第2章钢结构材料分析

绪论教学目的了解钢结构的发展，掌握钢结构的特点及设计方法重点设计方法难点设计方法参考书目《钢结构原理与设计》王国固——清华《钢结构基本原理》王肇尼——同济《钢结构》张耀春——哈工大㈠纪律要求㈡考核方法1．作业要求2．出勤要求㈢学习方法介绍第一章概述一节钢结构的特点和应用㈠．特点㈡．应用范围二节钢结构的建造过程和内在缺陷→㈠建造过程：钢才验收→放样（划线，下料）→加工→ 装配→除锈，涂漆工地安装：现场拼装→吊装就位→相互连接临时固定→调整精度最后固定㈡初始缺陷1．尺寸偏差2．初弯曲→拉杆压杆三节钢结构设计方法㈠ 极限状态1 ．承载能力极限 ⑴强度破坏⑵过大变形不是于继续承载⑶形成塑性铰⑷失稳⑸疲劳2 ． 正常使用极限状态 ⑴变形⑵振动0 s R㈡设计表达式（按荷载规范采用）设计表达式1sRRE㈢荷载组合1． 承载力极限可变荷载控制nSGSGK Q1SQ1KQiciSQiKi 22． 永久荷载控制SGSGK Qi ciSQiK3． 简化组合可变SGSGK Q1SQiKSGSGK0.9 *QiSQiK注意： 分项系数的取值㈣ 正常使用极限一般只用标准组合SSGKSQ1 K ciSQik㈤ 结构的荷载效应分析1 ．一阶分析：变形与构件尺寸相比微不足道，忽略变形影响。

2 ．二阶分析：考虑变形影响，非线性分析。

四节钢结构的发展㈠采用高性能钢材㈡开发新的结构形式㈢提高制造工业技术水平第一章钢结构的材料教学目的掌握钢材性能及其影响因素，掌握建筑用钢要求重点钢材的性能及其影响因素难点塑性韧性性能教学后记由于学生无弹性力学，塑性力学基础，应先使学生产生感性认识，逐渐接受其塑性性能教学过程㈠强调建筑结构对钢材性能的要求，再后面内容中关注以上要求的变化㈡重点讲述疲劳性能，强调桥梁钢结构特点第二章钢结构的材料一节．对钢结构用材的要求㈠较高的强度㈡足够的变形能力㈢良好的加工性能二节钢才的主要性能及其鉴定㈠单向拉伸时的工作性能1．比例极限p -----视为弹性极限，弹性阶段OA2．屈服点y⑴作为结构计算中材料强度标准⑵形成理想弹塑性体模型，为计算理论提供基础名义屈服点3．抗拉强度：作为安全储备，强屈比u 1.2y4．伸长率代表断裂前具有的塑性变形的能力㈡．冷弯性能⑴塑性变形能力符合要求⑵冶金质量符合要求表示钢材在复杂应力状态下的塑性变形能力㈢．冲击韧性⑴吸收能量的量度⑵衡量钢材抗脆断的性能⑶受温度的影响㈣．可焊性㈤．钢材性能的鉴定三节影响钢材性能的因素㈠化学成分1．碳：含量提高，钢材强度提高，塑性韧性，冷弯性能，可焊性，抗锈性降低含碳量0.25%低碳钢0.6% 高碳钢钢结构含碳量0.22% 焊接结构0.2%2．锰：提高强度，塑性，韧性降低不多，消除硫的热脆影响，过多降低可焊性3．硅：强度提高，塑性，韧性，冷弯性，可焊性不显著影响，过多恶化可焊性，锈蚀性4．钒，铌，钛：强度提高，塑性韧性良好5．铝，铬，：铝补充脱氧，细化晶粒，铬用于Q390，Q4206．硫：热脆，降低韧性，影响疲劳性能，抗锈蚀能力0.045% ~ 0.05% Q345E，0.025% Z向板 0.01%7．磷：冷脆，但强度提高，抗锈蚀提高8．氧，氮：化学成分含量见附表9㈡．成材过程的影响1．冶炼；2．浇铸：形成沸腾钢，镇静钢，冶金缺陷（ 1 偏析 2 非金属夹杂 3 气孔 4 裂纹）、3．扎制：薄，厚钢板→强度不同，缺陷撕裂4．热处理㈢．影响钢材性能的其他因素1．冷加工硬化：提高屈服点，降低塑韧性——应变硬化时效硬化2．温度影响：正温： 200o C 以内无变化， 250 o C 兰脆， 260o C ~ 320o C 徐变， 430 o C ~ 540 o C 强度急剧下降600 o C 强度很低，不能承载负温： f y， f u提高，塑性降低，变脆，韧性降低3．应力集中：在缺陷或截面变化处附近应力线曲折密集出现高峰应力的现象产生应力集中的情况：相成双向应力场→阻碍塑性发展→脆性破坏四节钢材延性破坏，非延性破坏，循环加载，快速加载的效应㈠延性破坏，非延性破坏1．塑性材料，脆性材料2．钢材的塑性破坏，脆性破坏㈡：循环荷载的效应1．疲劳断裂的概念⑴疲劳断裂的过程，缺陷（类裂纹）→扩展→应力集中→形成宏观裂纹→断裂⑵应力幅maxmin1．n 曲线2．疲劳验算及容许应力幅⑴ n 5 * 10 4时，应进行疲劳验算（容许应力法）⑵按可变荷载标准值进行，荷再不乘吊车动力⑶㈢快速加荷的效应1． 能量吸收曲线——吸收同等量能量 2． 韧性影响曲线五节 钢材的类别及选用㈠建筑钢材的类别A f y , f u ,21%B f y , f u , 20% A K 27% 冷弯合格，含量c, s, p1． 碳素结构钢—— Q235 f y , f u , 0 27% 冷弯合格， 含量Cc, s, p D f y , f u , 20 冷弯合格，含量27% c, s,p 2． 低合金结构钢 Q345 ， Q390 ， Q420AB - 20o CC - 0o C A J 34JD - 20 o CE 40o C3． 高强钢丝和钢索材料 ㈡钢材的选择考虑因素 P43沸腾钢使用范围：不采用： 1. 焊接结构⑴直接承受动荷载或震动荷载且需验算疲劳结构。

钢结构材料疲劳分析疲劳是材料在反复应力作用下导致损伤和失效的一种破坏机制。

在工程实践中，钢结构材料的疲劳性能分析至关重要，因为它能帮助我们预测和评估结构在长期使用过程中可能发生的疲劳断裂问题。

本文将介绍钢结构材料疲劳分析的基本原理、方法以及应用案例。

通过对疲劳分析的深入研究，我们可以提高钢结构的可靠性和安全性。

一、疲劳断裂机理钢材在应力作用下的疲劳断裂主要是由于结构内部存在微观缺陷和应力集中的作用导致。

疲劳断裂过程一般可以分为以下几个阶段：1. 起始阶段：在应力作用下，钢材表面的微小缺陷会逐渐扩展形成微裂纹；2. 扩展阶段：微裂纹逐渐扩展并连接形成裂纹，此时的破坏速度加快；3. 稳定阶段：裂纹扩展速度基本保持稳定，并逐渐接近致命裂纹长度；4. 加速阶段：当裂纹长度达到一定程度时，裂纹扩展速度急剧增加；5. 破坏阶段：致命裂纹由裂纹尖端的破坏扩展至整个截面，导致结构失效。

二、钢结构材料的疲劳试验与评估钢结构材料的疲劳试验是疲劳分析的重要手段之一。

通过疲劳试验，我们可以获取钢材的疲劳性能曲线，进而对结构的疲劳寿命进行评估。

1. 疲劳试验方法常见的钢结构材料疲劳试验方法包括拉伸-压缩试验、转动弯曲试验和简支梁弯曲试验等。

这些试验方法可以模拟结构在实际工作状态下的载荷，通过对不同加载谱的试验可以获得钢材的疲劳性能曲线。

2. 疲劳性能评估疲劳性能评估是根据疲劳试验结果对钢材的疲劳寿命进行预测和评估的过程。

常见的评估方法包括S-N曲线法、极限状态法和损伤累积法等。

这些方法可以帮助我们了解结构在特定载荷下的疲劳性能，并进行疲劳寿命预测。

三、钢结构材料疲劳分析的数值模拟除了试验方法外，钢结构材料的疲劳分析还可以通过数值模拟的方式进行。

数值模拟可以通过有限元方法等手段，模拟结构在不同工况下的应力应变状态，进而评估结构的疲劳性能。

1. 有限元分析有限元分析是疲劳分析中常用的数值模拟方法之一。

通过将结构离散为有限数量的单元，可以对结构在不同工况下的应力应变进行精确计算。

钢结构（本）章节小练习第一章绪论1．世界第一座铸铁拱桥是（）正确答案是：雪纹桥2．在公元前60年前后，我国就修建了（）正确答案是：铁链桥1．最早的钢结构由铁结构发展而来。

（）正确的答案是“对”。

2．钢结构的广泛应用源自于钢材的优异性能、制作安装的高度工业化、结构形式的丰富多样以及对复杂结构的良好适应等特点。

（）正确的答案是“对”。

1．下面关于钢结构特点说法有误的一项是（）正确答案是：耐热性差、耐火性好2．相比较来讲，最适合强震区的结构类型是（）正确答案是：钢结构3．相比较来讲，钢结构最大的弱点是（）正确答案是：易于锈蚀4．相比较来讲，当承受大荷载、动荷载或移动荷载时，宜选用的结构类型是（）正确答案是：钢结构5．下列均为大跨度结构体系的一组是（）正确答案是：网壳、悬索、索膜6．通常情况下，输电线塔和发射桅杆的结构形式属于（）正确答案是：高耸结构1．钢材在冶炼和轧制过程中质量随可得到严格控制，但材质波动范围非常大。

（）正确的答案是“错”。

2．钢材质地均匀、各向同性，弹性模量大，具有良好的塑性和韧性，可近似看作理想弹塑性体。

（）正确的答案是“对”。

3．结构钢具有良好的冷、热加工性能，不适合在专业化工厂进行生产和机械加工。

（）正确的答案是“错”。

4．钢结构在其使用周期内易因温度等作用出现裂缝，耐久性较差。

（）正确的答案是“错”。

5．钢材是一种高强度高效能的材料，可以100%回收再利用，而且没有资源损失，具有很高的再循环价值。

正确的答案是“对”。

6．钢材轻质高强的特性使钢结构在跨度、高度大时体现出良好的综合效益。

（）正确的答案是“对”。

1．结构在规定的时间内，规定的条件下，完成预定功能的能力，称为结构的（）正确的答案是：可靠性2．结构可靠性主要包括（）正确的答案是：安全性、适用性和耐久性3．下列均为承载能力极限状态范畴的一组是（）.正确的答案是：构件或连接的强度破坏、疲劳破坏、脆性断裂1．钢结构设计的目的是保证结构和结构构件在充分满足功能要求的基础上安全可靠地工作。

钢结构课程设计心得一、课程目标知识目标：使学生掌握钢结构的基本概念、分类及特性；理解钢结构设计中关键参数的选取及其对结构性能的影响；掌握钢结构连接、节点设计的基本原则及方法。

技能目标：培养学生运用专业知识分析、解决实际钢结构问题的能力；提高学生运用相关软件进行钢结构设计和计算的操作技能；培养学生团队协作和沟通表达的能力。

情感态度价值观目标：激发学生对钢结构学科的兴趣，培养其主动探究、积极实践的精神；强化学生的安全意识，使其认识到钢结构设计在工程领域的重要性；引导学生树立正确的工程伦理观念，注重质量、环保和可持续发展。

课程性质：本课程为专业核心课程，旨在培养学生具备钢结构设计的基本理论、方法和实践能力。

学生特点：学生已具备一定的力学基础和材料力学知识，具有一定的空间想象能力和逻辑思维能力。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，充分运用案例教学、讨论教学等方法，提高学生的参与度和实践操作能力。

通过本课程的学习，使学生能够达到以下具体学习成果：1. 熟练描述钢结构的基本类型及特点，解释各类钢结构在实际工程中的应用。

2. 正确运用相关理论知识，完成钢结构关键参数的选取和结构设计。

3. 独立使用专业软件进行钢结构计算和设计，并能对结果进行分析、评价。

4. 培养学生团队协作能力，通过小组讨论、汇报等形式，提高沟通表达及解决问题的能力。

5. 增强学生的安全意识，使其在设计过程中充分考虑结构安全、环保和经济效益。

二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 钢结构基本概念及分类：介绍钢结构的概念、分类及特点，分析各类钢结构在工程中的应用。

2. 钢结构材料性能：讲解常用钢材的性质、牌号、力学性能和加工性能，使学生了解材料选择对钢结构性能的影响。

3. 钢结构连接设计：阐述钢结构连接的分类、原理和设计方法，包括焊缝连接、螺栓连接等。

4. 钢结构节点设计：分析钢结构节点的受力特点，介绍节点设计的基本原则和常用形式。

21m钢结构屋架课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解21m钢结构屋架的基本概念，掌握其结构类型及特点；2. 学生能掌握钢结构屋架设计的基本原理，包括受力分析、材料选择和连接方式；3. 学生了解钢结构屋架施工过程中的注意事项，如防锈、防火等。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，对21m钢结构屋架进行简单的受力分析；2. 学生能够根据实际情况，选择合适的材料和连接方式，完成钢结构屋架的设计；3. 学生能够运用绘图软件，绘制出清晰、准确的钢结构屋架施工图。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对建筑结构工程的兴趣，提高对工程设计的热情；2. 学生树立安全意识，关注钢结构屋架施工过程中的安全问题；3. 学生培养团队合作精神，学会与他人共同完成设计任务。

课程性质分析：本课程为工程专业课程，旨在培养学生对钢结构屋架设计的基本知识和技能，提高学生在实际工程中的应用能力。

学生特点分析：高二年级学生，具有一定的物理和数学基础，具备一定的空间想象能力和动手能力。

教学要求：1. 教师应注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力；2. 教师应关注学生的个体差异，因材施教，提高学生的自信心；3. 教师应注重培养学生的团队合作精神，提高学生的沟通与协作能力。

二、教学内容1. 钢结构屋架基本概念：- 钢结构屋架的定义、分类及特点；- 钢结构屋架在我国建筑行业中的应用。

2. 钢结构屋架设计原理：- 受力分析：了解钢结构屋架的受力特点，学习如何进行受力分析；- 材料选择：掌握常用钢材的种类、性能及选用原则；- 连接方式：了解钢结构屋架的连接方法及其适用场合。

3. 钢结构屋架施工技术：- 施工准备：熟悉施工前的准备工作，如材料验收、施工图纸审核等；- 施工过程：了解钢结构屋架的施工流程，包括焊接、拼装、吊装等；- 注意事项：学习施工过程中的安全防护、防锈、防火等技术要求。

4. 钢结构屋架设计实例：- 结合21m钢结构屋架，进行设计实践；- 运用绘图软件，绘制钢结构屋架施工图。

第1章 绪论1. 钢结构具有哪些特点？（材料、结构形式、施工、工艺性、耐久性等）（P1）2. 钢结构的典型结构形式？分别利用了钢结构的什么特点？（P2~P5）3. 可靠度指标β的数学表达和物理意义分别是什么？（重点理解极限状态法的设计表达式）。

为什么脆性破坏结构的可靠度指标要求比延性破坏结构更高？构的可靠度指标要求比延性破坏结构更高？（（PPT58）4. 结构设计为什么要引入概率论与统计学理论。

结构设计为什么要引入概率论与统计学理论。

（（P7）5. 结构功能函数和设计组合控制方程的关系是什么？结构功能函数和设计组合控制方程的关系是什么？（（P7~P8）6. 正常使用极限状态、承载力极限状态两者的荷载组合存在什么差异？（P8）7. 设计基准期和结构设计使用年限的区别和关系是什么？设计基准期和结构设计使用年限的区别和关系是什么？（（PPT65）8. 荷载标准值、设计值、组合值、准永久值、频遇值的关系是什么？荷载标准值、设计值、组合值、准永久值、频遇值的关系是什么？（（PPT67~69）9. 钢结构连接的极限状态属于哪一种？其可靠性指标与构件相比谁高谁低？（P8）10. 正确区分工程结构遭遇的特定状态属于哪一种极限状态（P7、P9）第2章 钢结构材料1. 钢材拉伸试件的应力和强度这两个概念是否同一？2. 伸长率是如何定义的？3. 为什么对钢材有塑性的要求？（P13）4. 钢材的“三脆”分别指什么？（P25\P26）5. 钢材强度和塑性的评价指标主要有哪些？6. 如何理解“钢材的塑性指标比钢材的强度指标更重要”？ （P13、P21）7. 钢材的塑性和韧性有何差别？（P20~21）8. 若某一批钢材牌号为Q235时，是否钢材的屈服点就是235MPa ？（P36）9. 检验钢材质量可以采取哪些手段？其中有哪些基本试验方法？检验钢材质量可以采取哪些手段？其中有哪些基本试验方法？（第三节）（第三节）10. 钢材“怕冷”“怕热”的大致范围？高温和低温下可否使用钢结构？钢材“怕冷”“怕热”的大致范围？高温和低温下可否使用钢结构？（（P2、P28）11. 一块平板，经过冷加工成为圆管，再用一条焊缝将其焊起来，在焊接之前钢材经历了什么变化？在焊接之后钢材又经历了什么变化？（P27、39）12. 哪些因素对钢材性能有影响？分别有哪些影响？哪些因素对钢材性能有影响？分别有哪些影响？（（P24~P29）13. 你认为对钢材进行疲劳计算时，材料的抗力应采用什么指标？（P32~P34）14. 应力幅方法和应力比方法的适用范围及特点是什么？两者的荷载组合方式有什么特点？应力幅方法和应力比方法的适用范围及特点是什么？两者的荷载组合方式有什么特点？（（P32~P34） 15. 用应力幅方法进行疲劳设计时，焊接结构和非焊接结构有什么区别？用应力幅方法进行疲劳设计时，焊接结构和非焊接结构有什么区别？（（P34）16. 钢材的应力应变关系为什么可以简化为理想弹塑性？其关系曲线如何表达？若要考虑材料的强化特征，其关系曲线又该如何处理？曲线又该如何处理？（（P34）17. 请比较同种试件在单轴应力状态、复合异号应力、复合同号应力状态下的屈服强度大小，并给出证明（P30+PPT16） 18. 钢材质量等级的划分标准主要考虑什么因素影响？具体怎么划分？钢材质量等级的划分标准主要考虑什么因素影响？具体怎么划分？（（P36）19. 钢材硬化有哪些方式，其利弊如何？钢材硬化有哪些方式，其利弊如何？（（P27）20. 构件受压区的母材或者焊缝是否有必要进行疲劳验算？为什么？（P32）21. 焊条的牌号怎么解读？选用时有什么注意事项？焊条的牌号怎么解读？选用时有什么注意事项？（（P43）22. 什么是应力集中系数？比较下面几种开孔板件，在孔边附近哪一种的应力集中程度最大？应力集中和什么因素相关？相关？（（P28）23. 什么条件下设计计算需要考虑应力集中？什么条件下可不考虑?（P29）24. 钢材的疲劳破坏与哪些因素有关?（P32）第3章 钢结构连接1. 对接焊缝和角焊缝相比，在施工上各自有何特点？（3点）2. 焊缝中可能存在哪些缺陷？各自的影响体现在什么地方？焊缝中可能存在哪些缺陷？各自的影响体现在什么地方？（（P50）3. 弯剪作用下H 型钢梁柱连接时假定剪力由腹板承受的原因是什么？型钢梁柱连接时假定剪力由腹板承受的原因是什么？（（P57 图3.13）4. 异种钢焊接的焊条选用方法是什么，原因是什么？异种钢焊接的焊条选用方法是什么，原因是什么？（（P48）5. 引弧板对焊接及焊缝计算的影响分别是什么？（P55）6. 对接焊缝什么条件下不需要进行强度验算？Ⅰ级对接焊缝的强度指标与Ⅱ级、Ⅲ级有什么差异。

钢结构材料的瑕疵与缺陷分析1. 引言钢结构是目前广泛应用于建筑、桥梁和其他工程中的一种重要结构材料。

然而，钢结构材料在生产和使用过程中往往会出现一些瑕疵和缺陷，这些问题对结构的安全性和可靠性造成了不可忽视的影响。

因此，深入了解钢结构材料的瑕疵与缺陷，并进行有效的分析和控制，对于确保结构的正常运行具有重要意义。

2. 钢结构材料的常见瑕疵与缺陷2.1 气孔气孔是钢结构材料中常见的瑕疵之一。

在钢材的冷却过程中，由于快速凝固和固态相变导致液态钢中的气体无法完全顶出，从而形成气孔。

气孔的存在会导致钢材的强度和韧性下降，从而影响结构的承载能力和耐久性。

2.2 夹杂物夹杂物是指钢材中存在的杂质。

常见的夹杂物有碳化物、氧化物、硫化物等。

夹杂物会降低钢材的冲击韧性和断裂韧性，从而影响结构的抗震性能和耐久性。

2.3 晶界偏差晶界偏差是指钢材中晶格的错位和变形。

晶界偏差会引起钢材的局部应变集中，在外力作用下易发生断裂和损伤，影响结构的强度和稳定性。

2.4 疲劳裂纹疲劳裂纹是钢结构材料常见的缺陷之一。

在结构长时间受到循环载荷作用下，钢材会产生疲劳裂纹。

疲劳裂纹会导致结构的强度和稳定性下降，甚至引发结构的破坏。

3. 钢结构材料瑕疵与缺陷的分析方法3.1 目视检查目视检查是最常用的瑕疵与缺陷分析方法之一。

通过对钢材外观的检查，可以初步判断瑕疵和缺陷的类型和程度。

目视检查需要依靠专业的检验人员，并结合经验判断瑕疵和缺陷的严重性以及对结构安全性的影响。

3.2 无损检测无损检测是钢结构材料瑕疵与缺陷分析中常用的方法之一。

通过应用超声波、射线、涡流、磁粉等无损检测技术，可以发现钢材内部的瑕疵和缺陷，获取结构材料的内部情况，并评估其对结构安全性的影响。

无损检测具有操作简便、快速、准确等特点，被广泛应用于结构材料瑕疵与缺陷的分析。

3.3 机械性能测试机械性能测试是对钢结构材料进行瑕疵与缺陷分析的重要手段之一。

通过对钢材的拉伸、冲击、硬度等机械性能测试，可以评估材料的强度、韧性和硬度等性能指标，揭示瑕疵和缺陷对机械性能的影响程度。

钢结构工程中的材料性能测试与分析钢结构工程是现代建筑中的重要组成部分，其在建筑物的耐久性、安全性和美观性上具有重要的作用。

而钢结构的优劣对于工程的效能、耐久性和安全性影响非常大，因此，在钢结构工程中必须重视材料性能的测试和分析，以保证工程的品质和可靠性。

一、材料性能测试1. 抗拉性能测试钢材最基本的性能之一是其抗拉强度，可以通过统一的试验标准对其进行测试。

该试验一般采用标准拉力试验机进行，将试样固定于两个夹具上，施加相反方向的力直至试样抗拉断裂。

试验中要求检测拉伸应力-应变曲线，以检验钢材的抗拉性能参数，如抗拉弹性模量、屈服点及抗拉极限等。

2. 弯曲性能测试钢材的弯曲性能主要指其弯曲抗力，可以通过弯曲试验进行测试。

弯曲试验需要制备模拟现实应用情况的标准测试样，常用的样品为梁形、板形或者管形的试样。

试验时，通过加载系统施加荷载，观察弯曲应力和变形程度，测量破坏负荷和弯曲角，进而判断材料的弯曲性能。

3. 冲击性能测试钢材在受到冲击载荷时，其应变、强度和韧性等性能指标均会受到影响。

在工程实际中，钢结构可能会被阵风、地震或其他异物所冲击，因此，通过冲击试验评估钢材在此类情况下的性能十分重要。

常用的冲击试验方法包括夏比特试验、PDR 试验、IZOD试验和简支梁试验等。

4. 疲劳性能测试疲劳试验是钢材性能测试中系统和复杂的一种试验。

该测试要求将试样进行反复加载，在很多情况下可以拟合到实际工作条件中。

在疲劳试验中，当前发生的疲劳裂纹和材料的弯曲刚度同时记录和检测。

通过验证钢材在一定的应力循环次数下并继续承受荷载的能力来判断材料的疲劳性能。

二、材料性能测试的分析1. 应力-应变分析应力-应变分析是钢材项目中最常见的试验技术，通过对应变曲线和应力曲线进行分析，可以获得各种钢材属性的值。

在进行应力-应变分析的过程中，一般采用各种工具、公式和技术，如弯曲试验、应力状态分析和冲击测试等。

通过应力-应变分析，可以了解钢材的屈服强度、极限强度和断裂强度等性能。

第一章绪论1 钢结构的特点：1 轻质高强；2 塑性韧性好；3 材质均匀、各项同性、与力学假定吻合、计算结果精确可靠；4 制造简便、拆卸搬运方便、施工周期短；5 密闭性好、不渗漏；6 耐热性好、耐火性差；7 耐腐蚀性差。

2 钢结构的应用范围：1 大跨度结构；2 重型工业厂房；3承受动力荷载或地震作用的结构；4高层建筑与高耸结构；5 道路桥梁结构；6 水利水工结构；7 轻型房屋钢结构；8 可拆卸、移动房屋及移动结构；9 建筑小品3 钢结构的结构形式：桁架结构框架结构网络结构拱与拱架结构板式结构张拉结构4 钢结构的发展方向：1 高效能钢材的发展和应用；2 钢结构设计方法的改进；3 结构形式的革新；4 钢结构的加工制造。

5 塑性：承受静力荷载时，材料吸收变形能的能力。

塑性好，会使结构一般情况下不会由于偶然超载而突然断裂，给人以安全保证。

6 韧性：承受动力荷载时，材料吸收能量的多少。

韧性好说明材料具有良好的动力工作性能。

7 极限状态：当结构或其组成部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求时，此特定状态称为结构的极限状态。

8 承载能力极限状态：结构和连接的强度破坏、疲劳破坏和过度变形而不适于继续承载，结构和构件失稳、倾覆、变为机动体系。

9 正常使用极限状态包括：影响正常使用或外观的变形、影响正常使用的振动、影响正常使用的或耐久性的局部破坏等状态。

（要求分别采用荷载的标准组合、频遇组合和准永久组合，并使变形等不超过相应的规定限值。

）10 可靠度：结构在规定时间内，在规定条件下，完成预定功能的概率。

用Ps表示。

11 失效概率：结构不能完成预定功能的概率。

用Pf表示。

12 全概率设计法：对结构的各种基本变量均采用随机变量或随机过程来描述，对结构进行精确的概率分析，求得结构最优失效概率作为结构可靠度的直接度量。

13 结构优化设计：以质量最轻和造价最低为目标，包括确定最优结构方案和最优截面尺寸。

第二章钢结构的材料1 钢结构对材料的要求：1 较高的抗拉强度fu和屈服点fy；2 较好的塑性、韧性；3 良好的工艺性能（冷、热加工，可焊性）；4 对环境的良好适应性。