第2章钢结构的材料ppt课件.ppt

《第2章钢结构的材料ppt课件.ppt》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2章钢结构的材料2.1钢材的主要性能2.2影响钢材性能的因素2.3钢材的疲劳（自学）2.4建筑钢材的规格和选用塑性破坏：破坏前有明显的变形，破坏历时时间长，可以采取补救措施。断裂时断口呈纤维状，色泽发暗。构件的应力达到了钢材的抗拉强度。一、钢结构的破坏形式脆性破坏：破坏前没有明显的变形，破坏发生突然，没有机会补救。断口平直并呈有光泽的晶粒状。脆性破坏的原因：钢材内部缺陷，焊接缺陷、构造不合理、使用不当等。应尽量发挥材料的塑性避免一切脆性破坏的可能性2.1钢材的主要性能广东某展览厅网架倒塌广东某国际展览中心包括展厅、会议中心和

2、一栋16层的酒店，总建筑面积42000m2。1989年建成投入使用。1992年降大暴雨，其中4号展厅网架倒塌。在倒塌现场发现大量高强螺栓被拉断或折断，部分杆件有明显压屈，但未发现杆件拉断及明显颈缩现象，也未发现杆件与锥头焊缝拉开。另外，网架建成后多次发现积水现象，事故现场两排水口表面均有堵塞。①由于4号展厅除承担本身雨水外，还要承担会议中心屋面溢流而来的雨水。由于溢流口、雨水斗设置不合理，未能有效排水导致网架积水超载。②高强螺栓超极限承载力而被拉断，高强螺栓安全度低于杆件安全度，其安全度不足。钢贮罐脆性断裂1989年1月22

3、日，内蒙古某糖厂一个直径为20m，高为15.76m的刚交工验收不久的废糖蜜钢贮罐发生断裂。破坏过程呈突发性，没有任何先兆，非常迅速。破坏时罐蜜贮量为4027t，不仅未达到设计贮量，并低于试用内糖期间曾达到的4559t水平，罐体内应力并不太高，距钢材屈服强度相差较远，地震和人为破坏及废糖蜜自燃爆炸的因素可排除，请分析钢贮罐发生断裂的原因。塑性断裂在发生前有明显预兆，而脆性断裂是突发性的。经调查表明，其裂口特征：罐体下部第1、2层母材撕裂，断口呈颗粒状，人字形纹尖端朝上，呈脆性断裂。对钢材材质进行复验，发现部分钢板含碳量和含硫量较

4、高，降低了钢材的塑性和可焊性，其常温冲击韧性比规定值偏低，故该钢材易出现脆性断裂。且焊接质量差，综合分析可知，罐体破坏的根源是焊接质量低而导致的低温脆性断裂。对接焊缝中大量未焊透部位如同张开型的焊接裂纹，在罐壁环向拉力的作用下，能引起严重的应力集中，成为罐体断裂的引发点。在荷载变化、应力集中、残余应力和温差应力的作用下，会缓慢扩展。而钢材的韧性较差，不能阻止裂纹的扩展，最后达到临界值，而突然断裂。海油田平台倾覆1980年3月27日，北海爱科菲斯科油田的A.L.基儿兰德号平台突然从水下深部传来一次震动，紧接着一声巨响，平台立即倾

5、斜，短时间内翻于海中，致使23人丧生，造成巨大的经济损失。现代海洋钢结构如移动式钻井平台，特别是固定式桩基平台，在恶劣的海洋环境中受风浪和海流的长期反复作用和冲击振动；在严寒海域长期受冰载及流水随海潮对平台的冲击碰撞；另外低温作用以及海水腐蚀介质的作用等都给钢结构平台带来极为不利的影响。突出问题就是海洋钢结构的脆性断裂和疲劳破坏。上述事故的调查分析显示，事故原因是撑竿中水声器支座疲劳裂纹萌生、扩展，导致撑竿迅速断裂。由于撑竿断裂，使相邻5个支杆过载而破坏，接着所支撑的承重脚柱破坏，使平台20分钟内全部倾覆。钢吊车梁裂缝某钢厂

6、原料跨吊车任务繁重，而冷轧跨吊车不太繁忙。两者互按同一标准设计，后者吊车梁使用40多年未发现裂缝，而前者因产生较多裂缝已更换。请分析裂缝的成因。由于前者任务繁重，承受的交变荷载次数多，故会产生疲劳破坏。二、单向受拉时的性能试验条件：标准试件在常温（20℃）下缓慢加载（静载）OAE—弹性阶段比例极限、弹性极限ECF—屈服阶段屈服点FB—强化阶段抗拉强度（极限强度）BD—颈缩阶段三、塑性性能塑性：在静力荷载作用下，钢材吸收变形能的能力衡量塑性性能的指标：伸长率四、冷弯性能冷弯性能是检验钢材适应冷加工（常温下加工）的能力和显示钢材

7、内部缺陷状况的一项指标冷弯性能是考察钢材在复杂应力状态下发展塑性变形能力的指标冷弯性能由冷弯试验确定冷弯性能是判别钢材塑性变形能力和冶金质量的综合指标五、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六、可焊性可焊性指采用一般焊接工艺就可完成合格的焊缝的性能可焊性受化学成分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

8、性能较难>0.45焊接性能难小结钢材的五项主要机械性能指标屈服点fy——抗拉强度fu——衡量钢材的承载能力和确定钢材强度设计值的指标。钢材的强度极限，仅作为安全储备。伸长率δ5——冷弯性能——冲击韧性——衡量钢材塑性变形能力的重要指标。衡量钢材塑性性能和冶金质量的综合指标。衡