鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理與材料設(shè)計(jì)

第二章鋼結(jié)構(gòu)的材料大綱要求:

1.了解鋼結(jié)構(gòu)的兩種破壞形式；

2.掌握結(jié)構(gòu)用鋼材的主要性能及其機(jī)械性能指標(biāo)；3.掌握影響鋼材性能的主要因素特別是導(dǎo)致鋼材變脆的主要因素；4.了解結(jié)構(gòu)用鋼材的種類、牌號、規(guī)格；5.了解鋼材選擇的依據(jù)，做到正確選擇鋼材；6.掌握鋼材疲勞的概念和疲勞計(jì)算方法。1.較高的抗拉強(qiáng)度fu和屈服點(diǎn)fy；2.較好的塑性、韌性；3.良好的工藝性能（冷、熱加工，可焊性）；4.對環(huán)境的良好適應(yīng)性。§2.1

鋼結(jié)構(gòu)對材料的要求一、塑性破壞

破壞前有明顯的塑性變形，破壞過程長，斷口發(fā)暗，可以采取補(bǔ)救措施。

二、脆性破壞

壞前沒有明顯的變形和征兆，破壞時(shí)的變形遠(yuǎn)比材料應(yīng)有的變形能力小，破壞突然，斷口平直、發(fā)亮呈晶粒狀，無機(jī)會補(bǔ)救?！?.2鋼材的破壞形式一、受拉、受壓、受彎及受剪時(shí)的性能（一）一次拉伸時(shí)的性能

1.條件：標(biāo)準(zhǔn)試件（GB228—63），常溫（20℃）下緩慢加載，一次完成。含碳量為0.1%－0.3%。標(biāo)準(zhǔn)試件：lo/d=5、10；lo-標(biāo)距；d--直徑§2.3

鋼材的主要性能d2.階段劃分A.有屈服點(diǎn)鋼材σ--ε曲線可以分為五個階段：(1)彈性階段(OB段)OA段材料處于純彈性，即:AB段有一定的塑性變形,但整個OB段卸載時(shí)，ε=0；E=206×103N/mm2OBCDAE（2）彈塑性階段（BC)

該段很短,表現(xiàn)出鋼材的非彈性性質(zhì);

σB—屈服上限;σC—屈服下限

(屈服點(diǎn)fy)（3）塑性階段（CD)

該段σ基本保持不變（水平),ε急劇增大,稱為屈服臺階或流幅段,變形模量E=0OBCDAEO‘S（4）強(qiáng)化階段(DE段)極限抗拉強(qiáng)度fu（5）頸縮階段(EF段)隨荷載的增加σ緩慢增大,但ε增加較快OBCDAEB.對無明顯屈服點(diǎn)的鋼材

該種鋼材在拉伸過程中沒有屈服階段，塑性變形小，破壞突然。

設(shè)計(jì)時(shí)取相當(dāng)于殘余變形為0.2%

時(shí)所對應(yīng)的應(yīng)力作為屈服點(diǎn)—‘條件屈服點(diǎn)’fy=f0.20.2%fuεp3.應(yīng)力應(yīng)變曲線的的簡化1)fy與fb相差很??；2)超過fy到屈服臺階終止止的變形約為2.5%--3%，足以滿足考慮慮結(jié)構(gòu)的塑性變變形發(fā)展的要求求。（1）鋼材可以簡化化為理想彈塑性體ε2.5%--3%fy

ε00.15%ε（2）鋼材在靜載作作用下：強(qiáng)度計(jì)算以fy為依據(jù);fu為結(jié)構(gòu)的安全儲儲備。（3）斷裂時(shí)變形約約為彈性變形的的200倍，在破壞前產(chǎn)生明顯可見的的塑性變形，可及時(shí)時(shí)補(bǔ)救，故幾乎不可能發(fā)發(fā)生。O0.15%22%fufyfu-fy4.單向拉伸時(shí)鋼材材的機(jī)械性能指指標(biāo)（1）屈服點(diǎn)fy--應(yīng)力應(yīng)變曲線開開始產(chǎn)生塑性流流動時(shí)對應(yīng)的應(yīng)應(yīng)力，它是衡量量鋼材的承載能力和確定鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的重要指標(biāo)。（2）抗拉強(qiáng)度fu--應(yīng)力應(yīng)變曲線最最高點(diǎn)對應(yīng)的應(yīng)應(yīng)力，它是鋼材材最大的抗拉強(qiáng)強(qiáng)度。（3）伸長率（4）斷面收縮率它是衡量鋼材塑塑性應(yīng)變能力的的重要指標(biāo)。當(dāng)l0/d=5時(shí)，用δ5表示，當(dāng)l0/d=10時(shí)，用δ10表示。A0A1同單向拉伸時(shí)的的性能，屈服點(diǎn)點(diǎn)也相差不多。。（二）受壓時(shí)的的性能采用短試件l0/d=3,屈服點(diǎn)同單向拉拉伸時(shí)的屈服點(diǎn)點(diǎn)。（三）受彎時(shí)的的性能（四）受剪時(shí)時(shí)的性能抗剪強(qiáng)度可由由折算應(yīng)力計(jì)計(jì)算公式得到到：二、冷彎性能能衡量鋼材塑性性性能和質(zhì)量量優(yōu)劣的綜合合指標(biāo)。三、沖擊韌性性衡量鋼材在動動力（沖擊））荷載、復(fù)雜雜應(yīng)力作用下下抗脆性破壞壞能力的指標(biāo)標(biāo)，用斷裂時(shí)時(shí)吸收的總能能量（彈性和和非彈性能））來表示。(a)梅氏U型缺口(b)夏比V型缺口U型缺口試件的的韌性指標(biāo)：：ak——沖擊韌性值；；Ak——沖擊功；A——試件缺口處凈凈截面積。V型缺口試件的的韌性指標(biāo)通通過沖擊功Ak表示。沖擊韌性試驗(yàn)驗(yàn)裝置四、可焊性鋼材采用一定定的焊接方法法、焊接材料料、焊接工藝藝參數(shù)及一定定的結(jié)構(gòu)形式式等條件下，，獲得合格焊焊縫的難易程程度。與含C量和合金元素素有關(guān),0.12%~0.20%的可焊性最好好。Ni(鎳);Mo(鉬)鋼材的機(jī)械性性能指標(biāo)1、屈服點(diǎn)fy；2、伸長率δ；3、抗拉強(qiáng)度fu；4、冷彎試驗(yàn)；；5、沖擊韌性Cv(包括常溫沖擊擊韌性、0度時(shí)沖擊韌性性負(fù)溫沖擊韌性性）。小結(jié)一、化學(xué)成分普通碳素鋼中中Fe占99%，其他雜質(zhì)元素素占1%；普通低合金鋼鋼中合金元素素＜5%。1.碳（C）：鋼材強(qiáng)度的的主要來源，，隨其含量增加加，強(qiáng)度增加加，塑性降低低，可焊性降降低，抗腐蝕蝕性降低。一般控制制在0.22%以下，在0.2％以下時(shí)，可可焊性良好。?！?.4各種因素對鋼鋼材性能的影影響2.硫（S）：有害元素，，熱脆性冷。。不得超過0.05%。3.磷（P）：有害元素，，冷脆性?？箍垢g能力略略有提高，可可焊性降低。。不得超過0.045%。4.錳（Mn）：合金元素。。弱脫氧劑。。與S形成MnS，熔點(diǎn)1600℃，可以消除一一部分S的有害作用。5.硅（Si）：合金元素。。強(qiáng)脫氧劑。。6.釩（V）：合金元素。。細(xì)化晶粒，，提高強(qiáng)度，，其碳化物具具有高溫穩(wěn)定定性，適用于于受荷較大的的焊接結(jié)構(gòu)。。7.氧（O）：有害雜質(zhì)，，與S相似。8.氮（N）：有害雜質(zhì)，，與P相似。9.銅（Cu）：提高抗銹蝕蝕性，提高強(qiáng)強(qiáng)度，對可焊焊性有影響。。二．冶金缺陷陷常見的冶金缺缺陷有：偏析：化學(xué)成成分分布的不不均勻程度；；非金屬夾雜；；氣孔；裂紋等。1．冶煉鋼材的冶煉方方法主要有平平爐煉鋼、氧氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐爐煉鋼、堿性性側(cè)吹轉(zhuǎn)爐煉煉鋼及電爐煉煉鋼。在建筑筑鋼結(jié)構(gòu)中，，主要使用氧氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐爐生產(chǎn)的鋼材材。目前氧氣氣頂吹轉(zhuǎn)爐鋼鋼的質(zhì)量，由由于生產(chǎn)技術(shù)術(shù)的提高，已已不低于平爐爐鋼的質(zhì)量。。冶煉這一冶金金過程形成鋼鋼的化學(xué)成分分與含量、鋼鋼的金相組織織結(jié)構(gòu)，不可可避免地存在在冶金缺陷，，從而確定不不同的鋼種、、鋼號及其相相應(yīng)的力學(xué)性性能。2．澆鑄把熔煉好的鋼鋼水澆鑄成鋼鋼錠或鋼坯有有兩種方法，，一種是澆入入鑄模做成鋼鋼錠，另一種種是澆入連續(xù)續(xù)澆鑄機(jī)做成成鋼坯。鑄錠錠過程中因脫脫氧程度不同同，最終成為為鎮(zhèn)靜鋼、半半鎮(zhèn)靜鋼與沸沸騰鋼。鋼在冶煉及澆澆鑄過程中會會不可避免地地產(chǎn)生冶金缺缺陷。常見的的冶金缺陷有有偏析、非金金屬夾雜、氣氣孔及裂紋等等等。這些缺缺陷都將影響響鋼的力學(xué)性性能。3．軋制鋼材的軋制能能使金屬的晶晶粒變細(xì)，也也能使氣泡、、裂紋等焊合合，因而改善善了鋼材的力力學(xué)性能。薄薄板因輥軋次次數(shù)多，其強(qiáng)強(qiáng)度比厚板略略高、澆鑄時(shí)時(shí)的非金屬夾夾雜物在軋制制后能造成鋼鋼材的分層，，所以分層是是鋼材(尤其其是厚板)的的一種缺。設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量量避免拉力垂垂直于板面的的情況，以防防止層間撕裂裂。4．熱處理熱處理的目的的在于取得高高強(qiáng)度的同時(shí)時(shí)能夠保持良良好的塑性和和韌性。正火火屬于最簡單單的熱處理：：把鋼材加熱熱至850~900oC并保持一段時(shí)時(shí)間后在空氣氣中自然冷卻卻，即為正火火。如果鋼材材在終止軋制制時(shí)溫度正好好控制在上述述溫度范圍，，可得到正火火的效果，稱稱為控軋?；鼗鼗鹗菍摬牟闹匦录訜嶂林?50oC并保溫一段時(shí)時(shí)間，然后在在空氣中自然然冷卻。淬火火加回火也稱稱調(diào)質(zhì)處理，，淬火是把鋼鋼材加熱至900oC以上，保溫一一段時(shí)間，然然后放入水或或油中快速冷冷卻。強(qiáng)度很很高的鋼材，，包括高強(qiáng)度度螺栓的材料料都要經(jīng)過調(diào)調(diào)質(zhì)處理。三、鋼材的硬硬化冷作硬化——當(dāng)荷載超過材材料比例極限限卸載后，出出現(xiàn)殘余變形形，再次加載載則比例極限限（或屈服點(diǎn)點(diǎn)）提高的現(xiàn)現(xiàn)象，也稱“應(yīng)變硬化”。時(shí)效硬化——隨時(shí)間的增長長，碳和氮的的化合物從晶晶體中析出，，使材料硬化的現(xiàn)現(xiàn)象。應(yīng)變時(shí)效——鋼材產(chǎn)生塑性性變形時(shí)，碳碳、氮化合物物更易析出。。即冷作硬化化的同時(shí)可以以加速時(shí)效硬硬化，因此也也稱“人工時(shí)效”。四、溫度影響響1．正溫范圍200℃以內(nèi)對鋼材性能無無大影響，該范圍圍內(nèi)隨溫度升高總總的趨勢是屈服強(qiáng)強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度以以及彈性模量都是是降低的8006004002000N/mm2Efuδfy200400600溫度對鋼材機(jī)械性能的影響20406080δ%220210200190180170160Ex103T(0C)250℃左右抗拉強(qiáng)度略有有提高，塑性降低低，脆性增加—藍(lán)脆現(xiàn)象，該溫度區(qū)段稱為為“藍(lán)脆區(qū)”。260～320℃產(chǎn)生徐變現(xiàn)象600℃左右彈性模量趨于于零，承載能力力幾乎完全喪失。。8006004002000N/mm2Efuδfy200400600溫度對鋼材機(jī)械性能的影響20406080δ%220210200190180170160Ex103T(0C)當(dāng)溫度低于常溫時(shí)時(shí)，鋼材的脆性傾傾向隨溫度降低而而增加，材料強(qiáng)度略有提高高，但其塑性和韌韌性降低，該現(xiàn)象象稱為低穩(wěn)冷脆。。2．負(fù)溫范圍脆性破壞轉(zhuǎn)變過渡區(qū)段塑性破壞反彎點(diǎn)試驗(yàn)溫度T0C沖擊斷裂功CvT1T2T0沖擊韌性與溫度的關(guān)系曲線五、應(yīng)力集中1.應(yīng)力集中的概念構(gòu)件表面不平整，，有刻槽、缺口，，厚度突變時(shí)，應(yīng)應(yīng)力不均勻，力線線變曲折，缺陷處處有高峰應(yīng)力—應(yīng)力集中。2.應(yīng)力集中的影響六、焊接殘余應(yīng)力力oZXY單元體受復(fù)雜應(yīng)力（應(yīng)力分量）單元體受主應(yīng)力§2.5復(fù)雜應(yīng)力作用下鋼鋼材的屈服條件復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)１）材料由彈性轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)入塑性的強(qiáng)度指指標(biāo)用可變形時(shí)單單位體積中積聚的的能量來表達(dá)；假定：２）當(dāng)復(fù)雜應(yīng)力狀狀態(tài)下變形能等于于單軸受力時(shí)的變變形能時(shí)，鋼材即即由彈性轉(zhuǎn)入塑性性。能量強(qiáng)度理論1.以應(yīng)力分量表示2.以主應(yīng)力表示材料處于彈性狀態(tài)態(tài)材料處于塑性狀態(tài)態(tài)圖示簡支梁1-1截面腹板與翼緣交交界A點(diǎn)的應(yīng)力1-1A對于薄板，厚度方方向的應(yīng)力很小，，為平面受力狀態(tài)態(tài)。PPMM11AXVY3-3APMVP33YXM3-3截面僅有剪力，彎彎矩、局部壓力均均為零，故該截面面除剪應(yīng)力外，正正應(yīng)力均為零，即即為純剪狀態(tài)。一般的梁，只存在在正應(yīng)力和剪應(yīng)力力，則：2-2AVM22AYXq討論：（1）三向受壓時(shí)(靜水壓力)（2）三向受拉時(shí)————不破壞;————一定破壞;由于三向受拉限制制了材料的塑性發(fā)發(fā)展，材料要發(fā)生生脆性破壞。能量理論所得的公公式只適用于塑性性材料，因此形式式上的不破壞與實(shí)際的脆性破壞是不矛盾的，只只是實(shí)際的脆性破破壞不再符合能量量理論的基本假定定。一、概念1、循環(huán)荷載——結(jié)構(gòu)或構(gòu)件承受的的隨時(shí)間變化的荷荷載。§2.6鋼材的疲勞2、鋼材的疲勞在循環(huán)荷載（連續(xù)續(xù)反復(fù)荷載）作用用下，經(jīng)過有限次次循環(huán)，鋼材發(fā)生生破壞的現(xiàn)象，稱稱之為疲勞。疲勞斷裂是微觀裂裂縫在連續(xù)重復(fù)荷荷載作用下不斷擴(kuò)擴(kuò)展直至斷裂的脆脆性破壞。斷口可可能貫穿于母材，，可能貫穿于連接接焊縫，也可能貫貫穿于母材及焊縫縫。3.疲勞破壞的機(jī)理疲勞破壞是積累損損傷的結(jié)果。缺陷→微觀裂紋→→宏觀裂紋。4.疲勞破壞的特征屬于脆性破壞，截截面平均應(yīng)力小于于屈服點(diǎn)。疲勞破壞的構(gòu)件斷斷口上面一部分呈現(xiàn)半橢圓形光光滑區(qū)，其余部分則為粗糙區(qū)。5.影響鋼材疲勞的主主要因素（1）構(gòu)件和連接的分分類規(guī)范將構(gòu)件和連接接的種類分為8類，第1類為軋制的型鋼（殘殘余應(yīng)力小）疲勞勞強(qiáng)度最高；第8類為角焊縫應(yīng)力集中中最嚴(yán)重疲勞強(qiáng)度度最低。詳見見鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范范“疲勞計(jì)算的構(gòu)件和和連接分類（附錄錄E）”。a:應(yīng)力循環(huán)特征—應(yīng)力比ρb:應(yīng)力幅在循環(huán)荷載作用下下，應(yīng)力從最大到到最小重復(fù)一次為為一次循環(huán)，最大大應(yīng)力與最小應(yīng)力力之差為應(yīng)力幅:為常量常幅循環(huán)：為變量變幅循環(huán)：+σ-σt（2）應(yīng)力幅（Δσ）和應(yīng)力循環(huán)特征征（應(yīng)力比ρ）完全對稱循環(huán)(＝-1)靜靜荷載作作用(＝+1)脈沖循環(huán)(＝0)一一般應(yīng)應(yīng)力循環(huán)(-1<<+1)應(yīng)力幅對焊接結(jié)構(gòu)的疲勞勞強(qiáng)度有很大影響，而與名義最大應(yīng)應(yīng)力σmax和應(yīng)力比ρ無關(guān)。（2）應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N（疲勞壽命）應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N<5×104，不需要進(jìn)行疲勞勞計(jì)算。當(dāng)構(gòu)件條件相同，，應(yīng)力比為定值時(shí)時(shí)，最大應(yīng)力σmax隨應(yīng)力循環(huán)次數(shù)n的增加而降低，且且曲線具有平行于于n軸的漸近線。當(dāng)n趨于很大時(shí)，σmax趨于應(yīng)力循環(huán)無窮多次試件不至于于發(fā)生疲勞破壞的的極限值0NX105N1N2fy123456由試驗(yàn)結(jié)果，以及及上述分析可知鋼鋼材的疲勞強(qiáng)度主主要與構(gòu)件和連接接分類（內(nèi)部缺陷陷、應(yīng)力集中、殘殘余應(yīng)力）、應(yīng)力力循環(huán)次數(shù)和應(yīng)力力幅有關(guān)。焊接部位的疲勞強(qiáng)強(qiáng)度與鋼材的靜力力強(qiáng)度(屈服點(diǎn)fy)基本無關(guān)。對于只有壓應(yīng)力的的應(yīng)力循環(huán)作用，，由于鋼材內(nèi)部缺缺陷不易開展，則則不會發(fā)生疲勞破破壞，不必進(jìn)行疲疲勞計(jì)算。二、疲勞強(qiáng)度計(jì)算算（一）常幅疲勞根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以以繪出構(gòu)件或連接接的應(yīng)力幅Δσ與相應(yīng)的致?lián)p循環(huán)環(huán)次數(shù)N的關(guān)系曲線，按試試驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸的Δσ-N曲線為平均曲線(圖a)，取對數(shù)坐標(biāo)(圖b)。1.容許應(yīng)力幅[Δσ]由于現(xiàn)階段對鋼材材發(fā)生疲勞破壞尚尚處于進(jìn)一步研究究階段，按概率極極限狀態(tài)計(jì)算疲勞勞強(qiáng)度還不成熟，，故采用容許應(yīng)力力幅的計(jì)算方法。。Δσ-N曲線(a)0N式中：β--直線對縱坐標(biāo)的斜斜率；b1--直線在橫軸坐標(biāo)上上的截距；N--循環(huán)次數(shù)。(b)0N=5×104N=5X106............b1考慮試驗(yàn)數(shù)據(jù)的離離散性，取平均值值減去2倍lgN的標(biāo)準(zhǔn)差s作為疲勞強(qiáng)度下限限，當(dāng)lgΔσ為正態(tài)分布時(shí)，保保證率為97.7%。下限值的直線方程程為：此時(shí)的Δσ即為容許應(yīng)力幅：：式中：系數(shù)β、c--根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)范“疲勞計(jì)算的構(gòu)件和和連接分類”查表得到。2S2S(b)0N=5×104N=5X106............b12.疲勞強(qiáng)度計(jì)算式中：Δσ--計(jì)算部位的應(yīng)力幅幅；對于焊接部位:Δσ=σmax-σmin；對于其他部部位：Δσ=σmax-0.7σσmin(計(jì)算應(yīng)力幅幅）。σmax、σmin--計(jì)算部位每每次應(yīng)力循循環(huán)中的最最大拉應(yīng)力力和最小拉應(yīng)力力或壓應(yīng)力力（取負(fù)值值）。說明：1）計(jì)算時(shí)用用荷載的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值；2）由于來源源于試驗(yàn)，，已考慮動動力效應(yīng)，，計(jì)算時(shí)不再考慮慮動力系數(shù)數(shù)；（二）變幅幅疲勞和吊吊車欠載效效應(yīng)系數(shù)σσmaxσmin0t—欠載效應(yīng)系數(shù)。重級工作制硬鉤吊車1.0；重級工作制軟鉤吊車0.8；中級工作制吊車0.5。--循環(huán)次數(shù)N=2×106的容許應(yīng)力幅。式中：對于吊車梁梁，按下式式計(jì)算其疲疲勞強(qiáng)度：：一、鋼材或或鋼結(jié)構(gòu)的的脆性斷裂裂1、脆性斷裂裂鋼材或鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的脆性性斷裂是指指低名義應(yīng)應(yīng)力（低于于鋼材抗拉拉強(qiáng)度或屈屈服強(qiáng)度））情況下發(fā)發(fā)生突然斷斷裂的破壞壞。其斷裂面通通常是紋理理方向單一一和較平的的劈裂表面面，很少或或者沒有剪剪切唇邊。?！?.7鋼材的脆性性斷裂及防防止二、影響脆脆性斷裂的的因素1、鋼材質(zhì)量量差2、結(jié)構(gòu)構(gòu)件件構(gòu)造不當(dāng)當(dāng)3、制造安裝裝質(zhì)量差4、結(jié)構(gòu)受有有較大的動動力荷載或或在較低環(huán)環(huán)境溫度下下工作等。。三、脆性斷斷裂的防止止1、按斷裂力力學(xué)原理進(jìn)進(jìn)行斷裂分分析；2、合理設(shè)計(jì)計(jì)和選用鋼鋼材；3、合理制造造和安裝；；4、建立必要要的使用維維修規(guī)定和和措施一、鋼的種種類1、碳素結(jié)構(gòu)構(gòu)鋼（GB/T700-88）---低碳鋼牌號號Q235--質(zhì)量等級（（A、B、C、D）澆注方法（（F、Z、Tz）A--保證fu、fy、δ，P、S含量B--保證fu,fy,δ,冷彎，常溫溫時(shí)Cv，P，S，C含量；C--保證fu,fy,δ,冷彎,0oC時(shí)Cv，P，S，C含量;D--保證fu,fy,δ,冷彎,-20oC時(shí)Cv，P，S，C含量;§2.8鋼材的種類類和規(guī)格碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼的牌號（（簡稱鋼號號）有Q195、Q235A、B、C及D,Q275。其中的Q是屈服強(qiáng)度度中屈字漢漢語拼音的的字首，后后接的阿拉拉伯字表示示以N/mm2為單位屈服服強(qiáng)度的大大小，A、B、C或D等表示按質(zhì)質(zhì)量劃分的的級別。最最后還有一一個表示脫脫氧方法的的符號如F,Z或b。從Q195到Q275，是按強(qiáng)度度由低到高高排列的；；鋼材強(qiáng)度度主要由其其中碳元素素含量的多多少來決定定，但與其其他一些元元素的含量量也有關(guān)系系。所以，，鋼號的由由低到高在在較大程度度上代表了了含碳量的的由低到高高。2.低合金鋼(GB/T1591-94)GB/T1591-94Q295Q390Q345Q420相應(yīng)的鋼材品種（GB/T1591-94)09Mn、09Mnb、09Mn2、12Mn12MnV、14MnNb、16Mn、16MnRE、18Nb15MnV、15MnTi、16MnNb15MnVN、14MnTiRE低合金鋼的的質(zhì)量等級級分A、B、C、D、E，其中E主要是要求求-400C的沖擊韌性性。3．優(yōu)質(zhì)碳素素結(jié)構(gòu)鋼4．高強(qiáng)鋼絲絲和鋼索材材料懸索結(jié)構(gòu)和和斜張拉結(jié)結(jié)構(gòu)的鋼索索、桅桿結(jié)結(jié)構(gòu)的鋼絲絲繩等通常常都采用由由高強(qiáng)鋼絲絲組成的平平行鋼絲束束、鋼絞線線和鋼絲繩繩。高強(qiáng)鋼鋼絲是由優(yōu)優(yōu)質(zhì)碳素鋼鋼經(jīng)過多次次冷拔而成成，分為光光面鋼絲和和鍍鋅鋼絲絲兩種類型型。鋼絲強(qiáng)度的的主要指標(biāo)標(biāo)是抗拉強(qiáng)強(qiáng)度，其值值在1570-1700N/mm2范圍內(nèi)，而而屈服強(qiáng)度度通常不作作要求。高高強(qiáng)鋼絲的的伸長率較較小，最低低為4%，但高強(qiáng)鋼鋼絲（和鋼鋼索）卻有有一個不同同于一般結(jié)結(jié)構(gòu)鋼材的的特點(diǎn)——松弛，即在在保持長度度不變的情情況下所承承拉力隨時(shí)時(shí)間延長而而略有降低低。平行鋼絲束束由7根、19根、37根或61根鋼絲組成成，其截面面見圖示。。鋼絲束內(nèi)內(nèi)各鋼絲受受力均勻，，彈性模量量接近一般般受力鋼材材。用來組組成鋼絲束束的鋼絲除除圓形截面面外，還有有梯形和異異形截面的的鋼絲。鋼絞線亦稱稱單股鋼絲絲繩，由多多根鋼絲捻捻成。鋼絲繩多由由7股鋼絞線捻捻成，以一一股鋼絞線線為核心，，外層的6股鋼絞線沿沿同一方向向纏繞。圖2.13平行鋼絲束束的截面圖2.14鋼絲繩的捻捻法及截面面二、鋼材的的選擇（一）選擇鋼鋼材的原則則1．結(jié)構(gòu)或構(gòu)構(gòu)件的重要要性；2．荷載情況況（靜力荷荷載，動力力荷載）；；靜力荷載作作用下可選選擇經(jīng)濟(jì)性性較好的Q235鋼材。動力荷載作作用下應(yīng)選選擇綜合性性能較好鋼鋼材。3．連接方法法（焊接連連接、螺栓栓連接）；；焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)對材質(zhì)質(zhì)的要求求嚴(yán)格，，應(yīng)嚴(yán)格格控制C、S、P的極限含含量；非非焊接結(jié)結(jié)構(gòu)對C的要求可可降低一一些。4．結(jié)構(gòu)所所處的工工作條件件（環(huán)境境溫度，，腐蝕等等）；低溫下工工作的結(jié)結(jié)構(gòu)應(yīng)選選擇低溫溫脆斷性性能好的的鎮(zhèn)定鋼鋼鋼材的厚厚度。厚度大的的焊接結(jié)結(jié)構(gòu)應(yīng)采采用材質(zhì)質(zhì)較好的的鋼材。。（二）鋼鋼材選擇擇建議1、承重結(jié)構(gòu)構(gòu)的鋼材材宜采用Q235鋼、Q345鋼、Q390鋼和Q420鋼，其質(zhì)質(zhì)量應(yīng)分分別符合合國家標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)構(gòu)鋼》GB/T700和《低合金高高強(qiáng)度結(jié)結(jié)構(gòu)鋼》GB/T1591的規(guī)定。。當(dāng)采用用其他牌牌號的鋼鋼材時(shí)，，尚符合合相應(yīng)有有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)的規(guī)定定和要求求。2、承重結(jié)結(jié)構(gòu)的鋼鋼材應(yīng)具具有抗拉拉強(qiáng)度、、伸長率率、屈服服強(qiáng)度和和硫、磷磷含量的的合格保保證，對對焊接結(jié)結(jié)構(gòu)尚具具有含碳碳量的合合格保證證。3、對于需要要驗(yàn)算疲疲勞的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)，應(yīng)具有有常溫沖沖擊韌性性的合格格保證；當(dāng)結(jié)構(gòu)工工作溫度度等于或或低于0℃但高于－－20℃時(shí)，Q235鋼和Q345鋼應(yīng)具有有0℃沖擊韌性性合格的的保證；對于Q390鋼和Q420鋼應(yīng)具有有－20℃沖擊韌性性的合格格保證。當(dāng)結(jié)構(gòu)工工作溫度度等于或或低于－－20℃時(shí)，對Q235鋼和Q345鋼應(yīng)具有有－20℃沖擊韌性性的合格格保證；；對Q390和Q420鋼應(yīng)具有有－40℃沖擊韌性性的合格格保證。4、對于需需要驗(yàn)算算疲勞的的非焊接結(jié)結(jié)構(gòu)的鋼材亦亦應(yīng)具有有常溫沖沖擊韌性性的合格格保證，當(dāng)結(jié)構(gòu)工工作溫度度等于或或低于－－20℃時(shí)，對Q235鋼和Q345鋼應(yīng)具有有0℃沖擊韌性性合格的的保證；；對Q390鋼和Q420鋼應(yīng)具有有－20℃沖擊韌性性的合格格保證。。5、重要的的受拉或或受彎的的焊接構(gòu)構(gòu)件中，，厚度大大于等于于16mm的鋼材應(yīng)應(yīng)具有常常溫沖擊擊韌性合合格的保保證。6、當(dāng)焊接結(jié)結(jié)