第2章鋼結(jié)構(gòu)的材料ppt課件

1、第第2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料2.1 鋼材的主要性能鋼材的主要性能2.2 影響鋼材性能的因素影響鋼材性能的因素2.3 鋼材的疲勞自學(xué)）鋼材的疲勞自學(xué)）2.4 建筑鋼材的規(guī)格和選用建筑鋼材的規(guī)格和選用u 塑性破壞：破壞前有明顯的變形，破壞歷時(shí)時(shí)間長(zhǎng)，可以采塑性破壞：破壞前有明顯的變形，破壞歷時(shí)時(shí)間長(zhǎng)，可以采u 取補(bǔ)救措施。斷裂時(shí)斷口呈纖維狀，色澤發(fā)暗。構(gòu)件的應(yīng)力取補(bǔ)救措施。斷裂時(shí)斷口呈纖維狀，色澤發(fā)暗。構(gòu)件的應(yīng)力達(dá)達(dá)u 到了鋼材的抗拉強(qiáng)度。到了鋼材的抗拉強(qiáng)度。一、一、 鋼結(jié)構(gòu)的破壞形式鋼結(jié)構(gòu)的破壞形式u 脆性破壞：破壞前沒有明顯的變形，破壞發(fā)生突然，沒脆性破壞：破壞前沒有明顯的變形，破壞發(fā)

2、生突然，沒有機(jī)會(huì)補(bǔ)救。斷口平直并呈有光澤的晶粒狀。有機(jī)會(huì)補(bǔ)救。斷口平直并呈有光澤的晶粒狀。l脆性破壞的原因：鋼材內(nèi)部缺陷，焊接缺陷、構(gòu)造脆性破壞的原因：鋼材內(nèi)部缺陷，焊接缺陷、構(gòu)造l 不合理、使用不當(dāng)?shù)取２缓侠怼⑹褂貌划?dāng)?shù)取?應(yīng)盡量發(fā)揮材料的塑性應(yīng)盡量發(fā)揮材料的塑性 避免一切脆性破壞的可能性避免一切脆性破壞的可能性 2.1 鋼材的主要性能鋼材的主要性能v 廣東某展覽廳網(wǎng)架倒塌v 廣東某國(guó)際展覽中心包括展廳、會(huì)議中心和一棟16層的酒店，總建筑面積42000m2。1989年建成投入使用。1992年降大暴雨，其中4號(hào)展廳網(wǎng)架倒塌。在倒塌現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)大量高強(qiáng)螺栓被拉斷或折斷，部分桿件有明顯壓屈，但未發(fā)現(xiàn)桿

3、件拉斷及明顯頸縮現(xiàn)象，也未發(fā)現(xiàn)桿件與錐頭焊縫拉開。另外，網(wǎng)架建成后多次發(fā)現(xiàn)積水現(xiàn)象，事故現(xiàn)場(chǎng)兩排水口表面均有堵塞。v由于4號(hào)展廳除承擔(dān)本身雨水外，還要承擔(dān)會(huì)議中心屋面溢流而來(lái)的雨水。由于溢流口、雨水斗設(shè)置不合理，未能有效排水導(dǎo)致網(wǎng)架積水超載。高強(qiáng)螺栓超極限承載力而被拉斷，高強(qiáng)螺栓安全度低于桿件安全度，其安全度不足。 v鋼貯罐脆性斷裂鋼貯罐脆性斷裂 v 19891989年年1 1月月2222日，內(nèi)蒙古某糖廠一個(gè)直徑為日，內(nèi)蒙古某糖廠一個(gè)直徑為20 m20 m，高為高為15.76 m15.76 m的剛交工驗(yàn)收不久的廢糖蜜鋼貯罐發(fā)的剛交工驗(yàn)收不久的廢糖蜜鋼貯罐發(fā)生斷裂。破壞過(guò)程呈突發(fā)性，沒有任何先兆

4、，非常生斷裂。破壞過(guò)程呈突發(fā)性，沒有任何先兆，非常迅速。破壞時(shí)罐蜜貯量為迅速。破壞時(shí)罐蜜貯量為4027t4027t，不僅未達(dá)到設(shè)計(jì)，不僅未達(dá)到設(shè)計(jì)貯量，并低于試用內(nèi)糖期間曾達(dá)到的貯量，并低于試用內(nèi)糖期間曾達(dá)到的4559t4559t水平，水平，罐體內(nèi)應(yīng)力并不太高，距鋼材屈服強(qiáng)度相差較遠(yuǎn)，罐體內(nèi)應(yīng)力并不太高，距鋼材屈服強(qiáng)度相差較遠(yuǎn)，地震和人為破壞及廢糖蜜自燃爆炸的因素可排除，地震和人為破壞及廢糖蜜自燃爆炸的因素可排除，請(qǐng)分析鋼貯罐發(fā)生斷裂的原因。請(qǐng)分析鋼貯罐發(fā)生斷裂的原因。v塑性斷裂在發(fā)生前有明顯預(yù)兆，而脆性斷裂是突發(fā)性的。塑性斷裂在發(fā)生前有明顯預(yù)兆，而脆性斷裂是突發(fā)性的。v經(jīng)調(diào)查表明，其裂口特征

5、：罐體下部第經(jīng)調(diào)查表明，其裂口特征：罐體下部第1、2層母材撕裂，斷層母材撕裂，斷口呈顆粒狀，人字形紋尖端朝上，呈脆性斷裂?？诔暑w粒狀，人字形紋尖端朝上，呈脆性斷裂。v對(duì)鋼材材質(zhì)進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)部分鋼板含碳量和含硫量較高，降對(duì)鋼材材質(zhì)進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)部分鋼板含碳量和含硫量較高，降低了鋼材的塑性和可焊性，其常溫沖擊韌性比規(guī)定值偏低，故低了鋼材的塑性和可焊性，其常溫沖擊韌性比規(guī)定值偏低，故該鋼材易出現(xiàn)脆性斷裂。且焊接質(zhì)量差，綜合分析可知，罐體該鋼材易出現(xiàn)脆性斷裂。且焊接質(zhì)量差，綜合分析可知，罐體破壞的根源是焊接質(zhì)量低而導(dǎo)致的低溫脆性斷裂。對(duì)接焊縫中破壞的根源是焊接質(zhì)量低而導(dǎo)致的低溫脆性斷裂。對(duì)接焊縫中大

6、量未焊透部位如同張開型的焊接裂紋，在罐壁環(huán)向拉力的作大量未焊透部位如同張開型的焊接裂紋，在罐壁環(huán)向拉力的作用下，能引起嚴(yán)重的應(yīng)力集中，成為罐體斷裂的引發(fā)點(diǎn)。在荷用下，能引起嚴(yán)重的應(yīng)力集中，成為罐體斷裂的引發(fā)點(diǎn)。在荷載變化、應(yīng)力集中、殘余應(yīng)力和溫差應(yīng)力的作用下，會(huì)緩慢擴(kuò)載變化、應(yīng)力集中、殘余應(yīng)力和溫差應(yīng)力的作用下，會(huì)緩慢擴(kuò)展。而鋼材的韌性較差，不能阻止裂紋的擴(kuò)展，最后達(dá)到臨界展。而鋼材的韌性較差，不能阻止裂紋的擴(kuò)展，最后達(dá)到臨界值，而突然斷裂。值，而突然斷裂。 v海油田平臺(tái)傾覆海油田平臺(tái)傾覆 19801980年年3 3月月2727日，北海愛科菲斯科油田的日，北海愛科菲斯科油田的A.L.A.L.基

7、兒蘭德號(hào)平臺(tái)基兒蘭德號(hào)平臺(tái)突然從水下深部傳來(lái)一次震動(dòng)，緊接著一聲巨響，平臺(tái)立即傾突然從水下深部傳來(lái)一次震動(dòng)，緊接著一聲巨響，平臺(tái)立即傾斜，短時(shí)間內(nèi)翻于海中，致使斜，短時(shí)間內(nèi)翻于海中，致使2323人喪生，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。人喪生，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。 現(xiàn)代海洋鋼結(jié)構(gòu)如移動(dòng)式鉆井平臺(tái)，特別是固定式樁基平臺(tái)，現(xiàn)代海洋鋼結(jié)構(gòu)如移動(dòng)式鉆井平臺(tái)，特別是固定式樁基平臺(tái)，在惡劣的海洋環(huán)境中受風(fēng)浪和海流的長(zhǎng)期反復(fù)作用和沖擊振動(dòng)；在惡劣的海洋環(huán)境中受風(fēng)浪和海流的長(zhǎng)期反復(fù)作用和沖擊振動(dòng)；在嚴(yán)寒海域長(zhǎng)期受冰載及流水隨海潮對(duì)平臺(tái)的沖擊碰撞；另外在嚴(yán)寒海域長(zhǎng)期受冰載及流水隨海潮對(duì)平臺(tái)的沖擊碰撞；另外低溫作用以及海水腐蝕

8、介質(zhì)的作用等都給鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)帶來(lái)極為低溫作用以及海水腐蝕介質(zhì)的作用等都給鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)帶來(lái)極為不利的影響。突出問(wèn)題就是海洋鋼結(jié)構(gòu)的脆性斷裂和疲勞破壞。不利的影響。突出問(wèn)題就是海洋鋼結(jié)構(gòu)的脆性斷裂和疲勞破壞。上述事故的調(diào)查分析顯示，事故原因是撐竿中水聲器支座上述事故的調(diào)查分析顯示，事故原因是撐竿中水聲器支座疲勞裂紋萌生、擴(kuò)展，導(dǎo)致?lián)胃脱杆贁嗔?。由于撐竿斷裂，使疲勞裂紋萌生、擴(kuò)展，導(dǎo)致?lián)胃脱杆贁嗔选Ｓ捎趽胃蛿嗔?，使相鄰相? 5個(gè)支桿過(guò)載而破壞，接著所支撐的承重腳柱破壞，使平臺(tái)個(gè)支桿過(guò)載而破壞，接著所支撐的承重腳柱破壞，使平臺(tái)2020分鐘內(nèi)全部?jī)A覆。分鐘內(nèi)全部?jī)A覆。v 鋼吊車梁裂縫鋼吊車梁裂縫 某鋼廠原

9、料跨吊車任務(wù)繁重，而冷軋跨吊某鋼廠原料跨吊車任務(wù)繁重，而冷軋跨吊車不太繁忙。兩者互按同一標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，后者車不太繁忙。兩者互按同一標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，后者吊車梁使用吊車梁使用4040多年未發(fā)現(xiàn)裂縫，而前者因產(chǎn)多年未發(fā)現(xiàn)裂縫，而前者因產(chǎn)生較多裂縫已更換。請(qǐng)分析裂縫的成因。生較多裂縫已更換。請(qǐng)分析裂縫的成因。 由于前者任務(wù)繁重，承受的交變荷載次數(shù)由于前者任務(wù)繁重，承受的交變荷載次數(shù)多，故會(huì)產(chǎn)生疲勞破壞。多，故會(huì)產(chǎn)生疲勞破壞。 二、單向受拉時(shí)的性能二、單向受拉時(shí)的性能 試驗(yàn)條件：標(biāo)準(zhǔn)試件在常溫試驗(yàn)條件：標(biāo)準(zhǔn)試件在常溫2020）下緩慢加載靜載）下緩慢加載靜載）OAE彈性階段彈性階段 比例極限、彈性極限比例極限、彈性

10、極限 ECF屈服階段屈服階段 屈服點(diǎn)屈服點(diǎn)F B強(qiáng)化階段強(qiáng)化階段 抗拉強(qiáng)度極限強(qiáng)度）抗拉強(qiáng)度極限強(qiáng)度）B D頸縮階段頸縮階段 BDOffffAECF三、塑性性能三、塑性性能塑性：在靜力荷載作用下，鋼材吸收變形能的能力塑性：在靜力荷載作用下，鋼材吸收變形能的能力衡量塑性性能的指標(biāo)：伸長(zhǎng)率衡量塑性性能的指標(biāo)：伸長(zhǎng)率表示以時(shí)表示以時(shí)5001000010001,5,10試件中間部分的直徑試件拉斷后的標(biāo)距長(zhǎng)度試件原標(biāo)距長(zhǎng)度%100dldldlllll四、冷彎性能四、冷彎性能 冷彎性能是檢驗(yàn)鋼材適應(yīng)冷加工常溫下加工）冷彎性能是檢驗(yàn)鋼材適應(yīng)冷加工常溫下加工） 的能力和顯示鋼材內(nèi)部缺陷狀況的一項(xiàng)指標(biāo)的能力和顯

11、示鋼材內(nèi)部缺陷狀況的一項(xiàng)指標(biāo) 冷彎性能是考察鋼材在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下發(fā)展塑性冷彎性能是考察鋼材在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下發(fā)展塑性 變形能力的指標(biāo)變形能力的指標(biāo) 冷彎性能由冷彎試驗(yàn)確定冷彎性能由冷彎試驗(yàn)確定 冷彎性能是判別鋼材塑性變形能力和冶金質(zhì)量的冷彎性能是判別鋼材塑性變形能力和冶金質(zhì)量的 綜合指標(biāo)綜合指標(biāo)五、沖擊韌性五、沖擊韌性沖擊韌性：在動(dòng)力荷載作用下，材料吸收能量的能力沖擊韌性：在動(dòng)力荷載作用下，材料吸收能量的能力衡量沖擊韌性的指標(biāo)：沖擊功衡量沖擊韌性的指標(biāo)：沖擊功 韌性是鋼材強(qiáng)度和塑性的綜合指標(biāo)韌性是鋼材強(qiáng)度和塑性的綜合指標(biāo) 梅氏梅氏U型缺口試件型缺口試件:沖擊試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)試件型式?jīng)_擊試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)試件型

12、式 夏比夏比V型缺口試件型缺口試件:我國(guó)采用夏比我國(guó)采用夏比V型缺口試件型缺口試件2/cmJk JCV 沖擊韌性受溫度的影響沖擊韌性受溫度的影響六、六、 可焊性可焊性 可焊性指采用一般焊接工藝就可完成合格的焊縫可焊性指采用一般焊接工藝就可完成合格的焊縫的性能的性能 可焊性受化學(xué)成分的影響比較大可焊性受化學(xué)成分的影響比較大碳當(dāng)量：碳當(dāng)量： 衡量低合金鋼的可焊性的計(jì)算衡量低合金鋼的可焊性的計(jì)算%eqC %1556%iuorneqNCVMCMCC0.45焊接性能難焊接性能難小結(jié)小結(jié) 鋼材的五項(xiàng)主要機(jī)械性能指標(biāo)鋼材的五項(xiàng)主要機(jī)械性能指標(biāo)屈服點(diǎn)屈服點(diǎn) fy fy 抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度 fufu衡量鋼材的承載

13、能力和確定鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的指標(biāo)。衡量鋼材的承載能力和確定鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的指標(biāo)。鋼材的強(qiáng)度極限，僅作為安全儲(chǔ)備。鋼材的強(qiáng)度極限，僅作為安全儲(chǔ)備。伸長(zhǎng)率伸長(zhǎng)率55冷彎性能冷彎性能 沖擊韌性沖擊韌性 衡量鋼材塑性變形能力的重要指標(biāo)。衡量鋼材塑性變形能力的重要指標(biāo)。 衡量鋼材塑性性能和冶金質(zhì)量的綜合指標(biāo)。衡量鋼材塑性性能和冶金質(zhì)量的綜合指標(biāo)。 衡量鋼材在動(dòng)荷載作用下抵抗脆性破壞能力的指標(biāo)。衡量鋼材在動(dòng)荷載作用下抵抗脆性破壞能力的指標(biāo)。一、化學(xué)成分一、化學(xué)成分2.2 2.2 影響鋼材性能的因素影響鋼材性能的因素普通碳素鋼中普通碳素鋼中FeFe占占99%99%，其他雜質(zhì)元素占，其他雜質(zhì)元素占1%1%普通低

14、合金鋼中有普通低合金鋼中有5%5%的合金元素的合金元素碳碳C C）：鋼材強(qiáng)度的主要來(lái)源，但是隨其含量增加，強(qiáng)度增）：鋼材強(qiáng)度的主要來(lái)源，但是隨其含量增加，強(qiáng)度增 加，塑性降低，可焊性降低，抗腐蝕性降低。普通加，塑性降低，可焊性降低，抗腐蝕性降低。普通 控制在控制在0.120.120.2%0.2%，在，在0.20.2以下時(shí)，可焊性良好以下時(shí)，可焊性良好硫硫S S）：熱脆性，不得超過(guò)）：熱脆性，不得超過(guò)0.05%0.05%磷磷P P）：冷脆性?？垢g能力略有提高，可焊性降低。）：冷脆性?？垢g能力略有提高，可焊性降低。 不得超過(guò)不得超過(guò)0.045%0.045%錳錳Mn）：合金元素。弱脫氧劑。與）：

15、合金元素。弱脫氧劑。與S形成形成MnS，熔點(diǎn)為，熔點(diǎn)為 1600，可以消除一部分，可以消除一部分S的有害作用。的有害作用。硅硅Si）：合金元素。強(qiáng)脫氧劑。）：合金元素。強(qiáng)脫氧劑。氧氧O）：有害雜質(zhì)，效果同）：有害雜質(zhì)，效果同S。氮氮N）：有害雜質(zhì)，效果同）：有害雜質(zhì)，效果同P。二、冶金缺陷二、冶金缺陷常見的冶金缺陷有偏析、非金屬夾雜、氣孔、裂紋等。常見的冶金缺陷有偏析、非金屬夾雜、氣孔、裂紋等。偏析偏析化學(xué)成分分布的不均勻程度?；瘜W(xué)成分分布的不均勻程度。三、加荷速度三、加荷速度 1材性試驗(yàn)要求緩慢加載材性試驗(yàn)要求緩慢加載 2要考慮動(dòng)荷載對(duì)結(jié)構(gòu)的不利影響要考慮動(dòng)荷載對(duì)結(jié)構(gòu)的不利影響加荷速度高，鋼

16、材屈服點(diǎn)提高，呈脆性。因此，加荷速度高，鋼材屈服點(diǎn)提高，呈脆性。因此，四、鋼材硬化四、鋼材硬化時(shí)效硬化20yf f p冷加工及時(shí)效冷加工及時(shí)效后的塑性區(qū)冷作硬化后的塑性區(qū)40冷作硬化13yf 冷作硬化冷作硬化當(dāng)加載超過(guò)材料比例極限卸載后，出現(xiàn)殘余變形，再當(dāng)加載超過(guò)材料比例極限卸載后，出現(xiàn)殘余變形，再次加載則屈服點(diǎn)提高，塑性和韌性降低的現(xiàn)象，也稱次加載則屈服點(diǎn)提高，塑性和韌性降低的現(xiàn)象，也稱“應(yīng)變硬化應(yīng)變硬化”應(yīng)變時(shí)效應(yīng)變時(shí)效鋼材產(chǎn)生塑性變形時(shí)，碳、氮化合物更易析出。即鋼材產(chǎn)生塑性變形時(shí)，碳、氮化合物更易析出。即冷作硬化的同時(shí)可以加速時(shí)效硬化，因此也稱冷作硬化的同時(shí)可以加速時(shí)效硬化，因此也稱“人

17、工時(shí)效人工時(shí)效”。 時(shí)效硬化時(shí)效硬化隨時(shí)間的增長(zhǎng)，碳和氮的化合物從晶體中析出，使隨時(shí)間的增長(zhǎng)，碳和氮的化合物從晶體中析出，使材料硬化的現(xiàn)象。材料硬化的現(xiàn)象。五、溫度的影響五、溫度的影響1. 1. 正溫范圍正溫范圍 100 100以內(nèi)以內(nèi) 對(duì)鋼材性能無(wú)影響；對(duì)鋼材性能無(wú)影響； 100 100以上以上 隨溫度升高，總的趨勢(shì)是強(qiáng)度、彈性模量降低，隨溫度升高，總的趨勢(shì)是強(qiáng)度、彈性模量降低， 塑性增大塑性增大 250 250左右左右 抗拉強(qiáng)度略有提高，塑性和韌性降低，脆性增抗拉強(qiáng)度略有提高，塑性和韌性降低，脆性增 加加藍(lán)脆現(xiàn)象。該溫度區(qū)段稱為藍(lán)脆現(xiàn)象。該溫度區(qū)段稱為“藍(lán)脆區(qū)藍(lán)脆區(qū)”。 250 25035

18、0350 在應(yīng)力不變的情況下，鋼材以很緩慢的速度繼續(xù)在應(yīng)力不變的情況下，鋼材以很緩慢的速度繼續(xù) 形形徐變現(xiàn)象。徐變現(xiàn)象。 600 600左右左右彈性模量趨于零彈性模量趨于零 ，承載能力幾乎完全喪失。，承載能力幾乎完全喪失。低溫對(duì)鋼材沖擊韌性的影響1T C t / T cT 2（有兼壞破種兩壞破性脆沖擊功區(qū)度溫變轉(zhuǎn)）壞破性塑2. 負(fù)溫范圍負(fù)溫范圍 當(dāng)溫度低于常溫時(shí)，鋼材的脆當(dāng)溫度低于常溫時(shí)，鋼材的脆 性傾向隨溫度降低而增加。性傾向隨溫度降低而增加。 T1 T2 之間溫度轉(zhuǎn)變脆性區(qū)，之間溫度轉(zhuǎn)變脆性區(qū)，沖擊功急劇下降。而且不同的鋼材沖擊功急劇下降。而且不同的鋼材其脆性轉(zhuǎn)變區(qū)溫度不同，必須通過(guò)其脆性

19、轉(zhuǎn)變區(qū)溫度不同，必須通過(guò)試驗(yàn)確定。使用溫度必須高于試驗(yàn)確定。使用溫度必須高于T1 ，但不一定高于但不一定高于T2六、應(yīng)力集中的影響六、應(yīng)力集中的影響構(gòu)造缺陷：構(gòu)件表面不平整，有刻槽、缺口，厚度突變等構(gòu)造缺陷：構(gòu)件表面不平整，有刻槽、缺口，厚度突變等應(yīng)力集中：由于構(gòu)造缺陷，應(yīng)力不均勻，力線變曲折，缺陷處應(yīng)力集中：由于構(gòu)造缺陷，應(yīng)力不均勻，力線變曲折，缺陷處 有高峰應(yīng)力。有高峰應(yīng)力。應(yīng)力集中的危害：塑性降低，脆性增加應(yīng)力集中的危害：塑性降低，脆性增加 構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)避免截面突變和尖銳角的情況構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)避免截面突變和尖銳角的情況七、厚度的影響七、厚度的影響隨著厚度的增加，鋼材的抗拉、抗壓、抗彎、抗剪

20、強(qiáng)度均下降隨著厚度的增加，鋼材的抗拉、抗壓、抗彎、抗剪強(qiáng)度均下降八、八、 復(fù)雜應(yīng)力作用下鋼材的屈服條件復(fù)雜應(yīng)力作用下鋼材的屈服條件假定：假定：1. 材料由彈性轉(zhuǎn)入塑性的強(qiáng)度指標(biāo)用變形時(shí)單位體積材料由彈性轉(zhuǎn)入塑性的強(qiáng)度指標(biāo)用變形時(shí)單位體積 中積聚的能量來(lái)表達(dá)；中積聚的能量來(lái)表達(dá)； 2. 當(dāng)復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下變形能等于單軸受力時(shí)的變形能當(dāng)復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下變形能等于單軸受力時(shí)的變形能 時(shí)，鋼材即由彈性轉(zhuǎn)入塑性。時(shí)，鋼材即由彈性轉(zhuǎn)入塑性。)(3)(2zx2yz2xyxzzyyx2z2y2xredyredf彈性狀態(tài)彈性狀態(tài)yredf塑性狀態(tài)塑性狀態(tài)平面應(yīng)力狀態(tài)平面應(yīng)力狀態(tài)2xyyx2y2x3red梁的應(yīng)力狀態(tài)

21、梁的應(yīng)力狀態(tài)純剪應(yīng)力狀態(tài)純剪應(yīng)力狀態(tài)223red3redu 較高的強(qiáng)度較高的強(qiáng)度u 足夠的變形能力，塑性、韌性好足夠的變形能力，塑性、韌性好u 良好的加工性能包括冷加工、熱加工和可焊性）良好的加工性能包括冷加工、熱加工和可焊性）鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50017-2019GB50017-2019規(guī)定：規(guī)定：承重結(jié)構(gòu)的鋼材應(yīng)具有抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、屈服強(qiáng)度承重結(jié)構(gòu)的鋼材應(yīng)具有抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、屈服強(qiáng)度和硫、磷含量的合格保證，對(duì)焊接結(jié)構(gòu)尚應(yīng)具有碳含和硫、磷含量的合格保證，對(duì)焊接結(jié)構(gòu)尚應(yīng)具有碳含量的合格保證。焊接承重結(jié)構(gòu)以及重要的非焊接承重量的合格保證。焊接承重結(jié)構(gòu)以及重要的非焊接承重結(jié)構(gòu)采

22、用的鋼材還應(yīng)具有冷彎試驗(yàn)的合格保證。需要結(jié)構(gòu)采用的鋼材還應(yīng)具有冷彎試驗(yàn)的合格保證。需要驗(yàn)算疲勞的焊接結(jié)構(gòu)的鋼材，應(yīng)具有常溫或負(fù)溫沖擊驗(yàn)算疲勞的焊接結(jié)構(gòu)的鋼材，應(yīng)具有常溫或負(fù)溫沖擊韌性的合格保證。對(duì)需要驗(yàn)算疲勞的非焊接結(jié)構(gòu)的鋼韌性的合格保證。對(duì)需要驗(yàn)算疲勞的非焊接結(jié)構(gòu)的鋼材應(yīng)具有常溫沖擊韌性的合格保證。材應(yīng)具有常溫沖擊韌性的合格保證。規(guī)范推薦的鋼種為規(guī)范推薦的鋼種為Q235Q235、Q345Q345、Q390Q390、Q420Q4202.4 2.4 建筑鋼材的規(guī)格和選用建筑鋼材的規(guī)格和選用一、鋼結(jié)構(gòu)對(duì)材料的要求一、鋼結(jié)構(gòu)對(duì)材料的要求二、鋼的種類二、鋼的種類1.1.碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)牌號(hào)v表

23、示方法表示方法2.2.低合金鋼低合金鋼牌號(hào)牌號(hào)v表示方法表示方法三、鋼材的選擇三、鋼材的選擇1.1.基本原則基本原則結(jié)構(gòu)安全可靠結(jié)構(gòu)安全可靠滿足使用要求滿足使用要求經(jīng)濟(jì)合理經(jīng)濟(jì)合理2.2.考慮結(jié)構(gòu)特點(diǎn)考慮結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)的類型及重要性重要、普通、次要）結(jié)構(gòu)的類型及重要性重要、普通、次要）荷載的性質(zhì)動(dòng)載、靜載）荷載的性質(zhì)動(dòng)載、靜載）連接方法焊接、非焊接）連接方法焊接、非焊接）結(jié)構(gòu)的工作溫度低溫、普通）結(jié)構(gòu)的工作溫度低溫、普通）結(jié)構(gòu)的受力性質(zhì)拉、壓、彎）結(jié)構(gòu)的受力性質(zhì)拉、壓、彎）結(jié)構(gòu)形式和鋼材厚度格構(gòu)式；厚板）結(jié)構(gòu)形式和鋼材厚度格構(gòu)式；厚板）1 1、非焊接承重結(jié)構(gòu)的鋼材，應(yīng)具有、非焊接承重結(jié)構(gòu)的鋼材，

24、應(yīng)具有fufu、fyfy、，P P、S S的合格保證。的合格保證。鋼材選擇建議鋼材選擇建議2 2、焊接承重結(jié)構(gòu)的鋼材，一般應(yīng)具有、焊接承重結(jié)構(gòu)的鋼材，一般應(yīng)具有fufu、fyfy、，P P、S S 再加再加C C和冷彎試驗(yàn)的合格保證。和冷彎試驗(yàn)的合格保證。3 3、Q235AQ235A鋼只宜用于承受靜荷載或不直接受動(dòng)荷載的鋼只宜用于承受靜荷載或不直接受動(dòng)荷載的非焊接結(jié)構(gòu)；當(dāng)用于焊接結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)限制非焊接結(jié)構(gòu)；當(dāng)用于焊接結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)限制C C含量不超過(guò)含量不超過(guò)0.2%0.2%，并對(duì)冷彎性能提出要求。，并對(duì)冷彎性能提出要求。 4 4、對(duì)于需要驗(yàn)算疲勞的焊接結(jié)構(gòu)和起重量大于等于、對(duì)于需要驗(yàn)算疲勞的焊接結(jié)

25、構(gòu)和起重量大于等于50t50t的中級(jí)工作制吊車梁，除上述要求外，尚應(yīng)具有的中級(jí)工作制吊車梁，除上述要求外，尚應(yīng)具有常溫沖擊韌性的合格保證常溫沖擊韌性的合格保證: : 當(dāng)結(jié)構(gòu)工作溫度等于或低于當(dāng)結(jié)構(gòu)工作溫度等于或低于00但高于但高于2020時(shí)，時(shí)，Q235Q235鋼和鋼和Q345Q345鋼應(yīng)具有鋼應(yīng)具有00沖擊韌性合格的保證；沖擊韌性合格的保證；Q390Q390鋼和鋼和Q420Q420鋼應(yīng)具有鋼應(yīng)具有2020沖擊韌性的合格保證。沖擊韌性的合格保證。 當(dāng)結(jié)構(gòu)工作溫度等于或低于當(dāng)結(jié)構(gòu)工作溫度等于或低于2020時(shí)，時(shí)，Q235Q235鋼和鋼和Q345Q345鋼應(yīng)具有鋼應(yīng)具有2020沖擊韌性的合格保證；

26、沖擊韌性的合格保證；Q390Q390和和Q420Q420鋼應(yīng)具有鋼應(yīng)具有4040沖擊韌性的合格保證。沖擊韌性的合格保證。 5 5、對(duì)于需要驗(yàn)算疲勞的非焊接結(jié)構(gòu)和起重量大于等、對(duì)于需要驗(yàn)算疲勞的非焊接結(jié)構(gòu)和起重量大于等于于50t50t的中級(jí)工作制吊車梁，亦應(yīng)具有常溫沖擊韌性的中級(jí)工作制吊車梁，亦應(yīng)具有常溫沖擊韌性的合格保證的合格保證: : 當(dāng)結(jié)構(gòu)工作溫度等于或低于當(dāng)結(jié)構(gòu)工作溫度等于或低于2020時(shí)，對(duì)時(shí)，對(duì)Q235Q235鋼鋼和和Q345Q345鋼應(yīng)具有鋼應(yīng)具有00沖擊韌性合格的保證；對(duì)沖擊韌性合格的保證；對(duì)Q390Q390鋼鋼和和Q420Q420鋼應(yīng)具有鋼應(yīng)具有2020沖擊韌性的合格保證。沖擊

27、韌性的合格保證。6 6、重要的受拉或受彎的焊接構(gòu)件中，厚度大于等于、重要的受拉或受彎的焊接構(gòu)件中，厚度大于等于16mm16mm的鋼材應(yīng)具有常溫沖擊韌性合格的保證。的鋼材應(yīng)具有常溫沖擊韌性合格的保證。 鋼結(jié)構(gòu)所用鋼材主要有：鋼結(jié)構(gòu)所用鋼材主要有： 熱軋鋼板、熱軋型鋼、冷軋薄鋼板、冷彎薄壁型鋼熱軋鋼板、熱軋型鋼、冷軋薄鋼板、冷彎薄壁型鋼（一）、鋼板（一）、鋼板 （ 厚厚寬寬長(zhǎng)或長(zhǎng)或厚厚寬）寬）薄鋼板：厚度薄鋼板：厚度0.354mm，寬度，寬度5001800mm，長(zhǎng)度，長(zhǎng)度0.46m; 用用于制作冷彎薄壁型鋼于制作冷彎薄壁型鋼厚鋼板：厚度厚鋼板：厚度4.560mm，寬度，寬度7003000mm，長(zhǎng)度，長(zhǎng)度412m; 用用做大型實(shí)腹式梁柱翼緣、腹板做大型實(shí)腹式梁柱翼緣、腹板特厚鋼：厚度特厚鋼：厚度60mm，寬度，寬度6003800mm，長(zhǎng)度，長(zhǎng)度49m; 用做用做高層鋼結(jié)構(gòu)箱形柱高層鋼