鋼結(jié)構(gòu)-建筑鋼材的力學(xué)性能

建筑結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)任務(wù)建筑鋼材的力學(xué)性能建筑鋼材的力學(xué)性能建筑鋼結(jié)構(gòu)的材料可劃分為以下五個(gè)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(gè)OB段卸載時(shí)

ε=0彈性模量：E=206×103N/mm2其中，A點(diǎn)應(yīng)力fp稱為比例極限。建筑鋼材的力學(xué)性能建筑鋼結(jié)構(gòu)的材料(2)彈塑性階段（BC段)該段很短，表現(xiàn)出鋼材的非彈性性質(zhì)，即卸荷留下永久的殘余變形。(3)塑性階段（CD段)

該段σ基本保持不變（水平),ε急劇增大,稱為屈服臺(tái)階。變形模量E=0。

該段應(yīng)力最高點(diǎn)和最低點(diǎn)分別稱為上屈服點(diǎn)和下屈服點(diǎn)，下屈服點(diǎn)比較穩(wěn)定，設(shè)計(jì)中則以下屈服點(diǎn)為依據(jù)。建筑鋼材的力學(xué)性能建筑鋼結(jié)構(gòu)的材料（4）強(qiáng)化階段(DG段)當(dāng)應(yīng)力達(dá)到G點(diǎn)時(shí)，出現(xiàn)頸縮現(xiàn)象，至H點(diǎn)而斷裂。隨荷載的增加σ緩慢增大,但ε增加較快。曲線最高點(diǎn)處G點(diǎn)的應(yīng)力fu稱為抗拉強(qiáng)度或極限強(qiáng)度。（5）頸縮破壞階段(GH段)建筑鋼材的力學(xué)性能建筑鋼結(jié)構(gòu)的材料（3）對(duì)無(wú)明顯屈服點(diǎn)的鋼材

高強(qiáng)度鋼材在拉伸過(guò)程中沒(méi)有明顯的屈服臺(tái)階，塑性變形小，設(shè)計(jì)中不宜利用它的塑性。

設(shè)計(jì)時(shí)取相當(dāng)于殘余變形為0.2%時(shí)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力作為屈服點(diǎn)—稱為條件屈服點(diǎn)或名義屈服點(diǎn)。fy=f0.20.2%fuεp建筑結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)任務(wù)建筑鋼材的力學(xué)性能建筑鋼材的力學(xué)性能建筑鋼結(jié)構(gòu)的材料3.沖擊韌性沖擊韌性——鋼材在塑性變形和斷裂過(guò)程中吸收能量的能力。用斷裂時(shí)吸收的總能量（彈性和非彈性能）來(lái)表示。韌性指標(biāo)用沖擊韌性值表示，沖擊韌性也叫沖擊功，用符號(hào)Wkv或Cv表示，單位為J。

沖擊韌性由沖擊韌性試驗(yàn)確定。建筑鋼材的力學(xué)性能建筑鋼結(jié)構(gòu)的材料影響沖擊韌性的因素：沖擊韌性與試件刻槽有關(guān)，常用缺口形式為夏氏V型和梅氏U型，近年來(lái)，我國(guó)沖擊試驗(yàn)已用夏氏V型代替梅氏U型。沖擊韌性還與試驗(yàn)的溫度有關(guān)。根據(jù)溫度不同，我國(guó)鋼材標(biāo)準(zhǔn)中將試驗(yàn)分為四檔，即+20℃,0℃，-20℃和-40℃時(shí)的沖擊韌性。溫度越低，沖擊韌性越低。建筑鋼材的力學(xué)性能建筑鋼結(jié)構(gòu)的材料4.可焊性鋼材的可焊性是指在一定工藝和結(jié)構(gòu)條件下，鋼材經(jīng)過(guò)焊接能夠獲得良好的焊接接頭的性能。

可焊性分為施工上的可焊性和使用性能上的可焊性。

施工上的可焊性指對(duì)產(chǎn)生裂紋的敏感性，使用性能上的可焊性是指焊接構(gòu)件在焊接后的力學(xué)性能是否低于母材。建筑鋼材的力學(xué)性能建筑鋼結(jié)構(gòu)的材料5.冷彎性能--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)。鑒定合格指標(biāo)：通過(guò)冷彎沖頭加壓，當(dāng)試件彎曲至180°時(shí)，檢察試件彎曲部分的外面、里面和側(cè)面，如果沒(méi)有裂紋、斷裂或分層，即認(rèn)為試件冷彎性能合格。6.耐久性--耐久性需要考慮的有：耐腐蝕性、“時(shí)效”現(xiàn)象、疲勞現(xiàn)象等。時(shí)效：隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，鋼材的力學(xué)性能有所改變。疲勞：多次反復(fù)荷載作用下，鋼材低于屈服點(diǎn)fy發(fā)生的破壞。

7.鋼材Z向收縮率--當(dāng)鋼材較厚時(shí)，或承受沿厚度方向的拉力時(shí)，要求鋼材具有板厚方向的收縮率要求，以防厚度方向的分層、撕裂。

建筑結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)任務(wù)建筑鋼材的力學(xué)性能建筑鋼材的力學(xué)性能建筑鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼材的主要性能有：強(qiáng)度塑性韌性可焊性冷彎性耐久性Z向伸縮率

強(qiáng)度體現(xiàn)了材料的承載能力，主要指標(biāo)有屈服點(diǎn)fy

和抗拉強(qiáng)度f(wàn)u

，通過(guò)靜力拉伸試驗(yàn)得到。屈服點(diǎn)：為設(shè)計(jì)時(shí)鋼材可達(dá)到的最大應(yīng)力。抗拉強(qiáng)度f(wàn)u是鋼材破壞前能夠承受的最大應(yīng)力。鋼材達(dá)到

fu時(shí)，已產(chǎn)生很大塑性變形而失去使用性能，但fu高則可以增加結(jié)構(gòu)的安全保障，故fu/fy的值可看作鋼材強(qiáng)度儲(chǔ)備系數(shù)。1.強(qiáng)度建筑鋼材的力學(xué)性能建筑鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼材的塑性為當(dāng)應(yīng)力超過(guò)屈服點(diǎn)后，能產(chǎn)生顯著的殘余變形（塑性變形）而不立即斷裂的性質(zhì)。塑性好壞可用伸長(zhǎng)率

和斷面收縮率

表示。通過(guò)靜力拉伸試驗(yàn)得到。

2.塑性（1）鋼材在單向一次拉伸下的工作性能試驗(yàn)條件：標(biāo)準(zhǔn)試件（GB/T228），常溫（20±5℃）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或10；Lo--標(biāo)距；d--直徑建筑鋼材的力學(xué)性能建筑鋼結(jié)構(gòu)的材料（2）有明顯屈服點(diǎn)鋼材的σ-ε曲線OBCDAGH建筑結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)任務(wù)建筑鋼材的力學(xué)性能建筑鋼材的力學(xué)性能建筑鋼結(jié)構(gòu)的材料（4）應(yīng)力應(yīng)變曲線的簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)時(shí)將鋼材簡(jiǎn)化為理想彈塑性體鋼材在靜載作用下：強(qiáng)度計(jì)算以fy為依據(jù)，fu為結(jié)構(gòu)的安全儲(chǔ)備。ε22.5%--3%fy

ε10.15%εσ建筑鋼材的力學(xué)性能建筑鋼結(jié)構(gòu)的材料（5）單向拉伸時(shí)鋼材的機(jī)械性能指標(biāo)1.屈服點(diǎn)fy

—應(yīng)力應(yīng)變曲線開(kāi)始產(chǎn)生塑性流動(dòng)時(shí)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力，它是衡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f(wàn)u—應(yīng)力應(yīng)變曲線最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力,它是鋼材最大的抗拉強(qiáng)度。建筑鋼材的力學(xué)性能建筑鋼結(jié)構(gòu)的材料3.伸長(zhǎng)率-試件斷裂時(shí)的絕對(duì)變形值與原標(biāo)距長(zhǎng)度的百分比，用δ表示。當(dāng)lo/d=5時(shí)，用δ5表示當(dāng)l0/d=10時(shí)，用δ10表示（δ5＞δ10）實(shí)際工程中以伸長(zhǎng)率

代表材料斷裂前具有的塑性變形能力。鋼材的塑性是指：當(dāng)應(yīng)力超過(guò)屈服點(diǎn)后，鋼材能產(chǎn)生顯著的殘余變形（塑性變形）而不立即斷裂的性質(zhì)。建筑鋼材的力學(xué)性能建筑鋼結(jié)構(gòu)的材料4.斷面收縮率-試件拉斷后，頸縮區(qū)的斷面面積縮小值與原斷