钢结构 第2章材料课件.ppt

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1、钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure本章主要内容（1）对钢结构用材的要求（2）钢材的主要性能及鉴定（3）影响钢材性能的因素（4）钢材的破坏（5）建筑钢材的类别及选用第二章钢结构的材料Chapter2MaterialofSteelStructure钢结构的材料关系到钢结构的计算理论，同时对钢结构的制造、安装、使用、造价、安全等均有直接联系。本章简要介绍钢材的生产过程和组织构成，重点介绍钢材的主要性能以及各种因素对钢材性能的影响；钢材的种类、规格及选择原则。钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelSt

2、ructure（1）较高的抗拉强度fu和屈服点fy（2）塑性、冲击韧性好（3）冷加工性能好（4）可焊性好（5）耐久性好1钢结构对材料的要求强度——材料抵抗外力作用时不致破坏的能力。足够的变形能力对环境的良好适应性——耐腐蚀、耐火、耐疲劳良好的加工性能第二章钢结构的材料Chapter2MaterialofSteelStructure第二章钢结构的材料Chapter2MaterialofSteelStructure钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure2、钢材的主要性能及其鉴定2.1钢材的破坏形式（2.4.1P34-35)

3、特征断口后果塑性破坏（延性破坏）构件应力超过屈服点，并且达到抗拉极限强度后，构件产生明显的变形并断裂。常为杯形，呈纤维状，色泽发暗。在破坏前有很明显的变形，并有较长的变形持续时间，便于发现和补救。脆性破坏在破坏前无明显变形，平均应力也小（一般都小于屈服点），没有任何预兆。平直和呈有光泽的晶粒。突然发生的，危险性大，应尽量避免。第二章钢结构的材料Chapter2MaterialofSteelStructure钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure2.2单向拉伸时的工作性能（1）试验条件（a）试件的尺寸要符合国家标准，表面

4、光滑，没有孔洞、刻槽等缺陷。试件的标定长度取其直径的5或10倍。（b）荷载要分级逐次增加，直到试件破坏。（c）试验温度要控制在室温20℃左右。第二章钢结构的材料Chapter2MaterialofSteelStructure钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure（2）钢材的应力-应变关系A.有屈服点钢材s---e曲线可以分为四个阶段：(a)弹性阶段(OB段)OBCDAE单调拉伸应力-应变曲线OA段：纯弹性阶段s=EeA点对应的应力：sp（比例极限）AB段：有一定的塑性变形,但整个OB段卸载时,e=0B点对应的应力：se

5、（弹性极限）第二章钢结构的材料Chapter2MaterialofSteelStructure钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure（b）屈服阶段（BCD)塑性变形：卸载后试件不能完全恢复原来的长度。不能恢复的这一部分变形称为塑性变形。屈服点（屈服强度）：屈服阶段曲线波动部分的最低值。流幅：从屈服阶段的开始到曲线再度上升的应变幅度称为流幅。特点：应力与应变不再成正比关系，应变增加很快，应力-应变曲线呈锯齿形波动，出现应力不增加而应变仍然在继续发展。OBCDAE第二章钢结构的材料Chapter2MaterialofSte

6、elStructure钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure（c）强化阶段(DE段)随荷载的增加σ缓慢增大,但ε增加较快抗拉强度（极限强度）fu试件所能承受的最大拉应力（d）颈缩阶段(EF段)OBCDAE截面出现了横向收缩，截面面积开始显著缩小，塑性变形迅速增大，应力不断降低，变形却延续发展，直至F点试件断裂。F第二章钢结构的材料Chapter2MaterialofSteelStructure钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructureB.对无明显屈服点的钢材设计时以卸载后试件中残余应

7、变为0.2％所对应的应力作为屈服点——“条件屈服点”或“名义屈服点”fy=f0.20.2%fuεp无屈服点钢材的应力-应变曲线没有明显屈服点的钢材在拉伸过程中没有屈服阶段，塑性变形小，破坏突然。第二章钢结构的材料Chapter2MaterialofSteelStructure钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure2.3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（取屈服阶段波动部分的应力最低值），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

8、最高点对应的应力，它是钢材破坏前所能承受的最大应力。