文档介绍：第二章钢结构的材料 主要内容§2-1建筑钢材的基本要求§2-2建筑钢材的主要性能§2-3影响钢材性能的主要因素§2-4复杂应力下钢材的屈服条件§2-5钢种、钢号、钢材的选用及钢材的规格§2-1建筑钢材的基本要求较高的强度---fy,fu较高足够的变形能力---良好的塑、韧性良好的加工性能---冷、热加工及可焊性能好另外,在低温下、高温下及腐蚀性环境中,要求钢材具有相当的适应能力本章内容主要根据对建筑钢材的基本要求,讲述建筑钢主要机械性能以及影响钢材机械性能的各种因素,并介绍我国目前生产的建筑钢材常用品种及规格,目的是使同学们在设计时能合理选择和使用钢材,在施工中能按照设计要求严格进行钢材的验收管理,并按正确的方法进行加工和制造。根据以上要求,我国《现行钢结构设计规范》GB50017-2003推荐承重结构钢材:Q235、Q345、Q390、Q420钢首者应符合国家标准《碳素结构钢》GB/T700的规定,后三者应符合《低合金高强度结构钢〉GB/T1590的要求,其中Q420钢是新推荐的。鸟巢所用钢材名为Q460EZ235,这种钢的强度是普通钢材的两倍,能达到最高级别,而这种钢材完全由我国自主创新研究出来。名为Q460EZ235的钢材是顶级建筑用钢,“460”指的是钢材的强度,这表明这种钢的强度是普通钢材的两倍,“E”指的是零下–40度的冲击韧性指标,这表明此钢的韧性十足,而“Z235”则表明鸟巢钢材的性能是最高级的。一、钢材的两种破坏形式塑性破坏和脆性破坏建筑用钢材是理想的弹塑性材料,塑性性能比较好,但在有些情况下也存在脆性,或由塑性转化为脆性。钢材有两种可能的破坏形式:塑性破坏和脆性破坏。§2-2建筑钢材的主要性能1、塑性破坏(延性破坏): 1)现象:从钢材静力拉伸试验可以看出,构件应力大于屈服点后,构件产生很大的变形和明显的“颈缩”现象并断裂,塑性破坏断口为杯形,呈纤维状,色泽发暗。2)特点:破坏前有明显的变形,有预兆,故可预防和避免,且塑性变形后出现的应力重分布现象可使构件应力趋于均匀,可提高构件的承载力。2、脆性破坏: 1)现象:在破坏前无明显变形,平均应力也小(一般小于屈服点),脆性破坏断口平直,呈有光泽的晶粒状。 2)特点:破坏是突然发生的,无任何预兆,后果严重。二、单向均匀应力作用下的静力工作性能单向拉伸试验:弹性阶段弹塑性阶段屈服阶段强化阶段破坏阶段比例极限fp-弹性阶段和塑性阶段分界点处的应力屈服强度fy-屈服阶段最低点处的应力抗拉强度fu-也称极限强度,曲线最高点处的应力碳素结构钢材的应力-应变曲线弹塑性阶段强化阶段(一)强度指标为了简化计算,通常假定屈服点之前材料为完全弹性的,屈服点之后变为一塑性材料(如图所示)。因此钢结构在按弹性设计时,以屈服点作为强度计算的依据,并据以确定钢材的强度设计值;在按塑性设计时,则有意识地利用材料的塑性性质获得节约钢材的效果。抗拉强度fu是钢材破坏前能够承受的最大应力。钢材达到fu时,已产生很大塑性变形而失去使用性能,但fu高则可以增加结构的安全保障,故屈强比fy/fu的值可看作钢材强度储备系数。由应力—应变图得到的几个结论:1、在设计时取屈服点为钢材可以达到的最大应力,且作为钢材静力强度的标准值。2、钢材为理想的弹塑性体钢材在屈服以前接近于理想弹性体,在屈服后接近于理想塑性体。3、塑性变形大钢材破坏前的塑性变形差不多等于弹性变形的200倍,产生破坏时容易发现和补救,不致引起严重后果。