2016年最新电大开放教育本科钢结构期末复习考试小抄

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1、电大本科钢结构期末复习资料小抄第二章钢结构的材料2.1对建筑用钢材的性能要求§较高的强度：抗拉强度fu和屈服强度fy§足够的变形能力：塑性和韧性§良好的加工性能：冷加工、热加工、可焊性2.2钢材的主要性能及其鉴定1、单轴拉伸时的工作性能条件：标准试件，常温（20℃）下缓慢加载，直到拉断破坏，一次完成。标准试件l0/d=5，10；l0—标距；d—直径Ⅰ弹性阶段：E为常量Ⅱ弹塑性阶段：E为变量Ⅲ塑性阶段：E为零，失去承载的能力。Ⅳ应变硬化阶段：又恢复承载的能力，但很快被拉断。一次拉伸试验中重要指标：§屈服强度fy：材料强度标准值，当结构或构件截面s

2、≥fy时，认为结构或构件丧失了继续承载的能力。fy=s0.2（名义屈服点）。§抗拉强度fu：构件的最大承载力，直接反映钢材的内部组织的优劣，fu愈高，强度储备愈高。fu/fy——强屈比，钢材塑性设计的一个重要条件。§伸长率§衡量钢材塑性的主要指标。冷弯性能在冷弯试验中表现的性能，既能看出钢材塑性变形的能力，又可看出钢材的冶金质量。冲击韧性n钢材抵抗冲击作用的能力。n用冲击韧性值ak表示：ak值大，韧性好。nak值的测定：通过试验：（1）梅式U型缺口：ak值（2）夏比V型缺口：CV可焊性n钢材采用一定的焊接方法、焊接材料、焊接工艺参数及一定的结构

3、形式等条件下，获得合格焊缝的难易程度。n与含C量和合金元素有关。2.3影响钢材性能的因素1、化学成分：nC（碳）：形成钢材强度的主要成分。nMn（锰）:弱脱氧剂。nSi（硅）:强脱氧剂nV(钒）、Nb（铌）、Ti（钛）：合金元素nAl（铝）、Cr（铬）、Ni（镍）：Al是强脱氧剂，用于补充脱氧。Cr、Ni为合金元素。有害元素：nS（硫）：热脆nP（磷）：冷脆nO（氧）、N（氮）：2、成材过程的影响n冶炼：平炉、转炉n浇铸：钢水—钢锭—初轧—成材（传统工艺）钢水—连铸机—钢坯—成材（新工艺）n轧制：改善内部组织结构n热处理：显著提高强度3、其它因

4、素n冷加工硬化：强度提高，塑性、韧性降低。n温度：正温、负温n应力集中：易发生脆性破坏。2.4钢材延性破坏和非延性破坏、循环加载和快速加载的效应1、延性破坏和非延性破坏（塑性破坏和脆性破坏）破坏特点：塑性破坏（延性破坏）：有屈服现象，破坏前有较大的塑性变形；脆性破坏（非延性破坏）：无屈服现象，破坏前没有塑性变形或只有很小的塑性变形。将结构或构件设计成延性结构是我们设计的目的。但并非所有的塑性材料都发生塑性破坏。2、循环荷载的效应（又称重复荷载）土木工程中，承受重复荷载作用的结构或构件有：n吊车梁：吊车n桥梁：车辆n容器：内部液体n海洋平台：海水

5、n建筑物：地震作用以上这些重复荷载都是可变荷载，这些重复荷载的作用使构件的钢材易发生疲劳断裂。（1）疲劳断裂n概念：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。n特点：截面应力很小，小于抗拉强度，甚至是屈服强度；断裂时无明显的变形；裂缝起始点在构件表面处。n发生的原因：在连续重复荷载作用下，在钢材表面的缺陷处，产生应力集中现象，形成二向或三向拉应力场。在应力高峰处，裂缝逐渐开展，使截面的有效面积逐渐减少而应力集中更加严重，塑性变形受到限制，直到断裂时，变形都很小。n影响的因素：钢材的质量（C、S、P含量）、构件的几何尺寸（不能有突变

6、）和冶金缺陷等有关；重复荷载作用下构件截面的应力变化幅度（sD=smax-smin)有关；重复荷载的循环次数n有关。sD—n曲线n图2-11是根据试验数据经统计而得的。n式2-1是只考虑了均值，不完善。n式2-2是考虑了均值和方差后的方程，能真实反映试验数据的准确性。n式2-6是构件截面进行疲劳验算的计算公式，C、β是参数，与构件和连接有关。注意：[sD]主要取决于应力循环次数n、构件和连接的具体细部构造和应力集中程度，与钢材强度无关。并不是所有的承受动力荷载重复作用的构件和连接都进行疲劳验算。n规范规定：直接承受动力荷载重复作用的构件，当应力

7、变化的循环次数n＞5×104次时，对应力循环中出现拉应力的部位进行疲劳验算。n疲劳计算的方法按“容许应力法”计算，即：Δσ≤[Δσ]计算时应注意：1、荷载为可变荷载，且为标准值；2、动力荷载不乘以动力系数；3、按弹性方法计算截面应力σ。2.5建筑钢材的类别及钢材的选用建筑钢材的类别：1、碳素结构钢：Q2352、低合金高强度结构钢：Q345、Q390、Q4203、高强钢丝及钢索：主要用于抗拉构件中，如：斜拉结构、悬索结构、桅杆结构等。高强钢丝分光面钢丝和镀锌钢丝，由碳素结构钢多次冷拔而成，其主要指标为抗拉强度fu，且有“松弛”现象。多根钢丝可组成

8、“平行钢丝束”和“钢绞线”；多根钢绞线可组成“钢绞线束”和“钢丝绳”。钢材的选用n结构或构件的重要性n荷载的性质(静载或动载）n连接的方法（焊接或螺栓