第1页：钢材的破坏形式和主要性能
- 1.了解钢材的破坏形式和主要性能
- 2.了解影响钢材性能的主要因素
- 3.了解钢材疲劳破坏及计算方法
- 4.了解钢材的种类及选用原则要求
2.1钢结构对材料的要求2.2钢材的主要性能2.3各种因素对钢材主要性能的影响2.4钢材的疲劳2.5钢的种类和钢材的规格基本要求本章目录钢结构的材料。
第2页：钢材的破坏形式
- 脆性破坏
- 破坏前没有任何预兆，破坏是突然发生的，断口平直并呈有光泽的晶粒状
- 塑性破坏
- 断口呈纤维状，色泽发暗
- 1.钢材的破坏形式：塑性破坏和脆性破坏
- 在设计、施工和使用钢结构时，注意防止脆性破坏
- 破坏前有明显的变形，破坏历时时间长，可以采取补救措施
- 2.1钢结构用材的要求
第3页：良好的工艺性能(
- 3、良好的工艺性能(包括冷加工、热加工以及焊接性能)
- 2.钢结构对钢材的要求
1、具有较高的抗拉强度fu和屈服点fy(结构的承载力大，所需的截面小，结构的自重轻).2、具有较好的塑性、韧性(塑性好，不易发生脆性破坏。
韧性好，利于承受动力荷载).根据具体工作条件，有时还要求具有适应低温、高温和腐蚀性环境的能力。
第4页：钢材的力学性能强度和塑性常
2.2钢材的力学性能强度和塑性常温静载单向拉伸试验冷弯试验冲击试验冷弯性能冲击韧性σ—τ曲线强度指标：fy屈服强度，fu抗拉强度塑性指标：伸长率δ，截面收缩率ψ作为钢材设计应力极限即强度的标准值反映钢材塑性（或延性）冷弯指标：冷弯180°反映钢材弯曲塑性变形能力和钢材质量的综合指标韧性指标：冲击韧性值反映在动荷载作用下，钢材抵抗脆性破坏的能力是钢材强度和塑性的综合指标低温冲击韧性。
第5页：单向拉伸时的性
第6页：是建筑钢材最重要的力学性能
- 是建筑钢材最重要的力学性能
- 低碳钢（软钢）拉伸过程分四个阶段
- OA：弹性阶段
- AB：屈服阶段
- BC：强化阶段
- CD：颈缩阶段
第7页：BB下B低碳钢受拉应力---
第8页：弹性阶段
- 弹性阶段
- 应力和应变成正比。应力和应变的比
- 比例极限（或弹性极限）
- 使钢材产生最大弹性
- 屈服阶段
- 钢材丧失对变形的抵抗能力，产生大
- 值称为弹性模量，即E=σ/ε，单位MPa
- 弹性模量反映了钢材的刚度，是计算结构变形
- 量E=2.06×105Mpa
- 变形的应力称弹性极限，即A点对应的应力
- 量塑性变形
的重要指标。建筑常用碳素结构钢Q235的弹性模。
第9页：屈服强度
- 屈服强度
- 在屈服阶段，锯齿形的最高点对应的应力称上屈
- 服点（B上）；最低点对应的应力称为下屈服点
- （B下）。因上屈服点不稳定，所以国标规定以
- 下屈服点作为钢材的屈服强度，用σs表示
第10页：Fs—屈服阶段最小荷载,N
- Fs—屈服阶段最小荷载,N
- Ao—钢材的原始截面积，mm2
- 屈服强度对钢材的使用有着重要的意义。在结构
- 设计中，要求构件在弹性变形范围内工作，即使
- 少量塑性变形也要避免，因此屈服强度是确定钢
- 材容许应力的主要依据
第11页：颈缩阶段
- 颈缩阶段
- 当应力超过抗拉强度后，处于试件薄弱处的截
- 面将显著缩小，产生颈缩现象。塑性变形迅速
- 增加，拉应力随着下降，最后钢材断裂
第12页：钢材的主要性能要求与单向拉伸性能
- 伸长率：试件拉断后
- 标距长度的增量与原标
- 距长度之比，符号δ
- 常用%表示
- Lo——试件原始标距长度，mm
- L1——试件拉断后测定出伸长后标距部分的长
- 度，mm
第13页：钢材的主要性能要求与单向拉伸性能
- 意义
- 值越大，塑性越好，可使超过屈服点的应
- 力重新分布，避免应力集中，从而避免结
- 构过早破坏；加工性越好，安全性增强
- 与L0/d0有关，对于同种钢材δ5＞δ10
- 5——表示L0=5d0时的伸长率，d0——
- 钢材直径
- 10——表示L0=10d0时的伸长率
第14页：钢材的主要性能要求与单向拉伸性能
本页以图示为主，建议结合「钢材的主要性能要求与单向拉伸性能」对照原课件图片理解其构造与做法。
第15页：断面收缩率
- 断面收缩率：塑性指标
- 断面收缩率是指试件拉断后，颈缩处横截面积的
- 减缩量占原横截面面积的百分率，符号Ψ，常以
- %表示
- A1——试样拉断后颈缩处的截面积，mm2
- A0——表示钢材的原始截面积，mm2
- 伸长率和断面收缩率均表示钢材断裂前的塑性变形的能力
第16页：冷弯性能
第17页：常温下钢材承受弯曲变形
- 冷弯性能试验
- 试件被弯曲的角度（90°、180°）
- 判定标准
- 若试件弯曲处的外表面无裂断、裂缝或起
层，认为冷弯性能合格。装好的试件弯曲180°弯曲90°。
第18页：一般用弯曲角度α
- 冷弯试验意义
- 冷弯也是检验钢材塑性的一种方
- 一般用弯曲角度α以及弯心直径D与钢材的厚度
- 或直径d的比值来表示钢材的冷弯性能。弯曲角
- 度越大，D与d的比值越小，表明冷弯性能好
- 法，并与伸长率存在有机的联系，伸长率大的钢
- 材，其冷弯性能必然好，但冷弯检验对钢材塑性
- 的评定比拉伸试验更严格、更敏感
第19页：冷弯性能与冲击韧性
本页以图示为主，建议结合「冷弯性能与冲击韧性」对照原课件图片理解其构造与做法。
第20页：冲击韧性
- 2.2.3冲击韧性
- 冲击韧性是指钢材抵抗冲击荷载而不破坏
- 的能力
- 规范规定以有V形缺口的标准试件，在冲击
- 试验的摆锤冲击下，以破坏后缺口处单位
- 面积上所消耗的功来表示，符号αk，单位
- J/cm2，如下图所示。αk（每平方米所吸
- 收的冲击断裂功）越大，冲断试件消耗的
- 能量，或者说钢材断裂前吸收的能量越
- 多，说明钢材的韧性越好
第21页：影响冲击韧性的主要因素
- 影响冲击韧性的主要因素
- 化学成分
- 钢中的P、S含量越高，夹杂物以及焊接中形成的微裂
- 纹等都会降低冲击韧性
- 冶炼质量:
- 脱氧不完全，成分偏析的钢，冲击韧性小
- 冷作及时效:
- 经冷加工及时效后，钢材的冲击韧性降低
- 冷加工是指钢材在常温下进行的加工
- 建筑钢材常见的冷加工方式有：冷拉、冷拔、冷轧、冷扭、刻痕等
- 其目的是提高钢材的强度和节约钢材
第22页：随温度的降低
- 环境温度影响:
- 常温下，随温度的降低，钢材冲击韧性缓慢降低，当
- 温度降至某一温度范围时，αk骤然下降很多，钢
- 温度（范围）称为脆性临界/转变温度
- 在北方严寒地区选用钢材时，必须对钢材的冷脆性
- 进行评定，此时选用的钢材的脆性临界温度应比环境
- 最低温度低些
- 由于脆性临界温度的测定工作复杂，规范中通常是
- 根据气温条件规定-20℃或-40℃的负温冲击值
材呈脆性，这种性质称为冷脆性。发生脆性转变时的。
第23页：课堂小结与图片页
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第30页：课堂小结与图片页
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