钢结构材料-同济大学钢与轻型结构研究室.PDF

第2章 钢结构材料 主要内容 • 结构钢对材料性能的基本要求 • 钢材塑性破坏、脆性破坏、疲劳破坏 • 影响钢材性能的一般因素 • 钢材种类、牌号、规格和选用 • 结构钢材的新发展 钢结构对用材的基本要求 • 较高的强度(Strength) －轻质高强 • 足够的变形能力(Deformation) －优良的塑性韧性 • 良好的加工性能(Fabrication) －适应冷、热加工，可焊性好 • 胜任恶劣环境的耐久性(Endurance) －适应低温、 适应腐蚀介质 适应重复荷载 钢材在单向均匀受力下的性能 强度及其指标 N N 强度－材料抵抗外力作用 时不致破坏的能力 结构钢拉伸试件 抗拉强度 fu 屈服强度 fy OAE －弹性阶段 弹性极限 fe ECF －屈服阶段 比例极限 fp FB －强化阶段 BD －颈缩阶段 5 a tga=E=2.06 ×10 MPa 弹性模量 o 结构钢拉伸曲线 拉伸过程中各阶段的特性（一） 弹性阶段OAE • 应力应变成线性比例关系σ= E ε， 卸载后变形消失。 • 该阶段变形很小（Q235的ε ＝ p 0.1% ），是荷载作用下结构计算采 o 用叠加原理的基础。 屈服阶段ECF • 应力应变进入非线性的弹塑性阶段，有明显的水平状的屈服平台， 应力基本保持不变（暂时丧失承载力）应变不断发展。 • 应力波动的下限fy称为屈服强度。 • 卸载后弹性变形消失，但仍残留变形－塑性变形。 拉伸过程中各阶段的特性（二） 强化阶段 FB • 钢材内部晶粒重新排列，恢复承载能力 • 应变明显比应力增加得快，最终应力达 到最高点fu ，称为抗拉强度。 颈缩阶段BD • 超过B点后，试件出现横向收缩， 称“颈缩”，随后断裂。 钢材强度(Strength)特性的要点 1. 屈服强度f 用作为钢结构设计的可达到的 y fu 最大应力，原因： fy fe （1）f 、f 、f 非常接近，三者合一，可认 fp e p y 为弹性与塑性的分界点； （2 ）f 以后，塑性变形很大，一旦超载，易 y