最新第一、二、三章钢结构课件.教学讲义PPT课件.ppt

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1、第一、二、三章钢结构课件.第一节我国钢结构概况从建国以来分三阶段：50~60年代（初盛时期）：借助苏联的经济和技术支援，有百十个项目，都是重型工业厂房；60年代中后期~70年代（低潮期）：冷弯薄壁型钢结构、轻钢屋盖；80年代以后~至今（发展时期）：向高、大、重方向发展。一、钢结构的特点1、钢结构材料的质量轻、强度高2、材质均匀，和力学计算的假定比较符合3、钢结构制造简便，施工周期短4、塑性和韧性好5、钢材耐腐蚀性差6、钢材耐热但不耐火钢拉杆和压杆性能比较第二节钢结构的特点及应用C30混凝土密度：2450kg/m3强度：14.3N/mm2

2、Q235钢密度：7850kg/m3强度：235N/mm2第一节结构钢材的破坏形式第二节钢结构对钢材性能的要求第三节影响钢材性能的因素第四节结构钢材的种类及选用第二章钢结构的材料1、塑性破坏：破坏前有明显的变形，破坏历时时间长，可以采取补救措施。第一节钢材的破坏形式2、脆性破坏：破坏前没有明显的变形，破坏发生突然，没有机会补救。※脆性破坏的原因?注意：应尽量发挥材料的塑性避免一切脆性破坏的可能性（一）、强度1、单向均匀拉伸试验试验条件：标准试件在常温（20℃）下缓慢加载，一次完成第二节钢材的机械性能钢材在单向均匀受拉时工作性能表现为四个阶

3、段：A弹性阶段:应力最高点对应比例极限弹性模量应力B弹塑性阶段:应力介于和之间弹塑性模量是变数C塑性阶段:应力达到屈服强度D强化颈缩阶段:应力最高点对应抗拉极限（二）钢材的工作性能可以看作理想弹性塑性体1.计算简便2.与相差不大3.虽然＞，但对应的应变非常大（不满足正常使用极限状态）4.以作为设计强度的依据，具有较大的强度储备，若出现偶然因素，使人们有机会补救屈强比：Q235钢为0.57，Q345钢为0.672、简化计算,采用理想弹塑性模型1、作为钢结构设计的最大应力3、作为钢材实际破坏强度（三）注意二、塑性当应力超过屈服点后，能产生显

4、著的残余变形（塑性变形）而不立即断裂的性质断面收缩率：指试件拉断后，颈缩区的断面面积缩小值与原断面面积比值的百分率衡量塑性性能的指标：伸长率三、冲击韧性冲击韧性：在动力荷载作用下，材料吸收能量的能力衡量冲击韧性的指标：冲击功韧性是钢材强度和塑性的综合指标梅氏U型缺口试件:冲击试验的标准试件型式：夏比V型缺口试件:我国采用夏比V型缺口试件冲击韧性受温度的影响四、冷弯性能：指钢材在冷加工（常温下加工）产生塑性变形时，对产生裂缝的抵抗能力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五、可焊性可焊性指采用一般焊接工艺就可完成合格的焊缝

5、的性能可焊性受化学成分C的影响比较大碳当量：衡量低合金钢的可焊性的计算<0.38焊接性能一般=0.38~0.45焊接性能较难>0.45焊接性能难另：钢材物理性能指标弹性模量质量密度剪变模量线膨胀系数泊松比一、化学成分第三节影响钢材性能的主要因素普通碳素钢中Fe占99%，其他杂质元素占1%普通低合金钢中有＜5%的合金元素碳（C）：钢材强度的主要来源，但是随其含量增加，强度增加，塑性降低，可焊性降低，抗腐蚀性降低。一般控制在0.12％～0.2%，在0.2％以下时，可焊性良好硫（S）：热脆性，不得超过0.05%磷（P）：冷脆性。抗腐蚀能力略有

6、提高，可焊性降低。不得超过0.045%二、冶金缺陷常见的冶金缺陷有偏析、非金属夹杂、气孔、裂纹等。偏析——化学成分分布的不均匀程度。三、加荷速度1．材性试验要求缓慢加载2．要考虑动荷载对结构的不利影响加荷速度高，钢材屈服点提高，呈脆性。因此，四、钢材硬化冷作硬化—当加载超过材料比例极限卸载后，出现残余变形，再次加载则屈服点提高，塑性和韧性降低的现象，也称“应变硬化”时效硬化——随时间的增长，碳和氮的化合物从晶体中析出，使材料硬化的现象。五、温度的影响1.正温范围100℃以内对钢材性能无影响；100℃以上随温度升高，总的趋势是强度、弹性模

7、量降低，塑性增大；250℃左右抗拉强度略有提高，塑性和韧性降低，脆性增加——蓝脆现象。该温度区段称为“蓝脆区”；250～350℃在应力不变的情况下，钢材以很缓慢的速度继续变形——徐变现象。600℃左右弹性模量趋于零，承载能力几乎完全丧失。2.负温范围当温度低于常温时，钢材的脆性倾向随温度降低而增加。T1～T2之间温度转变脆性区，冲击功急剧下降。而且不同的钢材其脆性转变区温度不同，必须通过试验确定。使用温度必须高于T1，但不一定高于T2六、复杂应力作用下钢材的屈服条件假定：1.材料由弹性转入塑性的强度指标用变形时单位体积中积聚的能量来表达

8、；2.当复杂应力状态下变形能等于单轴受力时的变形能时，钢材即由弹性转入塑性。弹性状态塑性状态平面应力状态梁的应力状态三向主应力表示为：三个主应力同号且差值很小时，很难进入塑性，呈现脆性破坏纯剪应力状态所以：