建筑材料钢结构

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1、建筑材料钢结构钢结构材料MaterialofSteelStructures第1节结构钢对材料基本性能的耍求第2节影响钢材性能的一般因索第3节复杂应力与应力集中第4节疲劳破坏第5节钢材分类、规格和选用第6节结构钢材的新发展第1节结构钢对材料基本性能的要求一、单向拉伸试验试验条件:标准试件标准加载方式标准温度试验曲线:低碳钢与低合金钢弹性、屈服、强化、颈缩:高强度钢弹性、强化、颈缩屈服荷载与极限荷载第1节结构钢对材料基本性能的耍求二、基本性能要求和指标1•强度2.塑性3.韧性比例极限、屈服点、极限强度、屈强比fPfyfufy/fu伸长率8,85,810面

2、缩率V静力韧性(材料拉伸图)、冲击韧性2.冷加工性冷弯实验3.可焊性4.耐久性施工可焊性、使用可焊性抗腐蚀能力、抗疲劳能力第2节影响钢材性能的一般因素影响钢材性能的一般因素1•化学成分2.生产过程3.时效Fe,C,Si,Mn,V,S(0),P(N),其他冶炼方法、浇铸过程、轧制工艺不均匀温度场引起的残余应力吋间——硬化残余应变与塑性变形引起的残余应力4•应力应变历史超屈服加载——硬化、5.温度6.加荷速度低温：冲击韧性的温度转变区高温：300°C蓝脆、600°C软化第3节复杂应力与应力集中一、复杂应力与屈服条件oZS折算应力222222二ox+oy+

3、oz?oX。y?oyoz?ozox+3(txy+tyz+tzx)Mises屈服条件oozszsfy反之O

4、儿何的关系钢材塑性与应力集中程度的缓解第3节复杂应力与应力集中三、超屈服作用（低周疲劳）材料滞回曲线应力强化鲍辛格效应塑性能量消耗0fyfyfy0£0£fye1fy第3节复杂应力与应力集中四、塑性破坏与脆性破坏塑性破坏：构件（结构）经历了显著塑性变形后失去承载能力的破坏脆性破坏：构件（结构）未经历显著塑性变形即失去承载能力的破坏结构设计应避免脆性破坏，但使用塑性材料也可能发&脆性破坏导致脆性破坏的因素：材料脆化（原因——构造不合理（截面突然变化）——其他PA第4节钢材疲劳破坏一、高周疲劳1•疲劳破坏次数、破坏时名义应力0t2.破坏机理内部缺陷、裂纹形

5、成、裂纹成长、裂纹失稳扩展、构件断裂Ge1•断口特征2.疲劳寿命一定应力循环形式下，钢材疲劳破坏发生前所经历的应力循环次数第4节钢材疲劳破坏二、疲劳研究的第一种类型1.研究依据小型钢材疲劳试件P=?10+0omax二ominto?1

6、第…种类型3.T程应用的Goodman图工程计算方法：一定应力比吋，对所要求的疲劳寿命omax设计时针对某一特定构造N为定值omaxWopP二？1P二1。（疲劳强度）Pfyomax二oPP二Const.疲劳强度极限（门槛值）No0?o?1K二o?1O0o?1o=omax二o0+Komino0Po=omax二1?Kpominomin第4节钢材疲劳破坏三、疲劳研究的第二种类型1•研究依据2•应用对象3•主要概念大型足尺钢结构构件焊接构件疲劳破坏与应力比关系不密切，而与疲劳部位到达疲劳寿命N为止经历的应力幅有关应力幅：Ao二。max?。min1/B4•工程

7、应用方式AoW[Ao]=(c/N)5•应力幅准则的物理原因(残余应力)和力学背景笫4节钢材疲劳破坏四、变幅疲劳1.常幅疲劳与变幅疲劳的概念+0ttniN■1+oAoiAojnN■J■11.变幅疲劳的Mirier准则及其推导ni工N二1■1第5节钢材规格与选用一、钢材牌号普通碳素钢质量等级[脱氧方法]低合金钢Q235A[F,b,(z)](旧称3号钢)Q235B[F,b,(z)]常温下Ak要求Q235C[(z)]零度Ak要求Q235D[(TZ)]-20度Ak要求fy二235MPa,fuMOOMPafvy二？E二？Q345A,B,C,D,E：Ak34J(E

8、为27J)Q390A,B,C,D,EQ420A,B,C,D,Efu二？(范围值)E二？fy=345MPa经调