钢结构的材料课件.ppt

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1、钢结构的材料第1页，此课件共57页哦2.3 Factors for Effect Steel Products Performances影响影响钢钢材性能的因素材性能的因素2.4 Effects of Ductility Damage and Non-Ductility Damage、Cycle Loading and Fast Loading of Steel Materials钢钢材的延性破坏和非延性破坏、循材的延性破坏和非延性破坏、循环环加加载载和快速加和快速加载载的效的效应应2.5 Categories of Structure Steel material and Selection

2、 of Steel material建筑建筑钢钢材的材的类别类别及及钢钢材的材的选选用用第2页，此课件共57页哦2.1 Demands to the Materials of the Steel Structure 对钢结构用材的要求对钢结构用材的要求 Only a few of carbon steels and alloy steels can meet the demands to the materials of the steel structure.符合钢结构性能要求的钢材只有符合钢结构性能要求的钢材只有碳素钢碳素钢及及合金钢合金钢中的少数几种。中的少数几种。The steel w

3、hich can be used for steel structure must own the following performance:用作钢结构的钢材必须具有下列性能用作钢结构的钢材必须具有下列性能:第3页，此课件共57页哦用作钢结构的钢材必须具有下列性能用作钢结构的钢材必须具有下列性能:1.较高的强度，即抗拉强度和屈服强度比较高。较高的强度，即抗拉强度和屈服强度比较高。2.足够足够的变形能力的变形能力,即塑性和韧性性能好。即塑性和韧性性能好。3.良良好好的的加加工工性性能能，即即适适合合冷冷、热热加加工工，同同时时具具有有良良好好的的可可焊焊性性，不不因因这这些些加加工工而而对对强

4、强度度、塑塑性性及及韧韧性性带带来来较较大的有害影响。大的有害影响。4.根据结构的具体工作条件，在必要时还应该具有适根据结构的具体工作条件，在必要时还应该具有适应应低温低温、有害介质侵蚀有害介质侵蚀以及以及重复荷载作用重复荷载作用等的性能。等的性能。第4页，此课件共57页哦2.2钢材的主要性能及其鉴定钢材的主要性能及其鉴定2.2.1 Stress-strain behavior at tension test 单向拉伸时的应力单向拉伸时的应力-应变性能应变性能 2.2.2 Cold bending behavior 冷弯性能冷弯性能 2.2.3 Impact toughness 冲击韧性冲击韧

5、性 2.2.4 Solderability 可焊性可焊性 2.2.5 Identification of steel material 钢材性能的鉴定钢材性能的鉴定第5页，此课件共57页哦2.2.1 Stress-strain behavior at tension test 单向拉伸时的应力单向拉伸时的应力-应变性能应变性能 The behavior of steel material occurs at room temperatures under dead load in one time stretch test is most representative.And the main

6、 indexes of strength and deformation for steel material are determined by this test using standard specimen.钢材在钢材在常温常温、静载静载条件下条件下一次拉伸一次拉伸所表现的性能所表现的性能最具有代表性。钢材的主要最具有代表性。钢材的主要强度指标强度指标和和变形性能变形性能都是根据都是根据标准试件一次拉伸试验标准试件一次拉伸试验确定的。确定的。第6页，此课件共57页哦Typical Typical stress-strain stress-strain diagram diagram f

7、or for low-carbon low-carbon steel steel and and low-low-alloy steelalloy steel典型的低碳钢和低合金钢一次拉伸时的应力典型的低碳钢和低合金钢一次拉伸时的应力-应变曲线应变曲线 第7页，此课件共57页哦Simplified stress-strain diagram简化的应力简化的应力-应变曲线应变曲线 R第8页，此课件共57页哦The mechanics performance indexes behaved by stress-strain rule are as follows:由应力由应力-应变规律表现出的应变

8、规律表现出的力学性能指标力学性能指标：Proportional limit p（比例极限（比例极限p）Yield stress y（屈服应力（屈服应力y）Tensile strength u（抗拉强度（抗拉强度u）Elongation ratio （伸长率（伸长率 ）第9页，此课件共57页哦 由于达到由于达到y 后构件产生后构件产生较大变形较大变形，故取它为计算构件，故取它为计算构件的的强度标准强度标准；由于达到；由于达到u 后构件开始破坏，故它为材料的后构件开始破坏，故它为材料的安全安全储备储备。规范规定用于规范规定用于塑性设计塑性设计的钢材必须有的钢材必须有fy/fu 0.85的屈强比的屈

9、强比。第10页，此课件共57页哦Elongation ratio （伸长率（伸长率 ）Elongation ratio （伸伸长长率率 ）is the percentage of the permanent deformation of the specimen before fracture to the original marked length.When the marked length is chosen by five or ten times of the diameter of the specimen,then the Elongation ratio is defined

10、 with 5 or 10 respectively.伸伸长长率率 是是断断裂裂前前试试件件的的永永久久变变形形与与原原标标定定长长度度的的百百分分率率。取取试试件件直直径径d d 的的五五或或十十倍倍为为标标定定长长度度，其其相相应应的的伸伸长率用长率用 5 5或或 1010 表示。表示。第11页，此课件共57页哦Yield point，tensile strength and elongation ratio are the three important mechanics performance indexes of steel material.屈屈服服点点、抗抗拉拉强强度度和和伸伸

11、长长率率是是钢钢材材的的三三个个重重要要力力学学性性能指标。能指标。第12页，此课件共57页哦The modulus of elasticity E and the strain-hardening modulus Est are also the performance indexes of steel material presented in one time stretch test.材料的材料的弹性模量弹性模量E和和应变硬化模量应变硬化模量Est也是也是一次拉伸一次拉伸所表现的性能指标。所表现的性能指标。第13页，此课件共57页哦2.2.2 Cold bending behavior

12、 冷弯性能冷弯性能 Cold bending behavior means the capability of steel material to resist the crack when cold-finished(at room temperatures)brings up the plastic deformation.It is the synthesis indexes to the determinations of plastic deformation capacity and metallurgy quality.Cold bending behavior is inspe

13、cted by bending test.冷冷弯弯性性能能是是指指钢钢材材在在冷冷加加工工（常常温温下下加加工工）产产生生塑塑性性变变形形时时，对对产产生生裂裂缝缝的的抵抵抗抗能能力力。是是判判别别钢钢材材塑塑性性变变形能力形能力及及冶金质量冶金质量的综合指标。的综合指标。冷弯性能由冷弯性能由冷弯试验冷弯试验来检测。来检测。第14页，此课件共57页哦第15页，此课件共57页哦2.2.3 Impact toughness 冲击韧性冲击韧性 The toughness of steel is a measure of its ability to absorb energy during its

14、plastic deformation and sudden fracture,also,indicates the ability of steel to the impact resistance.Impact toughness is the synthesis performance of strength and ductility.钢钢材材的的韧韧性性是是钢钢材材在在塑塑性性变变形形和和断断裂裂的的过过程程中中吸吸收收能量能量的能力，也是表示钢材的能力，也是表示钢材抵抗冲击荷载抵抗冲击荷载的能力。的能力。冲击韧性是冲击韧性是强度强度与与延展性延展性的综合表现。的综合表现。第16页，

15、此课件共57页哦Impact toughness is indicated by measuring the impact work at impact test.Code states Charpy V-notch test must to be used.钢材韧性通过钢材韧性通过冲击冲击试验试验，测定冲击功，测定冲击功Akv或或Cv来表示。来表示。标准规定采用标准规定采用夏比实夏比实验法验法测定。测定。第17页，此课件共57页哦Code for design of steel structures has the specifications to the steel impact tou

16、ghness at room temperatures and below-zero temperatures.So,when choose the structure steels,the usage situation,loading condition and required temperature should be considered.钢结构设计规范钢结构设计规范对钢材的冲击韧性有对钢材的冲击韧性有常温常温和和负温负温要求的规定。要求的规定。选用钢材时，应考虑结构的选用钢材时，应考虑结构的使用情况使用情况、荷载条件荷载条件和和要求温度要求温度。第18页，此课件共57页哦2.2.4

17、 Solderability 可焊性可焊性 The solderability of steel material means the capability of steel to get the qualified welded joint by welding under specified process and structural situation.The solderability of steel material is affected by the contents of carbon and alloy elements.The content of carbon in

18、Q235A is a little higher,which normally is not used at welded members.钢钢材材的的可可焊焊性性是是指指在在一一定定工工艺艺（焊焊接接方方法法、材材料料、预预热热温温度度）和和结结构构条条件件（钢钢材材厚厚度度、变变形形约约束束程程度度）下，钢材经过焊接能够获得合格的焊接接头的性能。下，钢材经过焊接能够获得合格的焊接接头的性能。钢钢材材的的可可焊焊性性受受碳碳含含量量和和合合金金元元素素含含量量的的影影响响。Q235AQ235A的碳含量略高，通常不用于焊接构件的碳含量略高，通常不用于焊接构件。第19页，此课件共57页哦碳当量碳

19、当量用于衡量低合金钢的可焊性。用于衡量低合金钢的可焊性。CEV=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15CEV0.38%，可焊性很好；，可焊性很好；0.38%0.45%，钢材淬硬明显，较高的预热温度措施和严格，钢材淬硬明显，较高的预热温度措施和严格的控制施焊工艺。的控制施焊工艺。第20页，此课件共57页哦2.2.5 2.2.5 钢材性能的鉴定钢材性能的鉴定根根据据钢钢结结构构工工程程施施工工质质量量验验收收规规范范（GB50205-GB50205-20012001）,对对进进入入钢钢结结构构工工程程实实施施现现场场的的主主要要材材料料需需进进行行进进场场验验收收，即即检检查查

20、钢钢材材的的质质量量合合格格证证明明文文件件、中中文文标标识识及及检检验验报报告告，确确认认钢钢材材的的品品种种、规规格格、性性能能是是否否符符合合现行国家标准和设计要求。现行国家标准和设计要求。对对属属于于下下列列情情况况之之一一的的钢钢材材，应应进进行行抽抽样样复复验验，其其复复验结果应符合现行国家产品标准和要求。验结果应符合现行国家产品标准和要求。第21页，此课件共57页哦1.1.国外进口钢材；国外进口钢材；2.2.钢材混批；钢材混批；3.3.板板厚厚等等于于或或大大于于40mm40mm，且且设设计计有有Z Z向向性性能能要要求求的的厚板；厚板；4.4.建建筑筑结结构构安安全全等等级级为

21、为一一级级，大大跨跨度度钢钢结结构构中中主主要要受受力构件所采用的钢材；力构件所采用的钢材；5.5.设计有复验要求的钢材；设计有复验要求的钢材；6.6.对质量有疑义的钢材。对质量有疑义的钢材。复验时，各项试验都应按有关的国家标准的规定进行。复验时，各项试验都应按有关的国家标准的规定进行。钢材质量的抽样检验应由具有相应资质的质检单位进行。钢材质量的抽样检验应由具有相应资质的质检单位进行。第22页，此课件共57页哦2.3 Factors for Effect Steel Products Performances 影响钢材性能的因素影响钢材性能的因素2.3.1 Effect of the chem

22、istry elements2.3.1 Effect of the chemistry elements 化学成分的影响化学成分的影响2.3.2 Effect of material shape 2.3.2 Effect of material shape 成材过程的影响成材过程的影响2.3.3 Other effects on the steel performance2.3.3 Other effects on the steel performance 影响钢材性能的其他因素影响钢材性能的其他因素 第23页，此课件共57页哦2.3.1 Effect of the chemistry el

23、ements 化学成分的影响化学成分的影响 The basic element of steel is iron(Fe),occupying 99%of ordinary carbon steel.Besides iron,impurity elements are carbon(C),silicon(Si),manganese(Mn),etc.and harmful elements are suphur(S),phosphor(P),oxygen(O),nitrogen(N),etc.The amount of these elements is about 1%,however,they

24、 bring about great effects to the mechanics performance of steel.钢的基本元素为钢的基本元素为铁（铁（Fe），普通碳素钢中占，普通碳素钢中占99%。此外还有碳（。此外还有碳（C）、硅（）、硅（Si）、锰（）、锰（Mn）等杂质元素，）等杂质元素，及硫（及硫（S）、磷（）、磷（P）、氧（）、氧（O）、氮（）、氮（N）等有害元素，）等有害元素，这些总含量约这些总含量约1%，但对钢材力学性能却有很大影响。，但对钢材力学性能却有很大影响。第24页，此课件共57页哦1.Carbon(C)碳碳：碳是形成碳是形成钢材强度钢材强度的主要成分。的主要

25、成分。碳碳含含量量增增加加，使使钢钢材材强强度度提提高高，塑塑性性、韧韧性性，特特别别是是低低温温冲冲击击韧韧性性下下降降，同同时时耐耐腐腐蚀蚀性性、疲疲劳劳强强度度和和冷冷弯弯性性能能也也显显著著下下降降，恶恶化化钢钢材材可可焊焊性性，增增加加低低温温脆脆断的危险性。断的危险性。一一般般建建筑筑用用钢钢要要求求含含碳碳量量在在0.22%0.22%以以下下，焊焊接接结结构构中应限制在中应限制在0.20%0.20%以下。以下。第25页，此课件共57页哦2.Manganese(Mn)锰：有益元素。是一种锰：有益元素。是一种弱脱弱脱氧剂氧剂。适量的锰可有效提高钢材强度，消除硫、氧对钢材适量的锰可有效

26、提高钢材强度，消除硫、氧对钢材的热脆影响，改善钢材热加工性能，并改善钢材的冷脆的热脆影响，改善钢材热加工性能，并改善钢材的冷脆倾向，同时不显著降低钢材的塑性、冲击韧性。倾向，同时不显著降低钢材的塑性、冲击韧性。普通碳素钢中锰的含量约为普通碳素钢中锰的含量约为0.3%0.8%。含量。含量过高（达过高（达1.0%1.5%以上）使钢材变脆变硬，并降以上）使钢材变脆变硬，并降低钢材的抗锈性和可焊性。低钢材的抗锈性和可焊性。第26页，此课件共57页哦3.Silicon(Si)硅硅：有有益益元元素素。作作为为脱脱氧氧剂剂加加入入普普通通碳素钢。碳素钢。适适量量硅硅可可提提高高钢钢材材的的强强度度，而而对对

27、塑塑性性、冲冲击击韧韧性性、冷弯性能及可焊性无显著的不良影响。冷弯性能及可焊性无显著的不良影响。一一般般镇镇静静钢钢的的含含硅硅量量为为0.10%0.10%0.30%0.30%，含含量量过过高高（达（达1%1%），会降低钢材塑性、冲击韧性、抗锈性和可焊性。会降低钢材塑性、冲击韧性、抗锈性和可焊性。第27页，此课件共57页哦4.Sulphur(S)硫：硫：有害有害元素。引起钢材元素。引起钢材热脆热脆，降低，降低钢材的塑性、冲击韧性、疲劳强度和抗锈性等。钢材的塑性、冲击韧性、疲劳强度和抗锈性等。一般建筑用钢含硫量要求不超过一般建筑用钢含硫量要求不超过0.055%，在焊接在焊接结构中应不超过结构中应

28、不超过0.050%。抗层间断裂的钢材，含硫量要。抗层间断裂的钢材，含硫量要求控制在求控制在0.010%以下。以下。第28页，此课件共57页哦5.Phosphor(P)磷磷：有有害害元元素素。虽虽可可提提高高强强度度、抗抗锈锈性性，但但严严重重降降低低塑塑性性、冲冲击击韧韧性性、冷冷弯弯性性能能和和可可焊焊性性，尤尤其其低低温温时时发发生生冷冷脆脆，含含量量需需严严格格控控制制，一一般般不不超超过过0.050%0.050%，焊接结构中不超过，焊接结构中不超过0.045%0.045%。6.Oxygen(O)氧氧：有有害害元元素素。引引起起热热脆脆。一一般般要要求含量小于求含量小于0.05%0.05

29、%。第29页，此课件共57页哦7.Nitrogen(N)氮氮：能能使使钢钢材材强强化化，但但显显著著降降低低钢钢材材塑塑性性、韧韧性性、可可焊焊性性和和冷冷弯弯性性能能，增增加加时时效效倾倾向向和和冷冷脆脆性性。一般要求含量小于一般要求含量小于0.008%0.008%。钢钢结结构构所所用用碳碳素素钢钢Q235Q235及及低低合合金金钢钢Q345Q345和和Q390Q390的的化学成分化学成分及及含量含量见见附表附表9(p385)9(p385)。第30页，此课件共57页哦2.3.2 Effect of material shape 成材过程的影响成材过程的影响 1.Smelting 冶炼冶炼建建

30、筑筑结结构构用用钢钢我我国国主主要要使使用用顶顶吹吹氧氧气气转转炉炉炼炼钢钢法生产的钢材。法生产的钢材。冶冶炼炼是是形形成成钢钢的的化化学学成成分分与与含含量量、钢钢的的金金相相组组织织结结构构的的冶冶金金过过程程，必必定定存存在在不不同同的的冶冶金金缺缺陷陷，从从而而确确定定不不同的钢种、钢号及其相应的同的钢种、钢号及其相应的力学性能力学性能。第31页，此课件共57页哦2.Moulding 浇铸浇铸把熔炼好的钢水浇铸成钢锭或钢坯。把熔炼好的钢水浇铸成钢锭或钢坯。按按脱氧程度脱氧程度分沸腾钢、镇静钢和半镇静钢。分沸腾钢、镇静钢和半镇静钢。浇铸过程中会产生的常见的浇铸过程中会产生的常见的冶金缺陷

31、冶金缺陷有：有：偏析、非金属夹杂、气孔及裂纹等。偏析、非金属夹杂、气孔及裂纹等。第32页，此课件共57页哦3.Rolling 轧制轧制轧轧制制能能使使金金属属的的晶晶粒粒变变细细，使使气气泡泡、裂裂纹纹焊合，因而改善了钢材的力学性能。焊合，因而改善了钢材的力学性能。薄板薄板因辊轧次数多，其强度比厚板略高。因辊轧次数多，其强度比厚板略高。4.Heat treatment 热处理热处理热处理的目的在于取得热处理的目的在于取得高强度高强度的同时能够的同时能够保持良好的保持良好的塑性塑性和和韧性韧性。第33页，此课件共57页哦2.3.3 Other effects on the steel perfo

32、rmance 影响钢材性能的其他因素影响钢材性能的其他因素 1.Cold-finished hardening 冷加工硬化冷加工硬化 钢结构在钢结构在常温下常温下加工即冷加工。加工即冷加工。冷加工过程中使钢材产生很大冷加工过程中使钢材产生很大塑性变形塑性变形，在重新加，在重新加荷时引起的强度提高，同时降低塑性和韧性，称为荷时引起的强度提高，同时降低塑性和韧性，称为冷冷作硬化作硬化。冷加工包括：冷拉、冷弯、剪切、冲孔、辊、压、折、冷加工包括：冷拉、冷弯、剪切、冲孔、辊、压、折、钻、刨、铲、撑、敲等。钻、刨、铲、撑、敲等。第34页，此课件共57页哦2.Temperature 温度温度 温度升高和降

33、低都使钢材性能发生变化温度升高和降低都使钢材性能发生变化，且，且低温情低温情况下况下钢材力学性能更重要。钢材力学性能更重要。当温度逐渐升高时当温度逐渐升高时，钢材的强度、弹性模量下降钢材的强度、弹性模量下降，变形，变形能力增大。能力增大。250 0 C C附近发生附近发生蓝脆蓝脆现象。温度达到现象。温度达到600600 C C时，时，屈服强度为室温的屈服强度为室温的1/31/3，弹性模量为室温的，弹性模量为室温的40%40%。但但耐火钢耐火钢改善了钢材在高温下的力学性能。改善了钢材在高温下的力学性能。温度从常温下降到一定值温度从常温下降到一定值，钢材的钢材的冲击韧性冲击韧性突然急剧突然急剧下降

34、下降，试件断口属脆性破坏试件断口属脆性破坏，这种现象称为这种现象称为冷脆冷脆现象。现象。第35页，此课件共57页哦3.Stress concentration 应力集中应力集中钢结构构件中存在的孔洞、槽口、凹角、裂钢结构构件中存在的孔洞、槽口、凹角、裂缝、厚度变化、形状变化、内部缺陷等使一些区域产生局部缝、厚度变化、形状变化、内部缺陷等使一些区域产生局部高峰应力高峰应力，此谓此谓应力集中应力集中现象现象。应力集中越严重应力集中越严重，钢材塑性越差。钢材塑性越差。第36页，此课件共57页哦第37页，此课件共57页哦2.4 Effects of Ductility Damage and Non-D

35、uctility Damage、Cycle Loading and Fast Loading of Steel Materials钢材的延性破坏和非延性破坏、循环加载钢材的延性破坏和非延性破坏、循环加载和快速加载的效应和快速加载的效应 第38页，此课件共57页哦1 1延性破坏和非延性破坏延性破坏和非延性破坏超超过过屈屈服服点点有有明明显显塑塑性性变变形形产产生生的的构构件件，当当达达到到抗抗拉拉强强度度时时将将在在很很大大变变形形的的情情况况下下断断裂裂，称称为为延延性性破破坏；坏；当当没没有有塑塑性性变变形形或或只只有有很很小小塑塑性性变变形形时时就就发发生生的的破坏，称为脆性破坏。破坏，称

36、为脆性破坏。钢钢结结构构需需选选用用塑塑性性好好的的材材料料，还还必必须须避避免免导导致致材料转脆。材料转脆。第39页，此课件共57页哦2.2.疲劳断裂疲劳断裂(fatigue fracture)(fatigue fracture)疲疲劳劳断断裂裂是是微微观观裂裂缝缝在在连连续续重重复复荷荷载载作作用用下下不不断断扩展扩展直至直至断裂断裂的脆性破坏。的脆性破坏。疲疲劳劳断断裂裂的的过过程程可可分分为为三三个个阶阶段段：裂裂纹纹的的形形成成、裂纹缓慢扩展裂纹缓慢扩展和和最后迅速断裂。最后迅速断裂。第40页，此课件共57页哦3.3.循环加载循环加载连连续续重重复复荷荷载载之之下下应应力力往往复复变

37、变化化一一周周叫叫做做一个循环一个循环。应力幅应力幅表示应力变表示应力变化的幅度，应力幅总是化的幅度，应力幅总是正值。正值。第41页，此课件共57页哦疲劳寿命疲劳寿命（致损循环次数）指在连续反复荷载作用下（致损循环次数）指在连续反复荷载作用下应力的循环次数，用应力的循环次数，用n表示。表示。疲劳曲线疲劳曲线（n曲线）曲线）第42页，此课件共57页哦4.疲劳验算疲劳验算 直直接接受受到到重重复复荷荷载载作作用用的的构构件件，如如吊吊车车梁梁、桥桥梁梁、输输送送栈栈桥桥和和某某些些工工作作平平台台以以及及它它们们的的连连接接，当当应力循环次数应力循环次数n 5x104 时应进行疲劳验算。时应进行疲

38、劳验算。由由于于现现阶阶段段对对疲疲劳劳裂裂缝缝的的形形成成、扩扩展展以以至至断断裂裂这这一一过过程程的的极极限限状状态态定定义义，和和有有关关影影响响因因素素的的研研究究不不足足，我我国国规规范范规规定定对对疲疲劳劳计计算算按按容容许许应应力力方方法法进行验算。进行验算。疲劳验算时，按可变荷载疲劳验算时，按可变荷载标准值标准值进行。进行。参数的取值见参数的取值见p321的表的表8-2.第43页，此课件共57页哦5.5.快速加载快速加载快快速速加加载载致致使使所所得得钢钢材材的的屈屈服服点点和和抗抗拉拉强强度度偏偏高高。影响钢材对影响钢材对能量能量吸收的能力。吸收的能力。对对于于同同一一冲冲击

39、击韧韧性性的的材材料料，当当设设计计承承受受动动力力荷荷载载时，允许最低的使用温度比承受时，允许最低的使用温度比承受静力荷载静力荷载高。高。除除遭遭强强烈烈地地震震作作用用外外，建建筑筑结结构构通通常常在在考考虑虑荷荷载载的的动动力力系系数数后后按按静静力力计计算算；但但承承受受循循环环荷荷载载时时需需考考虑虑是是否进行否进行疲劳验算疲劳验算。第44页，此课件共57页哦2.5 Categories of Structure Steel material and Selection of Steel material 结构钢材的类别及钢材的选用结构钢材的类别及钢材的选用 2.5.1 结构钢材的类

40、别结构钢材的类别、牌号和等级2.5.2 钢材的选择钢材的选择 2.5.3 型型钢规格钢规格 第45页，此课件共57页哦2.5.1 2.5.1 结构钢材的类别结构钢材的类别、牌号和等级1.热轧钢材热轧钢材钢结构中采用的钢材主要有三类：钢结构中采用的钢材主要有三类：碳素结构钢碳素结构钢、低低合金高强度结构钢合金高强度结构钢和和高性能的高性能的GJ钢钢。此外，还可以采用特殊性能的钢材：厚度方向性能此外，还可以采用特殊性能的钢材：厚度方向性能钢板和耐候性结构钢。钢板和耐候性结构钢。建筑结构用钢板建筑结构用钢板。2.铸钢铸钢用于大型空间结构的复杂节点和支座。用于大型空间结构的复杂节点和支座。3.冷成型钢

41、材（冷成型钢材（Q215、Q235和和Q345）4.高强钢丝和钢索材料高强钢丝和钢索材料第46页，此课件共57页哦1.碳素结构钢、低合金高强度结构钢碳素结构钢、低合金高强度结构钢工程中钢材的标号的表示工程中钢材的标号的表示:QXXX QXXX 例如:Q235AF、Q235Bb、Q345E。Q Q：屈屈服强度的第一个拼音字母。服强度的第一个拼音字母。XXXXXX ：屈屈服服强强度度值值，单单位位为为MpaMpa或或N/mmN/mm2 2。第47页，此课件共57页哦：Quality grades 质量等级质量等级。有有A、B、C、D和和E五等，表示质量由低到高。五等，表示质量由低到高。质量高低主要

42、是以对质量高低主要是以对冲击韧性的要求冲击韧性的要求区分的。区分的。A无冲击功规定；无冲击功规定；B有有20 C时的冲击功要求；时的冲击功要求；C有有0 C时的冲击功要求；时的冲击功要求；D有有20 C时的冲击功要求；时的冲击功要求；E有有40 C时的冲击功要求，时的冲击功要求，低合金高强度结构钢低合金高强度结构钢才有才有E等。等。(p386)QXXXQXXX 第48页，此课件共57页哦 ：Deoxidizing methods 脱氧方法。脱氧方法。在浇铸过程中由于脱氧程度的不同，可在浇铸过程中由于脱氧程度的不同，可分为分为F、b、Z和和TZ，F表示沸腾钢，表示沸腾钢，b表示半表示半镇静钢，镇

43、静钢，Z表示镇静钢，表示镇静钢，TZ表示特殊镇静钢。表示特殊镇静钢。QXXXQXXX 第49页，此课件共57页哦3.高强钢丝和钢索材料高强钢丝和钢索材料 高高强强钢钢丝丝是是由由优优质质碳碳素素钢钢经经过过多多次次冷冷拔拔而而成成，分为光面和镀锌两种。分为光面和镀锌两种。钢钢丝丝强强度度的的主主要要指指标标是是抗抗拉拉强强度度，并并对对化化学学成成分分有严格要求。有严格要求。钢绞线是由多根钢丝捻成，亦称单股钢丝绳。钢绞线是由多根钢丝捻成，亦称单股钢丝绳。钢丝绳是由钢绞线捻成。钢丝绳是由钢绞线捻成。第50页，此课件共57页哦2.5.2 Selection of Steel material钢钢材

44、的选择材的选择 1.选择钢材应考虑下列因素选择钢材应考虑下列因素：荷载性质（静载或动载）荷载性质（静载或动载）;应应力状力状态态（受拉、受（受拉、受压压，或双，或双轴轴、三、三轴轴受拉）；受拉）；连接方法（焊接或栓接）；连接方法（焊接或栓接）；工作环境（低温）；工作环境（低温）；供货价格。供货价格。第51页，此课件共57页哦2.2.Q235AQ235A钢钢保保证证项项目目中中，碳碳含含量量、冷冷弯弯试试验验合合格格和和冲冲击击韧韧性性未未作作为为必必要要的的保保证证条条件件，只只宜宜用用于于不不直直接接承承受受动动力力作用作用的结构中。的结构中。3.3.工工作作温温度度不不高高于于00的的结结

45、构构宜宜采采用用B B级级钢钢；温温度度不不高高于于-20-20的的受受拉拉板板件件：厚厚度度 40mm40mm时时用用C C级级钢钢，厚厚度度40mm40mm用用D D级。级。4.4.需需要要验验算算疲疲劳劳的的焊焊接接结结构构，根根据据温温度度高高低低采采用用不不同同质质量量等等级级的的钢钢材材。需需要要验验算算疲疲劳劳的的非非焊焊接接结结构构，钢钢材材质质量量等等级比焊接者降低一级，但不低于级比焊接者降低一级，但不低于B B级级。第52页，此课件共57页哦5.5.抗抗震震设设防防的的钢钢结结构构，其其受受力力在在弹弹性性范范围围的的构构件件钢钢材材，可可参参照照需需要要验验算算疲疲劳劳的

46、的非非焊焊接接结结构构选选用用；承承担担塑塑性性耗耗能能作作用用的构件钢材，应满足一定的要求：的构件钢材，应满足一定的要求：1 1）屈服强度实测值与抗拉强度实测值之比）屈服强度实测值与抗拉强度实测值之比 0.850.85；2 2）钢材应有明显的屈服平台，且伸长率）钢材应有明显的屈服平台，且伸长率 20%20%；3 3）钢钢材材屈屈服服强强度度实实测测值值不不高高于于上上一一级级钢钢材材屈屈服服强强度度规定值；规定值；4 4）钢材工作环境温度下）钢材工作环境温度下A AKVKV不低于不低于27J27J。6.6.连连接接所所用用钢钢材材，如如：焊焊条条、焊焊丝丝和和螺螺栓栓的的钢钢材材应应与与主主

47、体金属的强度相适应。体金属的强度相适应。第53页，此课件共57页哦2.5.3 Standard shaped steels2.5.3 Standard shaped steels 型型钢规格钢规格The components of steel structure are shaped steels The components of steel structure are shaped steels and steel plates.and steel plates.钢结构中的元件是钢结构中的元件是型钢型钢和和钢板钢板。1.Steel plates includes:plates and sh

48、eets.1.Steel plates includes:plates and sheets.钢板钢板分厚板分厚板(4.560mm)(4.560mm)和薄板和薄板(0.354mm)(0.354mm)两种。两种。表示方法为：表示方法为：-12x800 x2100-12x800 x2100（厚（厚x x宽宽x x长），单位为毫长），单位为毫米。米。第54页，此课件共57页哦2.Shaped steels includes:hot-rolled steel shapes and 2.Shaped steels includes:hot-rolled steel shapes and cold-for

49、med steel shapes.cold-formed steel shapes.型钢型钢有热轧及冷成型两种。（见有热轧及冷成型两种。（见p38p38、39.39.图图2-172-17，2-182-18）Hot-rolled steel shapesHot-rolled steel shapes热轧型钢热轧型钢：角钢：角钢(angle)(angle)、槽钢、槽钢(channel)(channel)、工字钢、工字钢(I shape)(I shape)、H H型钢型钢(H shape)(H shape)和和T T型钢型钢(T(T shape)shape)Cold-formed Cold-formed thin-wall thin-wall steel steel shapesshapes冷冷弯弯薄薄壁壁型型钢钢：用用26mm26mm厚的薄板经冷弯或模压成型。厚的薄板经冷弯或模压成型。压压型型钢钢板板所所用用钢钢板板的的厚厚度度为为0.42mm，用用做做轻轻型型屋屋面面等构件。等构件。第55页，此课件共57页哦第56页，此课件共57页哦第57页，此课件共57页哦