最新哈工大土木工程专业考研专业课钢结构讲义资料教学讲义PPT课件.ppt

《最新哈工大土木工程专业考研专业课钢结构讲义资料教学讲义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、哈工大土木工程专业考研专业课钢结构讲义资料§2.1建筑钢材在单轴应力下的工作性能在+20℃的条件下做拉伸试验，缓慢加载，得到应力应变曲线。工作特性分为四个阶段：①弹性阶段：0～fp(比例极限)，σ～ε线性关系，变形小，卸载后变形恢复。塑性σfp弹性fyBCε(0.1~0.2)%(2~3)%20%弹性模量l0按GB将钢材加工成标准试件，2②弹塑性阶段：fp～fy(屈服点)，弹性变形塑性变形—不可恢复的残余变形弹性模量E由2.06×1050③塑性阶段（又称塑流阶段）：B～C屈服平台，σ不变，ε不断增长。

2、④强化阶段（又称自强阶段）：钢材恢复承载能力，当σfu（抗拉强度)时，发生颈缩现象而破坏，变形塑性σfp弹性fyBCε(0.1~0.2)%(2~3)%20%为塑性破坏。3由此可以得出，相同种类不同厚度的钢材，设计强度是不一样的。据此，«规范»将不同厚度的钢材分组，不同组取不同的强度设计值。钢材强度设计值N/mm2碳素结构钢低合金高强度结构钢有屈服点的钢材含碳量小于2.06％，建筑用钢含C量小于0.25％加入少于5％的合金元素牌号厚度或直径/mm抗拉、抗压和抗弯f抗剪fv端面承压（刨平顶紧fceQ23

3、5≤16215125325>16~40205120>40~60200115>60~1001901107无屈服点的钢材，如热处理低合金钢，如何确定屈服点？？？以卸载后残余应变为0.2％时所对应的应力为屈服点。以σ0.2表示，又称为条件屈服点。冷弯性能：更严格的衡量塑性变形能力的指标，通过冷弯试验确定。冷弯试验是按材料的原有厚度经表面加工成板状，作180°冷弯，以弯曲处的外面、侧面不起层、不开裂为合格。不同厚度的钢材，d不同。注意：焊接承重结构以及重要的非焊接承重结构采用的钢材必须具有冷弯性能的合格保证

4、。8厚度方向断面收缩率（又称Z向收缩率）：厚度40mm以上钢板，受力时可能会发生层状撕裂，故应满足Z向收缩率要求。量大，质量好，不易出现层状撕裂，故无此要求。Z向收缩率用ψZ表示A0：原横截面面积A1：拉断时，断口处横截面面积Z15相应的ψZ＝15％Z15钢Z25相应的ψZ＝25％Z25钢Z35相应的ψZ＝35％Z35钢薄钢板轧制时，压缩分为三个质量等级9钢材受动荷时的韧性指标：衡量钢材承受动荷作用时抵抗脆性破坏的指标就是冲击韧性。韧性是钢材在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力，吸收能量多，韧性好。

5、确定冲击韧性的方法就是冲击试验，试验采用夏比V型缺口试件。Q235钢AKV≥27J(20℃、0℃、-20℃)Q345钢AKV≥34J(20℃、0℃、-20℃)Q390钢AKV≥27J(-40℃)实际结构中，脆断总是发生在缺陷应力集中处，因为该处存在同号拉应力场，使塑性变形受到限制。10§2.2建筑钢材在多轴应力下的工作性能双向、三向受力时，不能以单向受力时的fy为屈服点，采用第四强度理论较为合适。单向拉伸达塑性状态时，积聚于单位体积中的形状改变能为：三向主应力作用下，单位体积形状改变能为：式中：ν：

6、泊桑比11能量理论认为：Uφ=[Uφ]时，多向应力状态下的钢材进入塑性。即由弹性转为塑性状态的工作条件为：当折算应力σeq＜fy时，弹性；当折算应力σeq＞fy时，塑性。多向应力下，以折算应力σeq作为强度计算的标准，将折算应力σeq变形为：①有异号应力，且同号应力差较大，就易进入塑性，说明异号应力场下易发生塑性破坏。令：分析：12②三个主应力同号且接近，σeq小，不易进入塑性，直至破坏，也不进入塑性；三向等值压缩时，不会破坏；说明同号拉应力场下易脆性破坏。用正应力和剪应力表示折算应力：钢结构中，构

7、件厚度小，厚度方向应力小，忽略，形成平面应力状态，即：达到屈服时：即：纯剪时：因此时屈服，用fyv代替τ，即有：fyv＝0.58fy13§2.3各种因素对钢材性能的影响1938～1950年，在-14℃左右的冬季条件下，比利时共有14座大桥断裂。1954年11月，英国制造的32000t油船—世界协和号，在海浪4.5～6m高的大海中航行时，船底断裂。事故原因？？？一化学成分C：铁以外最重要的元素，C>0.3%或C<0.1%时，钢材无明显屈服点。C↑→强度↑、塑性↓、冲击韧性↓、焊接性能↓、脆性↑、低温脆

8、断危险↑。钢结构采用低碳钢，C<0.25%，焊接结构C<0.2%S：有害元素，800℃～1000℃时，硫化铁熔化使钢材变脆，因此热加工或焊接时，有可能引起热裂纹，称为“热脆”。14S↑→冲击韧性↓、焊接性能↓、疲劳强度↓，所以，S≤0.045%(Q235以上钢材）S≤0.05%(Q235钢材）Mn：有益元素，弱脱氧剂。提高强度，不过多降低塑性和韧性，消除热脆，改善冷脆；Mn过多，降低焊接性能。Si：强脱氧剂。Si≤0.2%时，提高强度，而不显著影响塑性、韧性、冷弯性能