《钢结构的材料》PPT课件

《《钢结构的材料》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第二章钢结构的材料1本章提要1.钢材的工作性能2.钢结构对材料性能的要求3.影响钢材性能的主要因素4.钢材疲劳的概念和计算方法5.结构用钢材的种类和规格22.1.1静力单向拉伸时的性能1.工作条件标准试件（GB228—63），常温（20℃）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2.1钢材的工作性能d3单击图片播放42.阶段划分A.有屈服点钢材σ--ε曲线可以分为五个阶段：(1)弹性阶段(OB段)OA段材料处于纯弹性，即:AB段有一定的非弹性变形,但整个OB段卸载时，ε=0；E=206×10

2、3N/mm2OBCDAE5（2）弹塑性阶段（BC)该段很短,表现出钢材的非弹性性质;σB—屈服上限;σC—屈服下限(屈服点)（3）塑性阶段（CD)该段σ基本保持不变（水平),ε急剧增大,称为屈服台阶或流幅段,变形模量E=0OBCDAE6（4）强化阶段(DE段)极限抗拉强度fu（5）颈缩阶段(EF段)随荷载的增加σ缓慢增大,但ε增加较快OBCDAE7B.对无明显屈服点的钢材该种钢材在拉伸过程中没有屈服阶段，塑性变形小，破坏突然。设计时取相当于残余变形为0.2%时所对应的应力作为屈服点—‘条件屈服点’fy=f0.20.2%fuεp83.应力应变曲线的简化1

3、)fy与fb相差很小；2)超过fy到屈服台阶终止的变形约为2.5%--3%，足以满足考虑结构的塑性变形发展的要求。（1）钢材可以简化为理想弹塑性体ε2.5%--3%fyε00.15%ε9（2）钢材在静载作用下：强度计算以fy为依据;fu为结构的安全储备。（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。O0.15%22%fufyfu-fy104.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

4、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。11（3）伸长率（4）断面收缩率它是衡量钢材塑性应变能力的重要指标。当l0/d=5时，用δ5表示，当l0/d=10时，用δ10表示。A0A112同单向拉伸时的性能，屈服点也相差不多。（二）受压时的性能采用短试件l0/d=3,屈服点同单向拉伸时的屈服点。（三）受弯时的性能（四）受剪时的性能抗剪强度可由折算应力计算公式得到：13一、塑性破坏破坏前有明显的塑性变形，破坏过程长，断口发暗，可以采取补救措施。二、脆性破坏坏前没有明显的变形和征兆，破坏时的变形远比材料应有的变形能力小，破坏突然，断口平直

5、、发亮呈晶粒状，无机会补救。2.1.2钢材的破坏形式一、高周疲劳破坏应力低于屈服强度，达到一定次数后突然破坏，简称疲劳破坏。2.4专门介绍。二、包幸格效应钢材受拉产生塑性变形，反向受压加载时屈服强度降低。2.1.3反复荷载作用下钢材的性能三、低周疲劳钢材反复应力高于屈服强度，次数不多的情况下出现突然断裂，如地震作用下破坏-残余应变积累破坏。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；2.1.4复杂应力作用下钢材的性能假定：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。17oZXY单元体受复杂应力（应力

6、分量）单元体受主应力181.以应力分量表示2.以主应力表示材料处于弹性状态材料处于塑性状态19讨论：（1）三向均匀受压时(静水压力)————不破坏;（2）三向受拉时——容易出现脆性破坏;由于三向受拉限制了材料的塑性发展，材料要发生脆性破坏。20图示简支梁1-1截面腹板与翼缘交界A点的应力1-1A需折算应力的典型情况PPMM11AXVY21一般的梁，只存在正应力和剪应力，则：2-2AVM22AYXq223-3APMVP33YXM3-3截面仅有剪力，弯矩、局部压力均为零，故该截面除剪应力外，正应力均为零，即为纯剪状态。231.较高的抗拉强度fu和屈服点fy

7、2.较好的塑性：主要采用伸长率表达3.良好的冲击韧性衡量钢材在动力（冲击）荷载、复杂应力作用下抗脆性破坏能力的指标，用断裂时吸收的总能量（弹性和非弹性能）来表示。2.2钢结构对材料性能的要求24(a)梅氏U型缺口(b)夏比V型缺口由试件断裂吸收的能量Cv来衡钢材的冲击韧性，单位：J。Cv受温度的影响25冲击韧性试验装置单击图片播放264.合格的冷弯性能衡量钢材塑性性能和质量优劣的综合指标。add+2.1a27单击图片播放285.良好的可焊性主要取决于钢材的成分，尤其是碳和其它杂质的含量，可通过试验评定。29一、化学成分普通碳素钢中Fe占99%，其他杂质

8、元素占1%；普通低合金钢中合金元素＜5%。1.碳（C）：钢材强度的主要来源，随其含量增加，强度