第2章 钢结构材料

1、北京大学出版社北京大学出版社研制单位：中南林业课件大学钢结构设计原理 (电子教案)研制单位：中南林业科技大学 钢结构研究所 研研 制制 人：胡习兵人：胡习兵 袁智深袁智深钢结构设计原理钢结构设计原理 第第1 1章章 绪论绪论第第2 2章章 钢结构材料钢结构材料第第3 3章章 钢结构的连接钢结构的连接第第4 4章章 轴心受力构件轴心受力构件第第5 5章章 受弯构件受弯构件第第6 6章章 拉弯和压弯构件拉弯和压弯构件钢结构设计原理钢结构设计原理第 2 章主主 页页目目 录录帮帮 助助上一章上一章下一章下一章第第 2 章章 钢结构材料钢结构材料主主 页页目目 录录帮帮 助助上一章上一章下一章下一章钢

2、结构设计原理钢结构设计原理第 2 章主要目标：主要目标： 1掌握钢材的基本力学性能及力学指标、钢材的破坏掌握钢材的基本力学性能及力学指标、钢材的破坏形态、钢材性能的影响因素；形态、钢材性能的影响因素； 2熟悉钢材分类、钢材牌号的含义和国产型钢规格；熟悉钢材分类、钢材牌号的含义和国产型钢规格； 3理解建筑用钢材的选用原则。理解建筑用钢材的选用原则。 主要内容：主要内容： 2.1 钢材的力学性能钢材的力学性能 2.2 钢材的破坏形态钢材的破坏形态 2.3 影响钢材性能的因素影响钢材性能的因素 2.4 钢材的分类钢材的分类 2.5 钢材的选用钢材的选用 2.6 钢材的规格钢材的规格 主主 页页目目

3、录录帮帮 助助上一章上一章下一章下一章钢结构设计原理钢结构设计原理第 2 章2.1钢材的力学性能钢材的力学性能 2.1.1 钢材的强度强度 强度是钢材的一项主要机械性能，可通过单向拉伸实验确定。 条件：条件：标准试件（标准试件（GB22863），常温（），常温（20） 下缓慢加载，一次完成。含碳量为下缓慢加载，一次完成。含碳量为0.1%0.3%。 标准试件：标准试件：lo/d=5、10；lo-标距；标距； d -直径直径Lod d主主 页页目目 录录帮帮 助助上一章上一章下一章下一章钢结构设计原理钢结构设计原理第 2 章阶段划分阶段划分A.A.有屈服点钢材有屈服点钢材-曲线可以分为曲线可以分为

4、五个阶段五个阶段：（1 1）弹性阶段弹性阶段(OB(OB段段) )（2）弹塑性阶段（）弹塑性阶段（BC)（3）塑性阶段（）塑性阶段（CD)（4）强化阶段）强化阶段(DE段段)（5）颈缩阶段）颈缩阶段(EF段段)uOAEBCDAEy主主 页页目目 录录帮帮 助助上一章上一章下一章下一章钢结构设计原理钢结构设计原理第 2 章B.B.对无明显屈服点的钢材对无明显屈服点的钢材 该种钢材在拉伸过程中没有屈服阶段，塑性变该种钢材在拉伸过程中没有屈服阶段，塑性变 形小，破坏突然。形小，破坏突然。 fy=f0.20.2%fup主主 页页目目 录录帮帮 助助上一章上一章下一章下一章钢结构设计原理钢结构设计原理第

5、 2 章 2.1.2 钢材的钢材的塑性塑性 钢材的塑性一般是钢材破坏前产生塑性变形的能力。衡量钢材塑性的好坏的主要指标是伸长率伸长率和截面截面收缩率收缩率。%100001lll 010100%AAALodNNNLdNA0A1主主 页页目目 录录帮帮 助助上一章上一章下一章下一章钢结构设计原理钢结构设计原理第 2 章 2.1.3 钢材的钢材的冷弯性能冷弯性能 钢材的冷弯性能是衡量钢材在常温下弯曲加工产生塑性变形时，抵抗产生裂纹能力的一项指标。 它还是显示钢材内部缺陷状况的一项指标；是鉴定钢材在弯曲状态下塑性应变能力和钢材质量的综合指标。add+2.1a主主 页页目目 录录帮帮 助助上一章上一章下

6、一章下一章钢结构设计原理钢结构设计原理第 2 章 2.1.4 钢材的钢材的冲击韧性冲击韧性 钢材的冲击韧性是也称作缺口韧性，是衡量钢材在冲击荷载作用下，抵抗脆性断裂能力的一项力学指标。它用材料在断裂时所吸收的总能量来量度（Ak）。韧性是钢材强度和塑性的综合指标。主主 页页目目 录录帮帮 助助上一章上一章下一章下一章钢结构设计原理钢结构设计原理第 2 章2.2 钢材的破坏形态钢材的破坏形态 钢材的破坏形态：1、塑性破坏：是构件应力超过屈服点fy，并达到抗拉极限强度fu后，构件产生明显的塑性变形而断裂，其断口常为杯形，呈纤维状，色泽发暗。 2、脆性破坏：破坏前无明显变形，平均应力低于抗拉强度fu，

7、甚至是低于屈服强度fy，其断口平直，呈有光泽的晶粒状。主主 页页目目 录录帮帮 助助上一章上一章下一章下一章钢结构设计原理钢结构设计原理第 2 章2.2.1 钢材的脆性破坏钢材的脆性破坏 1、产生原因：裂纹、材料的韧性裂纹、材料的韧性 、钢材化学成分、钢材化学成分 、冶金缺陷、钢板厚度、加载速度、应力性质和大小、冶金缺陷、钢板厚度、加载速度、应力性质和大小、最低使用温度、连接方法和应力集中最低使用温度、连接方法和应力集中等。 2、提高钢材抗脆性断裂性能的主要措施有： 1）合理设计； 2）合理制作； 3）合理使用。0.6%）4、优质钢丝绳5、建筑结构用钢板6、耐候耐火钢主主 页页目目 录录帮帮

8、助助上一章上一章下一章下一章钢结构设计原理钢结构设计原理第 2 章2.5 钢材的选用钢材的选用 选择钢材的原则选择钢材的原则1 1结构或构件的重要性；结构或构件的重要性；主主 页页目目 录录帮帮 助助上一章上一章下一章下一章钢结构设计原理钢结构设计原理第 2 章2 2、荷载特征、荷载特征 荷载为静力或动力荷载，应选用各项性能不同的荷载为静力或动力荷载，应选用各项性能不同的钢材。钢材。3 3、连接方法、连接方法 焊接应选择可焊性好的钢材；非焊接结构对含碳焊接应选择可焊性好的钢材；非焊接结构对含碳量可降低要求。量可降低要求。4 4、结构所处的温度和环境、结构所处的温度和环境 处于负温下工作时，选用

9、负温冲击合格的钢材，处于负温下工作时，选用负温冲击合格的钢材，结构周围有腐蚀介质存在时要选用抗锈性好的钢材。结构周围有腐蚀介质存在时要选用抗锈性好的钢材。5 5、结构的受力性质、结构的受力性质 经常承受拉力的构件，应选用质量较好的钢材经常承受拉力的构件，应选用质量较好的钢材 。6 6、结构形式与钢材厚度、结构形式与钢材厚度 钢材厚度较大的受拉和受弯构件，对材性要求应钢材厚度较大的受拉和受弯构件，对材性要求应高一些。高一些。主主 页页目目 录录帮帮 助助上一章上一章下一章下一章钢结构设计原理钢结构设计原理第 2 章2.6 钢材的规格钢材的规格 热轧成型的热轧成型的钢板钢板和和型钢型钢，冷弯（或冷

10、压）成型的，冷弯（或冷压）成型的薄壁型钢薄壁型钢。（一）热轧钢板（一）热轧钢板（表示方法（表示方法 宽宽厚度厚度长度长度 ）分为分为: :厚板厚板（厚度（厚度4.5-60mm)4.5-60mm)薄板薄板（厚度（厚度0.35-4mm)0.35-4mm)扁钢扁钢： 厚度厚度4-60mm4-60mm， 宽度宽度20-200mm20-200mm。主主 页页目目 录录帮帮 助助上一章上一章下一章下一章钢结构设计原理钢结构设计原理第 2 章( (二）热轧型钢二）热轧型钢1.1.工字钢工字钢2.2.槽钢槽钢工字钢根据截面高度工字钢根据截面高度h h及及厚度分类厚度分类a(a(或或b b、c)c)槽钢根据截面高度槽钢根据截面高度h h及厚度及厚度分类分类a(a(或或b b、c)c)主主 页页目目 录录帮帮 助助上一章上一章下一章下一章钢结构设计原理钢结构设计原理第 2 章3.3.角钢角钢肢宽度肢宽度肢厚度肢厚度 等肢角钢等肢角钢长肢宽度长肢宽度短肢宽度短肢宽度肢厚度肢厚度 不等肢角钢不等肢角钢主主 页页目目 录录帮帮 助助上一章上一章下一章下一章钢结构设计原理钢结构设计原理第 2 章4.4.H型钢型钢分为：分为：宽翼缘宽翼缘HW、中翼缘、中翼缘HM、窄翼缘、窄翼缘HNbht1t2表示方法：表示方法： H高度高度宽度宽度腹板厚度腹板厚度