是衡量钢材经过较大变形后的抗拉能力，它直接反映钢材内部组织的优劣，同时u f 高可以增加结构的安全保障。
（2）较高的塑性和韧性：塑性和韧性好，结构在静载和动载作用下有足够的应变能力，既可减轻结构脆性破坏的倾向，又能通过较大的塑性变形调整局部应力，同时又具有较好的抵抗重复荷载作用的能力。
（3）良好的工艺性能(包括冷加工、热加工和可焊性能)：良好的工艺性能不但要易于加工成各种形式的结构，而且不致因加工而对结构的强度、塑性、韧性等造成较大的不利影响。
此外，根据结构的具体工作条件，有时还要求钢材具有适应低温、高温和腐蚀性环境的能力。
按以上要求，钢结构设计规范具体规定：承重结构的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服点和碳、硫、磷含量的合格保证；焊接结构尚应具有冷弯试验的合格保证；对某些承受动力荷裁的结构以及重要的受拉或受弯的焊接结构尚应具有常温或负温冲击韧性的合格保证。
2、强度-单项拉伸试验钢材的力学性能指标是钢结构设计的重要依据，而这些指标主要是通过试验来测定的。
钢材的拉伸试验是用规定形状和尺寸的标准试件，在常温 20℃±5℃的条件下，按规定的加载速度在拉力试验机上进行。
拉伸时的应力——应变曲线（σ—ε曲线）：图4.5 低碳钢应力应变曲线 低碳钢在常温下静力拉伸的应力—应变曲线。
图中纵坐标为应力0F A σ=，F 、0A 是试件的受拉荷载和原横截面面积；横坐标为应变0l l ε∆=，0l 为试件原标距长度，l ∆为标距段的伸长量。
该曲线分为五个阶段，如图所示；（1）弹性阶段——图中OAB 段。
OA 段为线弹性，应力与应变成正比，完全符合虎克定律，卸载后无残余变形。
A 点的应力p f 称为比例极限。
AB 段为非线弹性，呈曲线状，B 点的应力e f 称为弹性极限，由于p f 与e f 非常接近，实际应用中认为二者相同。
（2）弹塑性阶段——图中BC 段。
当施加应力σ超过弹性极限e f 后，试件变形包含有弹性变形与塑性变形两部分。
（3）屈服阶段——图中CD 段。
当施加应力达到y f 后，曲线上下波动，y f 称为屈服点或屈服强度。
钢材的应力达到y f 后应变将急剧增长，使钢材产生了不容许的残余变形，以致不能正常使用。
在C 点时卸载残余变形0.2%y ε≈，到达D 点时其残余变形为 2.5%y ε≈。
（4）强化阶段——图中DG 段。
钢材经塑性变形后,曲线回升到G 点，应力达到最大值u f ，称为抗拉强度，它反映了钢材承受荷载的极限能力。
（5）颈缩阶段——图中GH 段，当应力达到抗拉强度u f 后，试件中部截面变细，形成颈缩现象，σε-曲线下降直到HG ，试件拉断。
3、塑性试件被拉断时的绝对变形值与试件原标距之比的百分数，称为伸长率。
当试件标距长度与试件直径d （圆形试件）之比为10时，以10δ表示；当该比值为5时，以5δ表示。
伸长率代表材料在单向拉伸时的塑性应变的能力。
衡量钢材的塑性指标有两个：(1)断面收缩率：在拉伸试验中，试件拉断后截面面积的缩小值与原截面面积的比值；即010100%A A A ψ-=⨯ 式中：2004d A π=——试件原截面面积；1A ——试件拉断后颈缩处的截面面积ψ值越大，钢材的塑性越好。
(2)伸长率：在拉伸试验中，试件拉断后的伸长量与原标距之比值，即：100100%l l l l lδ-∆==⨯ 式中：0l ——试件原标距长度；1l ——试件拉断后的标距长度。
标准试件在拉伸试验的标距规定有005l d =和0010l d =两种，其拉伸率分别记为5δ和10δ。
伸长率是衡量钢材的塑性变形的发展能力，亦是σ-ε曲线中最大残余变形值，在实际工程中常采用伸长率δ作为控制钢材塑性的指标。
δ的数值可查表、u f 与δ是钢结构设计的三项重要强度和塑性指标。
4、冷弯性能冷弯性能由冷弯试验来确定（图 2.4）。
试验时按照规定的弯心直径在试验机上用冲头加压，使试件弯成180度，如试件外表面不出现裂纹和分层，即为合格。
冷弯试验不仅能直接检验钢材的弯曲变形能力或塑性性能，还能暴露钢材内部的冶金缺陷，如硫、磷偏析和硫化物与氧化物的掺杂情况，这些都将降低钢材的冷弯性能。
因此，冷弯性能合格是鉴定钢材在弯曲状态下的塑性应变能力和钢材质量的综合指标。
图4.6钢材冷弯示意图5、韧性钢材的冲击韧性是指钢材在冲击荷载作用下断裂时吸收能量的能力，是衡量钢材抵抗可能因低温、应力集中、冲击荷载作用等而致脆性断裂的一项机械性能指标。
通常采用梅氏U 形缺口试件或夏氏V 形缺口试件在冲击试验机上进行。
图4.7冲击韧性实验：a 、夏比试件试验；b 、梅氏试件U 形缺口6、可焊性钢材的可焊性，是指在一定的材料、结构和工艺条件下，钢材经过焊接后能够获得良好的焊接接头的性能。
可焊性分为两种：（1）施工上的可焊性，是指在一定的工艺条件下，焊缝金属和近缝区钢材均不产生裂纹。
（2）使用上的可焊性，是指焊接接头和焊缝的机械性能均不低于母材的机械性能。
7、耐久性影响钢材耐久性的因素很多，主要有以下几点：（1）腐蚀性钢材易被腐蚀,主要依靠油漆和加强定期维护措施来解决。
此外，钢中硅和锰的含量过高，会降低钢材抗锈的能力。
（2）时效现象这是指钢材的力学性能随时间的增长而改变的现象，必要时可测定快速时效后的冲击韧性，以鉴定钢材是否适用。
（3）高温和长期荷载的作用在这种情况下钢材的破坏强度远远低于短期的静力拉伸试验强度，必要时还应测定其持久强度。
（4）疲劳现象钢材在长期连续的重复荷载或交变荷载作用下，当钢材应力低于屈服强度y f 时便产生破坏的现象。
综合上述三个实验，得出了钢材的五个力学性能指标 y f 、u f 、δ、KV A 及冷弯性能，按钢结构设计的不同要求，归纳如下：对一般承重结构，要求y f 、u f 、δ得到保证；对重要承重结构，要求y f 、u f 、δ和冷弯性能得到保证；对在常温下承受动荷载作用的重要结构，要求y f 、u f 、δ、KV A 及冷弯性能得到保证；对在低温下承受动荷载作用的重要结构，要求y f 、u f 、δ、冷弯性能、常温KV A 及负温KV A 得到保证。
（三）影响钢材性能的因素1、化学成分钢是由各种化学成分组成的，化学成分及其含量对钢的性能特别是力学性能有着重要的影响。
铁(Fe)是钢材的基本元素，纯铁质软，在碳素结构钢中约占99％，碳和其他元素仅占1％，但对钢材的力学性能却有着决定性的影响。
其他元素包括硅 (Si)、锰 (Mn)、硫 (S)、磷 (P)、氮（N)、氧 (O)等。
低合金钢中还含有少量（低于5％)合金元素，如铜 (Cu)、钒 (V)、钛 (Ti)、铌 (Nb)、铬(Cr)等。
在碳素结构钢中，碳是仅次于纯铁的主要元素，它直接影响钢材的强度、塑性、韧性和可焊性等。
碳含量增加，钢的强度提高，而塑性、韧性和疲劳强度下降，同时恶化钢的可焊性和抗腐蚀性。
因此，尽管碳是使钢材获得足够强度的主要元素，但在钢结构中采用的碳素结构钢，对含碳量要加以限制，一般不应超过0.22％，在焊接结构中还应低于0.20％。
硫和磷(其中特别是硫)是钢中的有害成分，它们降低钢材的塑性、韧性、可焊性和疲劳强度。
在高温时，硫使钢变脆，谓之热脆；在低温时，磷使钢变脆，谓之冷脆。
一般硫的含量应不超过0.045％，磷的含量不超过0.045％。
但是，磷可提高钢材的强度和抗锈性。
可使用的高磷钢，其含量可达0.12％，这时应减少钢材中的含碳量，以保持一定的塑性和韧性。
氧和氮都是钢中的有害杂质。
氧的作用和硫类似，使钢热脆；氯的作用和磷类似，使钢冷脆。
由于氧、氮容易在熔炼过程中逸出，一般不会超过极限含量，故通常不要求作含量分析。
硅和锰是钢中的有益元素，它们都是炼钢的脱氧剂。
它们使钢材的强度提高，含量不过高时，对塑性和韧性无显著的不良影响。
在碳素结构钢中，硅的含量应不大于0.3％，锰的含量为0.3％—0.8％。
对于低合金高强度结构钢，锰的含量可达1.0％—1.6％，硅的含量可达0.55％。
钒和钛是钢中的合金元素，能提高钢的强度和抗腐蚀性能，又不显著降低钢的塑性。
铜在碳素结构钢中属于杂质成分。
它可以显著地提高钢的抗腐蚀性能，也可以提高钢的强度，但对可焊性有不利影响。
2、冶金缺陷常见的冶金缺陷有偏析、非金属夹杂、气孔、裂纹及分层等。
偏析是钢中化学成分不一致和不均匀性，特别是硫、磷偏析严重恶化钢材的性能。
非金属夹杂是钢中含有硫化物与氧化物等杂质。
