鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計第二章鋼結(jié)構(gòu)材料(已修改)
2025-01-19 01:51 本頁面
【正文】 第二章 鋼結(jié)構(gòu) 材料 ? 鋼材的力學(xué)性能 ? 影響鋼材性能的因素 ? 鋼材的屈服條件 ? 鋼材的牌號與選用 ? 鋼材的破壞形式 ? 疲勞計算 第二章 鋼結(jié)構(gòu)材料 中南大學(xué)橋梁工程系 鋼材 的力學(xué)性能 1 軟鋼 單向拉伸 試驗反映的力學(xué)性能 1 —— 彈性變形階段 fp , ε p=% 2 —— 彈塑性變形階段 , fy， ε y =% 3 —— 塑性變形階段 ε st=% 4 —— 強化 (應(yīng)變硬化 )階段 fu 5 —— 頸縮階段 第二章 鋼結(jié)構(gòu)材料 中南大學(xué)橋梁工程系 l0d 0第二章 鋼結(jié)構(gòu)材料 中南大學(xué)橋梁工程系 ?理想彈塑性模型 ?硬鋼單向拉伸 試驗 條件屈服強度 第二章 鋼結(jié)構(gòu)材料 中南大學(xué)橋梁工程系 150 300 450 600 750 900 0 0 ε應(yīng)變 (%) 應(yīng) 力(MPa) % fy=235MPa fy=345MPa fy=690MPa 抗拉強度 fu 熱處理低合金鋼 低合金高 強度結(jié)構(gòu)鋼 碳素結(jié)構(gòu)鋼 σP ? 拉伸試驗反映的力學(xué)性能 （ 1）屈服點 ——反映強度指標 （ 2）抗拉強度 ——反映強度儲備 第二章 鋼結(jié)構(gòu)材料 中南大學(xué)橋梁工程系 （ 3）彈性模量 —— 反映應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系 E=206 GPa G=79 GPa μ= （ 4）伸長率與斷面收縮率 ——反映塑性變形性能 第二章 鋼結(jié)構(gòu)材料 中南大學(xué)橋梁工程系 冷彎性能 ? 冷彎性能衡量鋼材在常溫下彎曲加工產(chǎn)生塑性變形時對產(chǎn)生裂縫的抵抗能力，是評估鋼材質(zhì)量的綜合指標。 第二章 鋼結(jié)構(gòu)材料 中南大學(xué)橋梁工程系 ? 指標：無裂縫、斷裂或起層則合格，否則不合格 （ 針對標準試件 ） 第二章 鋼結(jié)構(gòu)材料 中南大學(xué)橋梁工程系 沖擊韌性 ? 沖擊韌性反映鋼材在沖擊荷載作用下斷裂時吸收能量的能力，衡量鋼材抵抗脆性破壞的機械性能指標。 第二章 鋼結(jié)構(gòu)材料 中南大學(xué)橋梁工程系 ?沖擊韌性指標：擊斷構(gòu)件所作的功 Akv ， J。 第二章 鋼結(jié)構(gòu)材料 中南大學(xué)橋梁工程系 ? 沖擊韌性指標隨溫度的變化 第二章 鋼結(jié)構(gòu)材料 中南大學(xué)橋梁工程系 脆性破壞兩種破壞兼有塑性破壞（轉(zhuǎn)變溫度區(qū)）T1T0T2 T (oC )Akv(J)?指標：常溫與低溫下（ + 0、 40度）的沖擊韌性指標 Akv 第二章 鋼結(jié)構(gòu)材料 中南大學(xué)橋梁工程系 碳素結(jié)構(gòu)鋼： B、 C、 D質(zhì)量等級的鋼材要分別進行 +20℃ 、0℃ 、 20℃ 的沖擊試驗 (V形缺口 )， Akv不小于 27J。 可焊性 ?概念 ：在一定的焊接工藝條件下焊接后，焊縫金屬和近焊縫區(qū)的鋼材不產(chǎn)生裂紋，施焊后焊縫的力學(xué)性能不低于焊接母材的力學(xué)性能。 第二章 鋼結(jié)構(gòu)材料 中南大學(xué)橋梁工程系 ?控制指標 ：含碳量限制 C≤% 。 常見的結(jié)構(gòu)鋼 ?碳素結(jié)構(gòu)鋼中的 低碳鋼 ：含碳量限制 C≤% 。 第二章 鋼結(jié)構(gòu)材料 中南大學(xué)橋梁工程系 ?低合金高強度鋼 ： 第二章 鋼結(jié)構(gòu)材料 中南大學(xué)橋梁工程系 ?橋梁用鋼 第二章 鋼結(jié)構(gòu)材料 中南大學(xué)橋梁工程系 第二章 鋼結(jié)構(gòu)材料 中南大學(xué)橋梁工程系 耐候鋼 ?腐蝕作用 ： “干腐蝕”； “濕腐蝕” ?措施 ： 涂料； 耐候鋼（ CuPTiRe）銅 磷 鈦稀土體系 影響 鋼材性能的主要因素 化學(xué)成分 的影響 含碳量 —— 含碳量愈高，強度愈高，塑性韌性可焊性降低。 低碳鋼： C≤% 中碳鋼： % % 高碳鋼： % % 合金元素 —— 適量的合金含量，提高強度，而不降低塑性韌性。如 Mn、 V、 Nb、 Ti 第二章 鋼結(jié)構(gòu)材料 中南大學(xué)橋梁工程系 錳含量 —— 適量可提高強度，而不降低塑性韌性；過量降低可焊性。 硅含量 —— 適量可提高強度，而不降低塑性韌性；過量降低塑性韌性、可焊性及抗銹性。
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