工程建筑鋼材的力學(xué)性能及其技術(shù)指標(biāo)(參考版)
2025-06-30 00:06本頁面
【正文】 。（5）對(duì)重級(jí)工作制和吊車起重量大于50t的中級(jí)工作制吊車梁、吊車桁架等構(gòu)件，應(yīng)具有常溫（20℃）的沖擊韌性的保證，低溫工作時(shí)，還需要有0℃、20℃和40℃時(shí)低溫沖擊韌性的合格保證。（4）結(jié)構(gòu)鋼至少有屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和伸長率三項(xiàng)機(jī)械性能和磷、硫兩項(xiàng)化學(xué)成分的合格保證。（2）結(jié)構(gòu)鋼用的平爐鋼和氧氣轉(zhuǎn)爐鋼，質(zhì)量相當(dāng)，訂貨和設(shè)計(jì)時(shí)一般不加區(qū)別。2. 鋼材選擇和保證項(xiàng)目要求承重結(jié)構(gòu)選擇鋼材的任務(wù)是確定鋼材的牌號(hào)（包括鋼種、冶煉方法、脫氧方法和質(zhì)量等級(jí)）以及提出應(yīng)有的機(jī)械性能和化學(xué)成分的保證項(xiàng)目。故在焊接鋼結(jié)構(gòu)中對(duì)鋼材的化學(xué)成分、力學(xué)性能和可焊接性都有較高的要求，如鋼材的碳、硫、磷的含量要低，塑性、韌性要好等。（3） 連接的方法鋼結(jié)構(gòu)的連接方法有焊接和非焊接（緊固件連接）之分。承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中，又有經(jīng)常滿載（重級(jí)工作制）和不經(jīng)常滿載（中、輕級(jí)工作制）的區(qū)別。大跨度屋梁、重型工作制吊車梁等按一級(jí)考慮，故應(yīng)采用質(zhì)量好的鋼材；一般的屋架、梁和柱按二級(jí)考慮，梯子、平臺(tái)和欄桿按三級(jí)考慮，可選擇質(zhì)量較低的鋼材。顯然，沒有必要在不同的使用條件下都要符合這些質(zhì)量指標(biāo)。 對(duì)于不同的使用條件，應(yīng)當(dāng)有不同的質(zhì)量要求。用于鋼結(jié)構(gòu)可比碳素結(jié)構(gòu)鋼節(jié)約材料15%～25%，當(dāng)僅用于受拉及受彎時(shí)則節(jié)約比例更大。 低合金結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分與碳素結(jié)構(gòu)鋼相似，但加入少量的合金元素。﹪時(shí)只列元素的符號(hào)，﹪時(shí)在元素符號(hào)后列百分之幾并取整數(shù)。建筑結(jié)構(gòu)僅用低合金鋼，其牌號(hào)和性能如下： 由于生產(chǎn)和使用經(jīng)驗(yàn)的關(guān)系，規(guī)范推薦使用低合金鋼有兩種：16Mn(16錳)和15MnV（15錳釩），規(guī)范還推薦與這兩種類似而質(zhì)量較高的橋梁用鋼，即16Mnq(16錳橋)，15MnVq(15錳釩橋)鋼。此外，對(duì)硫、磷含量的限制也應(yīng)得到保證。B、C、D級(jí)分別要求20℃、0℃、20℃時(shí)的沖擊韌性值，B、C、D級(jí)也要求冷彎試驗(yàn)合格。A、B級(jí)按脫氧程度分為沸騰鋼（F），半鎮(zhèn)靜鋼（b），C級(jí)為鎮(zhèn)靜鋼（Z），D級(jí)為特殊鎮(zhèn)靜鋼（TZ），其中鎮(zhèn)靜鋼（Z）.特殊鎮(zhèn)靜鋼（TZ）可以不寫。例如Q235—,Q235—C等。鋼結(jié)構(gòu)用鋼主要是Q235，﹪～﹪之間。其中的Q是屈服強(qiáng)度屈字的漢語拼音的字頭，后面的阿拉伯?dāng)?shù)字表示屈服強(qiáng)度值（N∕㎜178。 鋼結(jié)構(gòu)所使用的鋼材有不同的種類，每個(gè)鋼種又有不同的牌號(hào)。后者因含有錳、釩等合金元素而具有較高的強(qiáng)度。殘余應(yīng)力的存在，使得構(gòu)件的剛度和穩(wěn)定性都有所降低。殘余應(yīng)力是鋼材在軋制、焊接、氣割過程中，由于不均勻的加熱和冷卻而產(chǎn)生的。構(gòu)件設(shè)計(jì)中應(yīng)避免脆性破壞，即所處溫度不大于T1；但不一定大于T2，以免不必要的浪費(fèi)。在此區(qū)間內(nèi)塑性破壞轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈云茐?，曲線的反彎點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的溫度T0稱為冷脆轉(zhuǎn)變溫度。圖29鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理是沖擊韌性與溫度的關(guān)系示意曲線。當(dāng)達(dá)到600℃時(shí)強(qiáng)度很低，已不能承受荷載。溫度超過300℃時(shí)，屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、彈性模量均有所下降，而塑性增加。溫度在200℃以內(nèi)，鋼材的性能沒有很大的變化。鋼材在低溫下的性能相比較而言更為重要。為了消除其不利影響，對(duì)重要結(jié)構(gòu)，如重級(jí)工作制吊車梁，須刨去因剪切形成的冷作硬化邊緣金屬。 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼材在制造時(shí)一般需經(jīng)過冷拉、冷拔、冷彎、沖孔、剪切等冷加工過程，使得鋼材有很大的塑性變形，因而產(chǎn)生冷作硬化。如前述，鋼材在彈性階段加、卸載后，不產(chǎn)生殘余變形，也不影響鋼材性能， 但超過此范圍則引起鋼材性能的變化。時(shí)效硬化的過程有長有短，可以從幾小時(shí)至幾十年。四、鋼材的硬化鋼材隨著時(shí)間推移，其屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度提高，而塑性、沖擊韌性降低的現(xiàn)象，稱之為時(shí)效硬化，如圖26。當(dāng)為數(shù)值相等的三向拉應(yīng)力時(shí)，直到材料斷裂也不屈服。在應(yīng)力集中的高峰應(yīng)力區(qū)內(nèi)，通常存在著同號(hào)的平面或三向應(yīng)力狀態(tài)。澆鑄時(shí)的非金屬夾雜物在軋制后可能造成鋼材的分層，在設(shè)計(jì)中應(yīng)避免拉力垂直板面的情況，以防止層間撕裂發(fā)生。軋制的過程使得金屬的晶粒變細(xì)，也使氣孔、裂縫焊合，因而改善了鋼材的力學(xué)性能。冶煉和澆鑄的過程會(huì)產(chǎn)生偏析、非金屬夾雜、氣孔等冶金缺陷，從而降低鋼材的力學(xué)性能。鎮(zhèn)靜鋼雜質(zhì)少，偏析等冶金缺陷不嚴(yán)重，因而性能比沸騰鋼好，但價(jià)
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