工程建筑鋼材的力學(xué)性能及其技術(shù)指標(biāo)-wenkub.com
2025-06-24 00:06 本頁面
【正文】 （6）較大房屋的柱、屋架、托架等構(gòu)件承受直接動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)等，應(yīng)有冷彎試驗(yàn)的合格保證。（3）一般結(jié)構(gòu)采用Q235鋼時(shí)可用沸騰鋼，通常能滿足實(shí)用要求，但較大動(dòng)荷載和低溫條件下不宜用沸騰鋼。（4） 工作條件結(jié)構(gòu)所處的工作環(huán)境和工作條件，如室內(nèi)、外的溫度變化，腐蝕作用等，對鋼材有很大的影響，故應(yīng)對其塑性、韌性和抗腐蝕性提出相應(yīng)要求。因此，荷載性質(zhì)不同，應(yīng)選用不同的鋼材，并提出不同的質(zhì)量保證項(xiàng)目。鋼材的選用應(yīng)考慮以下主要因素：（1） 結(jié)構(gòu)的類型和重要性 結(jié)構(gòu)和構(gòu)件，按其用途、部位和破壞后果的嚴(yán)重性，可分為重要的、一般的和次要的三類，相應(yīng)的安全等級則為一級、二級和三級。二. 鋼材的選擇1. 鋼材選用的原則和考慮因素剛才選用的原則是：既使結(jié)構(gòu)安全可靠地滿足使用要求，又要盡最大可能節(jié)約鋼材，降低造價(jià)。例如16Mn，﹪﹪。2. 低合金結(jié)構(gòu)鋼 合金元素總量低于5﹪的鋼稱之為低合金鋼，高于5%為高合金鋼。質(zhì)量優(yōu)劣主要是以V形缺口試件的沖擊韌性的要求來區(qū)分的，對冷彎試驗(yàn)只在需方有要求時(shí)菜進(jìn)行。碳素結(jié)構(gòu)鋼的表示方法為Q235—.,分別表示質(zhì)量等級和澆鑄方法。以下分別敘述碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金鋼的牌號和性能（緊固件中的普通螺栓、高強(qiáng)度螺栓和焊條的鋼材）1. 碳素結(jié)構(gòu)鋼我國生產(chǎn)的碳素鋼分為Q19Q21Q23Q255和Q275五個(gè)牌號。建筑鋼材的種類及選用一. 鋼材的種類及選用 在品種繁多的鋼材中，鋼結(jié)構(gòu)常有的鋼材主要有碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼兩種。在重復(fù)荷載的作用下，鋼材的破壞強(qiáng)度低于靜力作用下的抗拉強(qiáng)度，且呈現(xiàn)突發(fā)性的脆性破壞特征，這種現(xiàn)象稱之為疲勞。圖中左邊和右邊部分曲線變化比較平緩，溫度帶來的變化較小，而中間部分曲線陡峭，破壞時(shí)需要的能量隨溫度急劇變化，其所對應(yīng)的溫度分別為T1和T2，稱之為溫度轉(zhuǎn)化區(qū)。溫度超過400℃時(shí)，強(qiáng)度和彈性模量急劇降低。正溫范圍 鋼材在正溫范圍內(nèi)，各項(xiàng)力學(xué)性能與溫度的關(guān)系詳見圖28， 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理其總的趨勢是隨溫度的增加，強(qiáng)度降低而變形加大。冷作硬化雖然可提高鋼材的屈服強(qiáng)度，但同時(shí)降低了塑性和韌性，增加了脆性破壞的危險(xiǎn)。對重要結(jié)構(gòu)用的鋼材，為了加快測定其時(shí)效后的機(jī)械性能，常使鋼材在產(chǎn)生10﹪的塑性變形 ，再加熱到一定溫度進(jìn)行試驗(yàn)，這樣可以大大縮短時(shí)效的過程，稱之為人工時(shí)效。所以，三向拉應(yīng)力的應(yīng)力狀態(tài)使得鋼材塑性變形的發(fā)展受到制約而導(dǎo)致脆性破壞。三、應(yīng)力集中的影響前述的鋼材的工作性能及力學(xué)性能指標(biāo)，通常是以軸心受力構(gòu)件中應(yīng)力均勻分布的情況為基礎(chǔ)的，事實(shí)上鋼構(gòu)件當(dāng)中不可避免地存在著孔洞、刻槽、凹角、裂紋以及厚度或?qū)挾鹊耐蝗桓淖儯藭r(shí)構(gòu)件中的應(yīng)力不再保持均勻分布，而是在某些區(qū)域產(chǎn)生高峰應(yīng)力，另外一些區(qū)域則應(yīng)力降低，即所謂應(yīng)力集中的現(xiàn)象見圖25鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理通常把截面高峰應(yīng)力與平均應(yīng)力（當(dāng)截面受軸心力作用時(shí)）的比值稱之為應(yīng)力集中系數(shù)，其數(shù)值取決去構(gòu)件形狀改變的急劇程度，表明應(yīng)力集中程度的高低。偏析是指鋼材中化學(xué)成分分布不均；非金屬夾雜是指鋼中混有硫化物、氧化物等雜志；氣泡是指澆鑄時(shí)氣體不能充分逸出而留在鋼錠內(nèi)形成的缺陷。鎮(zhèn)靜鋼因?yàn)闈茶T時(shí)投入錳和適量的硅作脫氧劑，保溫時(shí)間長，氣體容易逸出，沒有沸騰現(xiàn)象。二、冶煉、澆鑄、軋制過程的影響冶煉和澆鑄這一冶金過程形成了鋼的化學(xué)成分與含量、金相組織結(jié)構(gòu)以及不可避免的冶金缺陷，從而確定不同的鋼種鋼號和相應(yīng)的力學(xué)性能。這兩種物質(zhì)是及其有害的元素，使鋼材變脆。故應(yīng)限制結(jié)構(gòu)尤其是焊接結(jié)構(gòu)的含硫量，%～%。硫和磷是兩種極為有害的元素。過量的硅將降低鋼材的塑性和沖擊韌性，惡化其抗繡能力和焊接性。%～﹪。錳能夠顯著提高鋼材強(qiáng)度而不過多降低塑性和沖擊韌性。含碳量增加，鋼材的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度也隨之提高。制造鋼結(jié)構(gòu)所用的材料有碳素結(jié)構(gòu)鋼中的低碳鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼。此外，在寒冷地區(qū)（例如20℃以下），對鋼筋的低溫性能也有一定的要求，不宜采用冷加工鋼筋，以免發(fā)生脆性破壞。3） 與混凝土之間有良好粘結(jié)力。這里的強(qiáng)度是指屈服強(qiáng)度或條件屈服強(qiáng)度。 鋼筋在彈性階段的應(yīng)力與應(yīng)變之比稱為彈性模量，用11111表示，各種鋼筋的11111數(shù)值見附表5和附表
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