(完整版)《钢结构的材料》PPT课件

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•应力集中的影响
在荷载作用下截面突变的某些 部位产生局部高峰应力，其余 部位的应力较低，且分布极不 均匀 截面槽口改变愈急剧，应力 集中愈高，塑性愈差， 脆性倾向大
使用过程
•温度——高温软化，低温冷脆； •应力集中——局部先破坏； •初应力——降低实际承载力； •多向应力——降低延性，第四强度理论； •动载——脆性； •循环荷载——疲劳脆断；
++ o
生产过程
1、冶炼：平炉、氧气转炉 2、浇铸：脱氧程度不同有沸腾钢、半镇静钢、镇静钢 和特殊镇静钢 沸腾钢：铸锭时弱脱氧剂锰铁 用于一般承重结构F 镇静钢：适量的强脱氧剂硅或铝 Z 半镇静钢：少量的强脱氧剂硅或铝 b 特殊镇静钢：二次补充脱氧 提高焊接性能 TZ 3、轧制：顺轧方向机械性能好 • 热处理——淬火，提高强度、降低韧性； 回火，控制降温过程； • 残余应力——表面不均匀冷却，热轧残余应力。
化学成分
– 钢—Fe+C+有利元素+有害元素； – 有利元素—Mn、Si、V等合金元素(低合 金钢)； – 有害元素—S、P、O、N、H等； S热脆； P冷脆； O类似S; N类似P; H氢脆。
•主要化学元素对钢材性能的影响
碳 硅 锰 磷 硫 镍 铬 铜 矾
fu ++ + + ++ + + + +
2.06×105N/mm2
fy 屈服强度 (yield strength)
fu 抗拉强度 (tensile strength )
5 伸长率 (elongation )
• 三相基本性能指标 fy fu
5
1 0 100% 0
• 冷弯作用显示出的各种机械性能

（三）H型钢
H型钢有热轧H型钢和焊接H型钢两种。其中热轧H 型钢又分为宽翼缘H型钢(HW)、中翼缘H型钢(HM)、 窄翼缘H型钢(HN)和H型钢柱等。焊接H型钢由平 钢板用高频焊接组合而成。H 型钢与工字钢相比， 其翼缘宽，两个主轴方向的惯性矩接近，抗弯、抗 扭、抗压等能力强；翼缘内表面没有斜度，上下表 面平行，便于机械加工、结构连接和安装。H 型钢 的截面特性要明显优于传统的普通型钢，受力更加 合理，故已广泛用于钢结构高层建筑建筑中。经过 剖分H钢而成的T型钢相应分为TW、TM、TN 三种。
（四）其他钢材 1、桥梁用结构钢 有着专门的使用标准，即《桥梁用结构钢》 (GB/T714-2000)。桥梁用结构钢比一般的建筑用结构 钢的技术要严格得多，所以，如果钢结构建筑中使用 了桥梁用结构钢，属于以优代劣。
2、耐火钢
普通建筑用钢在350℃以上高温时屈服强度迅速下 降到室温的 2/3 以下，不能满足设计要求。为了 提高普通建筑用的钢结构抵抗火灾的能力，必须
碳素结构钢按屈服点的大小，分为 Q195、Q215、 Q235、及 Q275 等四种牌号。
2、优质碳素结构钢(GB/T 699—1999)
优质碳素结构钢是用以满足不同加工要求 而赋予相应性能的碳素钢，是碳素钢经过 热处理(如调质处理和正火处理)得到的优质 钢。钢中除含有碳（C）元素和为脱氧而含 有一定量硅（Si）（一般不超过0.40%）、 锰（Mn）（一般不超过0.80%，较高可到 1.20%）合金元素外，不含其他合金元素 （残余元素除外）。此类钢产量较大，用 途较广，一般多轧（锻）制成圆、方、扁 等型材、板材和无缝钢管。主要用于制造 一般结构及机械结构零、部件以及建筑结 构件和输送流体用管道。
ห้องสมุดไป่ตู้

防腐防火处理效果评价
厚度检测
使用涂层测厚仪检测防腐防火 涂层的厚度，确保满足设计要 求。
耐腐蚀性测试
通过盐雾试验、湿热试验等模 拟环境测试方法，评估防腐处 理效果。
外观检查
观察防腐防火处理后的钢结构 表面是否平整、无气泡、无裂 纹等缺陷。
附着力测试
采用划格法或拉开法等测试方 法，检测防腐防火涂层与钢结 构基材的附着力。
结构分析与计算方法
结构分析方法
弹性力学方法、塑性力学方法、有限 元方法等。
计算内容
计算软件
SAP2000、ANSYS、ABAQUS等通 用有限元软件，以及专用钢结构分析 软件如Midas/Gen、3D3S等。
内力分析、变形计算、稳定性验算、 疲劳分析等。
构造措施与节点设计
01
02
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构造措施
保证结构整体性和稳定性 的措施，如设置支撑、加 强刚度等。
认真阅读图纸，了解钢结构的构 造、节点形式和安装要求，掌握 相关技术标准和验收规范。
制定施工方案
根据工程特点和现场条件，制定 切实可行的施工方案，包括安装 顺序、吊装方法、安全措施等。
材料和设备准备
按照图纸要求，准备好所需的钢 材、连接件、紧固件等材料，以 及吊装设备、焊接设备、测量工 具等。
现场拼装和吊装技术
前景展望
随着城市化进程的加快和建筑业的持续发展，钢结构将在未来建筑领域中发挥更 加重要的作用。同时，随着新材料和新技术的不断涌现，钢结构的应用范围将进 一步扩大，市场前景广阔。
02 钢结构设计原理 与方法
设计基本原则与规范要求
设计基本原则
确保结构安全、适用、经济、美观；符合现行国家规范和行 业标准；考虑施工便利性和可持续性。

（3）断裂时变形约为弹性变形的200倍，在破坏前
产生明显可见的塑性 变形， 可及时补救， 故几乎不可能发生。
fu fu-fy
fy
O 0.15%
22%
4.单向拉伸时钢材的机械性能指标
（1）屈服点fy--应力应变曲线开始产生塑性流动时 对应的应力，它是衡量钢材的承载能力和确定钢材 强度设计值的重要指标。 （2）抗拉强度fu--应力应变曲线最高点对应的应 力，它是钢材最大的抗拉强度。
钢结构的材料 (2)优秀课件
§2.1 钢结构对材料性能的要求
问题： 1、建筑结构用钢材必须具备哪些特点？ 2、钢材有哪几项基本技术指标？各项指标可以来衡量钢
材那些方面的性能？ 3、简述Q235钢材的破坏过程，画出一次拉伸试验的应力
-应变曲线并标明主要参数。 4、说明设计时钢材规定静力承载的指标依据，为什么这
一、受拉、受压、受弯及受剪时的性能
（一）一次拉伸时的性能 • 1.条件：标准试件（GB/T228），常温（20±5℃）
下缓慢加载，一次完成。含碳量为0.1%－0.3%。
• 标准试件：Lo/d=5、10；Lo-标距； d --直径
Lo
d
试验过程
2.阶段划分
A.有屈服点钢材σ--ε曲线可以分为五个阶段：
样？
§2.1 钢结构对材料性能的要求
◇较高的强度。即抗拉强度fu和屈服点fy比较高。 ◇足够的变形能力。即塑性和韧性性能好。 ◇良好的加工性能。即适合冷、热加工，良好的可焊性。 ◇适应低温、有害介质侵蚀(包括大气锈蚀)以及重复荷载
作用等的性能。
◇容易生产，价格便宜。
《钢结构设计规范》(GB50017—2003)推荐的普通碳素结构 钢Q235钢和低合金高强度结构钢Q345、Q390及Q420是符合上 述要求的。 选用GB50017规范还未推荐的钢材时，需有可靠依据。以确 保钢结构的质量。