鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理ppt6

1、 第一章第一章 緒緒 論論 1.1 鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn) (1)強(qiáng)度高，塑性韌性好 強(qiáng)度高 適用于建造跨度大、高度高、承載重的 結(jié)構(gòu)。強(qiáng)度高，易為穩(wěn)定和剛度所控制，強(qiáng)度 難以得到充分的利用。 塑性好 結(jié)構(gòu)在一般條件下不會因超載而突然斷 裂，只增大變形，應(yīng)力重分配，使應(yīng)力變化趨 于平緩；易于被發(fā)現(xiàn)。 韌性好 適宜在動力荷載下工作，良好的耗能能 力和延性，在地震區(qū)采用鋼結(jié)構(gòu)較為有利。 1.1 鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn) (2)重量輕 鋼材容重大，強(qiáng)度高，建造的結(jié)構(gòu)比較輕。結(jié)構(gòu) 的輕質(zhì)性可以用材料的質(zhì)量密度和強(qiáng)度的比值來 衡量，比值越小，結(jié)構(gòu)相對越輕。以同樣跨度承 受同樣的荷載，鋼屋架的重量為鋼筋

2、混凝土屋架 的1/3-1/4，冷彎薄壁型鋼屋架甚至接近1/10。 重量輕，可減輕基礎(chǔ)的負(fù)荷，降低地基、基礎(chǔ)部 分的造價，同時還方便運(yùn)輸和吊裝。 1.1 鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn) (3)材質(zhì)均勻，和力學(xué)計算的假定比較符合 鋼材內(nèi)部組織比較均勻，接近各向同性，在 一定應(yīng)力幅度內(nèi)材料為彈性，因此，鋼結(jié)構(gòu) 實(shí)際受力情況和工程力學(xué)計算結(jié)果比較符合， 在計算中采用的經(jīng)驗公式不多，從而計算上 的不定性較小，計算結(jié)果比較可靠。 1.1 鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn) (4)制作簡便，施工工期短 構(gòu)件一般工廠制作，施工機(jī)械化，準(zhǔn)確度和精 密度皆較高。鋼結(jié)構(gòu)所有材料皆已軋制成各種 型材，加工簡易而迅速。鋼構(gòu)件較輕，連接

3、簡 單，安裝方便，施工周期短。 (5)密閉性較好 鋼材和焊接連接的水密性和氣密性較好，適宜 建造密閉的板殼結(jié)構(gòu)、如高壓容器、油庫、氣 柜、管道等。 1.1 鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn) (6)耐腐蝕性差耐腐蝕性差 鋼材容易銹蝕，對鋼結(jié)構(gòu)必須注意防護(hù)，特 別是薄壁構(gòu)件。 處于較強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)內(nèi)的建筑物不宜采用鋼 結(jié)構(gòu)。 鋼結(jié)構(gòu)在涂油漆以前應(yīng)徹底除銹，油漆質(zhì)量 和涂層厚度均應(yīng)符合要求。 在設(shè)計中應(yīng)避免使結(jié)構(gòu)受潮、漏雨，構(gòu)造上應(yīng) 盡量避免存在難于檢查、維修的死角。 1.1 鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn) (7)鋼材耐熱但不耐火 鋼材受熱，溫度在200以內(nèi)，其主要性能(屈服 點(diǎn)和彈性模量)下降不多。 溫度超過20

4、0后，材質(zhì)變化較大，強(qiáng)度總趨勢 逐步降低，還有蘭脆和徐變現(xiàn)象。達(dá)600時， 鋼材進(jìn)入塑性狀態(tài)已不能承載。 設(shè)計規(guī)定鋼材表面溫度超過150后即需加以隔 熱防護(hù)，有防火要求者，更需按相應(yīng)規(guī)定采取隔 熱保護(hù)措施。 (8)鋼材的低溫脆性 鋼結(jié)構(gòu)在低溫等條件下，可能發(fā)生脆性斷裂；還 有厚板的層狀撕裂，應(yīng)予以重視。 結(jié)構(gòu)必須滿足的功能： 1）承受正常施工和正常使用時可能出現(xiàn)的各種 情況：荷載、溫度變化、基礎(chǔ)不均勻沉降、地 震作用等； 2）正常使用情況下結(jié)構(gòu)具有良好的工作性能； 3）正常維護(hù)下結(jié)構(gòu)具有足夠的耐久性； 4）偶然事件發(fā)生時及發(fā)生后保持必需的整體穩(wěn) 定性。 1.2 鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法

5、 1.2.1 概率極限狀態(tài)設(shè)計方法 極限狀態(tài) 當(dāng)結(jié)構(gòu)或其組成部分超過某一特定狀態(tài)就 不能滿足設(shè)計規(guī)定的某一功能要求時，此特定狀態(tài)就 稱為該功能的極限狀態(tài)。 結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)可以分為下列兩類： 承載能力極限狀態(tài) 對應(yīng)于結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到最大 承載能力或是出現(xiàn)不適于繼續(xù)承載的變形，包括傾覆、 強(qiáng)度破壞、疲勞破壞、喪失穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)變?yōu)闄C(jī)動體系 或出現(xiàn)過度的塑性變形。 正常使用極限狀態(tài) 對應(yīng)于結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常 使用或耐久性能的某項規(guī)定限值，包括出現(xiàn)影響正常 使用或影響外觀的變形，出現(xiàn)影響正常使用或耐久性 能的局部損壞以及影響正常使用的振動。 1.2 鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法 1.2.1 概率

6、極限狀態(tài)設(shè)計方法 結(jié)構(gòu)的功能函數(shù)： Zg(R，S)R-S R結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗力 S 荷載效應(yīng) R 、S是隨機(jī)變量，其函數(shù)Z也是一個隨機(jī)變量。 在實(shí)際工程中，可能出現(xiàn)下列三種情況： Z0 結(jié)構(gòu)處于可靠狀態(tài)； Z0 結(jié)構(gòu)達(dá)到臨界狀態(tài)，即極限狀態(tài)； Z0 結(jié)構(gòu)處于失效狀態(tài)。 1.2.1 概率極限狀態(tài)設(shè)計方法 結(jié)構(gòu)的可靠度：結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間內(nèi)，在規(guī)定的 條件下，完成預(yù)定功能的概率。 “完成預(yù)定功能”就是對于規(guī)定的某種功能來說 結(jié)構(gòu)不失效(Z0)。以 表示結(jié)構(gòu)的可靠度，則 上述定義可表達(dá)為： 結(jié)構(gòu)的失效概率以 表示，則 由于事件(Z0)件(Z0)是對立的，所以結(jié)構(gòu)可 靠度與結(jié)構(gòu)的失效概率符合下式： s p

7、)0(Zpps )0(Zpp ff p 1 fs pp ZZfZPp Zf d0 0 ZZ f p 1 1 f p Z Z sRZ 222 SRZ 1.2.2 設(shè)計表達(dá)式 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范除疲勞計算外，采用以概率理論 為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計方法，用分項系數(shù)的設(shè)計 表達(dá)式進(jìn)行計算。以簡單的荷載情況為例，分項 系數(shù)設(shè)計式： 抗力標(biāo)準(zhǔn)值(由材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和截面公稱 尺寸計算而得)； 按標(biāo)準(zhǔn)值計算的永久荷載(G)效應(yīng)值； 按標(biāo)準(zhǔn)值計算的可變荷載(Q)效應(yīng)值； 分項系數(shù)。 QKQGKG R K SS R K R GK S QK S 1.2.2 設(shè)計表達(dá)式 建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過計算和分 析，規(guī)定出在

8、一般情況下荷載分項系數(shù)： 1.2； 1.4 當(dāng)永久荷載效應(yīng)與可變荷載效應(yīng)異號時，這時 永久荷載對設(shè)計是有利的(如屋蓋當(dāng)風(fēng)的作用 而掀起時)，應(yīng)取： 1.0； 1.4 G G Q Q 1.2.2 設(shè)計表達(dá)式 對于承載能力極限狀態(tài)荷載效應(yīng)的基本組合按下列設(shè) 計表達(dá)式中最不利值確定： 可變荷載效應(yīng)控制的組合： 永久荷載效應(yīng)控制的組合： 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，對安全等級為一級或設(shè)計使用 年限為100年及以上的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，不應(yīng)小于1.1；對安 全等級為二級或設(shè)計使用年限為50年及結(jié)構(gòu)構(gòu)件，不 應(yīng)小于1.0；對安全等級為三級或設(shè)計使用年限為5年 結(jié)構(gòu)構(gòu)件，不應(yīng)小于0.9； f n i QiKciQiKQQGKG

9、2 110 f n i QiKciQiGKG 1 0 0 永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值在結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面或連接中產(chǎn)生 的應(yīng)力； 起控制作用的第一個可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值在結(jié)構(gòu)構(gòu)件 截面或連接中產(chǎn)生的應(yīng)力（該值使計算結(jié)果為最大）； 其他第i個可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值在結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面或連接 中產(chǎn)生的應(yīng)力； 永久荷載分項系數(shù)，當(dāng)永久荷載效應(yīng)對結(jié)構(gòu)構(gòu)件 的承載力不利時取1.2，但對由永久荷載效應(yīng)控制的 組合則取1.35。當(dāng)永久荷載效應(yīng)對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力 有利時取1.0；驗算結(jié)構(gòu)傾覆、滑移或漂浮時取0.9； 、 第1個和其他第i個可變荷載分項系數(shù)，當(dāng)可變 荷載效應(yīng)對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力不利時取1.4(當(dāng)樓面活 荷載大于4.0時，取1.3)；有利

10、時，取為0； GK KQ1 QiK G 1Q Qi 1.2.2 設(shè)計表達(dá)式 對于一般排架、框架結(jié)構(gòu)，可采用簡化式計算 ，由可變荷載效應(yīng)控制的組合： 由永久荷載效應(yīng)控制的組合，仍按下式進(jìn)行計 算 簡化式中采用的荷載組合值系數(shù)，一般情況 下可采用0.9；當(dāng)只有1個可變荷載時，取為1.0。 f n i QiKQiGKG 1 0 f n i QiKciQiGKG 1 0 1.2.2 設(shè)計表達(dá)式 正常使用極限狀態(tài)：可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，采用荷載的 標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合和準(zhǔn)永久組合進(jìn)行設(shè)計，并使變形 等不超過相應(yīng)的規(guī)定限值。 鋼結(jié)構(gòu)只考慮荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合、其設(shè)計式為： 永久荷載的標(biāo)準(zhǔn)值在結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件中產(chǎn)生的變

11、 形值； 起控制作用的第一個可變荷載的標(biāo)準(zhǔn)值在結(jié)構(gòu)或 結(jié)構(gòu)構(gòu)件中產(chǎn)生的變形值(該值使計算結(jié)果為最大)； 其他第i個可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值在結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件中 產(chǎn)生的變形值； 結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件的容許變形值。 n i QiKciKQGK 2 1 GK KQ1 QiK 1.2.2 設(shè)計表達(dá)式 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計用應(yīng)力表達(dá)，采用鋼材強(qiáng)度設(shè)計值。 強(qiáng)度設(shè)計值(用f表示)：是鋼的屈服點(diǎn)( )除以除以 抗力分項系數(shù)的商，如Q235鋼抗拉強(qiáng)度設(shè)計值 為 ；對于端面承壓和連接則為極限強(qiáng) 度（ ）除以抗力分項系數(shù) ，即 Q235鋼的 1.087；對Q345、Q390和Q420鋼的 1.111。 y f 087. 1/ y ff u

12、f Ru 538. 1/ uRuu fff R R v Q235 v Q345 (16Mn、12MnV、 14MnNb、 16MnRE、18Nb) v Q390 (15MnV、15MnTi、16MnNb) v Q420 (15MnVN、14MnVTiRE)，相當(dāng)于 美國的A572-60級和日本的SM520鋼 1.3鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用和發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用和發(fā)展 1.3.1鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用 應(yīng)用范圍不僅取決于鋼結(jié)構(gòu)本身的特性，還取 決于國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的具體情況。 過去鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用受到一定的限制。49年全國 鋼產(chǎn)量只有十幾萬噸，l998年已達(dá)l億噸，加以 鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式的改進(jìn)，鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用得到了 很大的發(fā)展。 根

13、據(jù)我國的實(shí)踐經(jīng)驗，工業(yè)與民用建筑鋼結(jié)構(gòu) 的應(yīng)用范圍大致如下： 1.3.1鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用 (1)工業(yè)廠房 吊車起重量較大或其工作較繁重的車間多采用鋼 骨架。近年來隨著空間網(wǎng)架的大量應(yīng)用，一般的 工業(yè)車間也采用了鋼結(jié)構(gòu)。 (2)大跨結(jié)構(gòu) 飛機(jī)裝配車間、飛機(jī)庫、大煤庫、大會堂、體育 館、展覽館等。結(jié)構(gòu)體系可為網(wǎng)架、懸索、拱架 以及框架等。 (3)高聳結(jié)構(gòu) 塔架和桅桿結(jié)構(gòu)。如電視塔、微波塔、輸電線塔、 大氣監(jiān)測塔、天線桅桿、廣播發(fā)射桅桿等。 1.3.1鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用 (4)多層和高層建筑 多層和高層建筑的骨架可采用鋼結(jié)構(gòu)。我國過去 鋼材比較短缺，仍多采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。近年 來鋼結(jié)構(gòu)在此領(lǐng)域已逐步得到發(fā)展

14、。 (5)承受振動荷載影響及地震作用的結(jié)構(gòu) 設(shè)有較大鍛錘的車間，其骨架直接承受的動力盡 管不大，但間接的振動卻極為強(qiáng)烈。對于抗地震 作用要求高的結(jié)構(gòu)也宜采用鋼結(jié)構(gòu)。 (6)板殼結(jié)構(gòu) 油庫、油罐、煙囪、水塔以及各種管道等。 1.3.1鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用 (7)其他特種結(jié)構(gòu) 如棧橋、管道支架、井架 和海上采油平臺等。 (8)可拆卸或移動的結(jié)構(gòu) 工地的生產(chǎn)、生活附 屬用房，臨時展覽館等。移動結(jié)構(gòu)如塔式起 重機(jī)，履帶式起重機(jī)的吊臂，龍門起重機(jī)等。 (9)輕型鋼結(jié)構(gòu) 輕型門式剛架房屋，冷彎薄壁 型鋼結(jié)構(gòu)以及鋼管結(jié)構(gòu)。近年來輕型鋼結(jié)構(gòu) 已廣泛應(yīng)用于倉庫、辦公室、工業(yè)廠房及體 育設(shè)施，并向住宅樓和別墅發(fā)展。 (1

15、0)鋼和混凝土組合成的組合結(jié)構(gòu) 如組合梁和鋼管混凝土柱等。 1.3.2 鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展 材料 先是鑄鐵、鍛鐵，后是鋼，最近是鋁合金， 改稱金屬結(jié)構(gòu)。 連接方式 在生鐵和熟鐵時代是銷釘連接，19世 紀(jì)初采用鉚釘連接，20世紀(jì)初有了焊接連接，最 近則發(fā)展了高強(qiáng)度螺栓連接。 結(jié)構(gòu)形式 先是橋梁、塔，后是工業(yè)及民用房屋和 水工結(jié)構(gòu)以及板結(jié)構(gòu)如高爐、儲液庫、儲氣庫等。 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 88規(guī)范與 74規(guī)范比較，除對一 些問題的處理有合理改進(jìn)外，并增加了新的內(nèi)容。 最新的規(guī)范(GB500l 7) 在設(shè)計方法上又有所改進(jìn) 和提高。 (1)發(fā)展高強(qiáng)度低合金鋼材 除Q235、Q345、 Q390鋼外，增加了Q42

16、0鋼，但后者應(yīng)用于鋼結(jié) 構(gòu)尚有待進(jìn)一步研究。鋼的品種也有所增加。 （2）改進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法 采用以概率理論為 基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計法，主要表現(xiàn)在不是用經(jīng)驗 的安全系數(shù)，而是用根據(jù)各種不定性分析所得的 失效概率(或可靠指標(biāo))去度量結(jié)構(gòu)可靠性，并使 所計算的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠度達(dá)到預(yù)期的一致性和 可比性。但是這個方法還有待發(fā)展，因為它計算 的可靠度還只是構(gòu)件或某一截面的可靠度，而不 是結(jié)構(gòu)體系的可靠度，也不適用于疲勞計算的反 復(fù)荷載或動力荷載作用下的結(jié)構(gòu)。 （3）結(jié)構(gòu)的革新 今后值得研究的課題，如懸 索結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、超高層結(jié)構(gòu)近年來得到很大 發(fā)展和應(yīng)用。鋼和混凝土組合構(gòu)件的應(yīng)用，也日 益推廣。 （4

17、）優(yōu)化設(shè)計與計算機(jī)輔助設(shè)計 結(jié)構(gòu)設(shè)計上 考慮優(yōu)化理論的應(yīng)用與計算機(jī)輔助設(shè)計及繪圖都 得到很大發(fā)展，今后還應(yīng)繼續(xù)研究改進(jìn)。 在鋼結(jié)構(gòu)制造工業(yè)的機(jī)械化水平方面還需要進(jìn)一 步提高。 H型鋼在國內(nèi)已開始生產(chǎn)，正方形和矩形管的應(yīng) 用，都值得注意推廣和發(fā)展。 第二章第二章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料 2.1鋼結(jié)構(gòu)對材料的要求 鋼的種類繁多，性能差別很大，適用于鋼結(jié)構(gòu)的 只是一小部分。鋼結(jié)構(gòu)的鋼必須符合下列要求： (1)較高的抗拉強(qiáng)度 和屈服點(diǎn) 是衡量結(jié)構(gòu) 承載能力的指標(biāo)， 高則可減輕結(jié)構(gòu)自重。 是衡 量鋼材經(jīng)過較大變形后的抗拉能力，反映鋼材內(nèi) 部組織的優(yōu)劣， 高可以增加結(jié)構(gòu)的安全保障。 (2)足夠的變形能力

18、 較高的塑性和韌性 塑性和 韌性好，減輕結(jié)構(gòu)脆性破壞的傾向，通過較大的 塑性變形調(diào)整局部應(yīng)力，具有較好的的抵抗重復(fù)荷 載作用的能力。 u f u f y f y f y f u f 2.1鋼結(jié)構(gòu)對材料的要求 (3)良好的工藝性能(包括冷加工、熱加工和可 焊性能) 易于加工成各種形式的結(jié)構(gòu)，不致因 加工而對結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、塑性、韌性等造成較大 的不利影響。 根據(jù)具體工作條件，有時還要求具有適應(yīng)低溫、 高溫和腐蝕性環(huán)境的能力。 設(shè)計規(guī)范規(guī)定：承重結(jié)構(gòu)的鋼材應(yīng)具有抗拉強(qiáng) 度、伸長率、屈服點(diǎn)和碳、硫、磷含量的合格 保證；焊接結(jié)構(gòu)尚應(yīng)具有冷彎試驗的合格保證； 某些承受動力荷載的結(jié)構(gòu)以及重要的受拉或受 彎的焊

19、接結(jié)構(gòu)應(yīng)具有常溫或負(fù)溫沖擊韌性的合 格保證。 2.2 鋼材的破壞形式 鋼材有兩種性質(zhì)完全不同的破壞形式：塑性破壞 和脆性破壞。 塑性破壞：由于變形過大，超過了材料或構(gòu)件可 能的應(yīng)變能力，在構(gòu)件的應(yīng)力達(dá)到了鋼材的抗拉 強(qiáng)度后才發(fā)生。破壞前構(gòu)件產(chǎn)生較大的塑性變形。 由于較大的塑性變形發(fā)生，且變形持續(xù)的時間較 長，很容易及時發(fā)現(xiàn)而采取措施予以補(bǔ)救，不致 引起嚴(yán)重后果。 塑性變形后出現(xiàn)內(nèi)力重分布，使結(jié)構(gòu)中原先受力 不等的部分應(yīng)力趨于均勻，因而提高結(jié)構(gòu)的承載 能力。 2.2 鋼材的破壞形式 脆性破壞：塑性變形很小，甚至沒有塑性變形， 計算應(yīng)力可能小于鋼材的屈服點(diǎn)，斷裂從應(yīng)力 集中處開始。冶金和機(jī)械加工過

20、程中產(chǎn)生的缺 陷，特別是缺口和裂紋，常是斷裂的發(fā)源地。 破壞前沒有任何預(yù)兆，破壞是突然發(fā)生的。由 于脆性破壞前沒有明顯的預(yù)兆，無法及時覺察 和采取補(bǔ)救措施，而且個別構(gòu)件的斷裂常引起 整個結(jié)構(gòu)塌毀，后果嚴(yán)重，損失較大。 在設(shè)計、施工和使用鋼結(jié)構(gòu)時，要特別注意防 止出現(xiàn)脆性破壞。 2.3 鋼材的主要性能 2.3.1 單向均勻拉伸時鋼材的性能 鋼材標(biāo)準(zhǔn)試件在常溫靜載情況下，單向均勻受拉 試驗時的應(yīng)力應(yīng)變曲線，如圖所示。由此曲線 可獲得許多有關(guān)鋼材性能的信息。 1.強(qiáng)度性能 1)比例極限fp：圖中曲線的OP段為直線，表示鋼 材具有完全彈性性質(zhì)，這時應(yīng)力 P點(diǎn)應(yīng)力稱為比例極限。 彈性極限fe ：曲線的P

21、E段仍具有彈性，但為非 線性彈性階段，此時的模量叫做切線模量， ， E點(diǎn)的應(yīng)力稱為彈性極限。 彈性極限和比例極限相距很近，實(shí)際上很難區(qū) 分，故通常只提比例極限。 E /dd t E 2)屈服點(diǎn) ：荷載增加，出現(xiàn)ES段，為非彈性 性質(zhì)，即卸荷曲線成為與OP平行的直線(圖中 虛線)，留下永久性的殘余變形。此段上限S點(diǎn) 的應(yīng)力 稱為屈服點(diǎn)。 低碳鋼 出現(xiàn)明顯的屈服臺階SC段，即在應(yīng)力 保持不變的情況下，應(yīng)變繼續(xù)增加。 高強(qiáng)度鋼 沒有明顯的屈服點(diǎn)和屈服臺階。屈服 條件是根據(jù)試驗分析結(jié)果人為規(guī)定的，故稱為 條件屈服點(diǎn)(或屈服強(qiáng)度)。條件屈服點(diǎn)是以卸 荷后試件中殘余應(yīng)變?yōu)?.2所對應(yīng)的應(yīng)力定義 的。 y

22、f y f 上屈服點(diǎn)和下屈服點(diǎn) 進(jìn)入塑性流動范圍時，曲 線波動較大，逐漸趨于平穩(wěn)，其最高點(diǎn)和最低 點(diǎn)分別稱為上屈服點(diǎn)和下屈服點(diǎn)。 上屈服點(diǎn) 和試驗條件(加荷速度、試件形狀、 試件對中的準(zhǔn)確性)有關(guān)。 下屈服點(diǎn) 不敏感，設(shè)計中則以下屈服點(diǎn)為依據(jù) 。 理想的彈-塑性體 沒有缺陷和殘余應(yīng)力影響的試 件，比例極限和屈服點(diǎn)比較接近，且屈服點(diǎn)前 的應(yīng)變很小。為簡化計算，假定屈服點(diǎn)前鋼材 為完全彈性，屈服點(diǎn)后為完全塑性的，這樣就 可把鋼材視為理想的彈-塑性體。應(yīng)力-應(yīng)變曲線 表現(xiàn)為雙直線。 3)抗拉強(qiáng)度或極限強(qiáng)度 超過屈服臺階，材 料出現(xiàn)應(yīng)變硬化，曲線上升，直至曲線最高處的 B點(diǎn)，這點(diǎn)的應(yīng)力 稱為抗拉強(qiáng)度或

23、極限強(qiáng)度。 當(dāng)應(yīng)力達(dá)到B點(diǎn)時，試件發(fā)生頸縮現(xiàn)象，至D點(diǎn)而 斷裂。當(dāng)以屈服點(diǎn)的應(yīng)力 作為強(qiáng)度限值時，抗 拉強(qiáng)度成為材料的強(qiáng)度儲備。 u f u f y f 2.塑性性能 伸長率:試件被拉斷時的絕對變形值與試件原 標(biāo)距之比的百分?jǐn)?shù)，稱為伸長率。 當(dāng)試件標(biāo)距長度與試件直徑d(圓形試件)之比為 10時，以 表示；當(dāng)該比值為5時，以 表示 。 伸長率代表材料在單向拉伸時的塑性應(yīng)變的能 力。 10 5 3.鋼材物理性能指標(biāo) 單向受壓時: 受力性能基本上和單向受拉時相 同。 受剪時: 和單向受拉也相似，但屈服點(diǎn) 及抗 剪強(qiáng)度 均較受拉時為低；剪變模量G也低于 彈性模量E。 鋼材和鋼鑄件的彈性模量E、剪變模量

24、G、線性 膨脹系數(shù) 和質(zhì)量密度 見表2-1。 vy f vu f 2.3.2 冷彎性能 冷彎性能是鑒定鋼材在彎曲狀 態(tài)下的塑性應(yīng)變能力和鋼材質(zhì)量 的綜合指標(biāo)。 冷彎性能由冷彎試驗來確定。 試驗時按照規(guī)定的彎心直徑在試 驗機(jī)上用沖頭加壓，使試件彎成 l80，如試件外表面不出現(xiàn)裂紋 和分層，即為合格。 冷彎試驗不僅能直接檢驗鋼材 的彎曲變形能力或塑性性能，還 能暴露鋼材內(nèi)部的冶金缺陷。 2.3.3 沖擊韌性 韌性試驗則可獲得鋼材的一種動力性能。 韌性是鋼材抵抗沖擊荷載的能力，它用材料在 斷裂時所吸收的總能量(包括彈性和非彈性能)來 量度，其值為 曲線與橫坐標(biāo)所包圍的總面 積，總面積愈大韌性愈高，故

25、韌性是鋼材強(qiáng)度和 塑性的綜合指標(biāo)。 通常是鋼材強(qiáng)度提高，韌性降低則表示鋼材趨 于脆性。 由于低溫對鋼材的脆性破壞有顯著影響，在寒 冷地區(qū)不但要求鋼材具有常溫(20 )沖擊韌性指 標(biāo)，還要求具有負(fù)溫(0、-20或-40)沖擊韌 性指標(biāo)。 采用夏比V形缺口試件在夏比試驗機(jī)上進(jìn)行， 所得結(jié)構(gòu)以所消耗的功Cv表示，單位為J，試 驗結(jié)果不除以缺口處的截面面積。 2.3.4 可焊性 可焊性：采用一般焊接工藝就可完成合格的（無 裂紋的）焊縫的性能。 可焊性受碳含量和合金元素含量的影響。 碳素鋼的可焊性：碳含量0.12%0.20% 低合金鋼的可焊性：碳當(dāng)量 碳當(dāng)量小于0.38%時：可焊性很好。 0.38%0.

26、45%：鋼材淬硬傾向逐漸明顯，適當(dāng)?shù)?預(yù)熱措施，控制施焊工藝。 大于0.45%：鋼材淬硬傾向明顯，較高的預(yù)熱溫 度，嚴(yán)格的工藝措施。 鋼材可焊性的優(yōu)劣：鋼材在采用一定的焊接方法、 焊接材料、焊接工藝參數(shù)及一定的結(jié)構(gòu)形式等條 件下，獲得合格焊縫的難易程度。 2.4 各種因素對鋼材主要性能的影響各種因素對鋼材主要性能的影響 2.4.1 化學(xué)成分 鋼由各種化學(xué)成分組成，化學(xué)成分及其含量對鋼的性 能特別是力學(xué)性能有著重要的影響。 鐵(Fe)是鋼材的基本元素，純鐵質(zhì)軟，在碳素結(jié)構(gòu)鋼中 約占99，碳和其他元素僅占1，但對鋼材的力學(xué)性 能卻有著決定性的影響。 在碳素鋼中，碳是僅次于純鐵的主要元素，直接影響

27、鋼材的強(qiáng)度、塑性、韌性和可焊性等。碳含量增加， 鋼的強(qiáng)度提高，而塑性、韌性和疲勞強(qiáng)度下降，同時 惡化鋼的可焊性和抗腐蝕性。因此，對含碳量要加以 限制，一般不應(yīng)超過0.22，在焊接結(jié)構(gòu)中還應(yīng)低于 0.20。 硫和磷(特別是硫)有害成分 降低鋼材的塑性、 韌性、可焊性和疲勞強(qiáng)度。高溫時，硫使鋼變 脆熱脆；低溫時，磷使鋼變脆冷脆。一般 硫的含量應(yīng)不超過0.045，磷的含量不超過 0.045。但是，磷可提高鋼材的強(qiáng)度和抗銹性。 高磷鋼，磷含量可達(dá)0.12，這時應(yīng)減少鋼材 中的含碳量，以保持一定的塑性和韌性。 氧和氮有害雜質(zhì) 氧使鋼熱脆；氮使鋼冷脆。 由于氧、氮容易在熔煉過程中逐出，一般不會 超過極限含

28、量，故通常不要求做含量分析。 2.4.1 化學(xué)成分 硅和錳有益元素 煉鋼的脫氧劑。使鋼材的 強(qiáng)度提高，含量適宜時，對塑性和韌性無顯著 的不良影響。 釩和鈦合金元素 提高鋼的強(qiáng)度和抗腐蝕性 能，又不顯著降低鋼的塑性。 銅在碳素結(jié)構(gòu)鋼中屬于雜質(zhì)成分， 可以顯著 提高鋼的抗腐蝕性能和鋼的強(qiáng)度，但對可焊性 有不利影響。 2.4.2 冶金缺陷 常見的冶金缺陷偏析、非金屬夾雜、氣孔、裂紋及分 層等。 偏析 鋼中化學(xué)成分不一致和不均勻性，特別是硫、磷 偏析嚴(yán)重惡化鋼材的性能。 非金屬夾雜 鋼中含有硫化物與氧化物等雜質(zhì)。 氣孔 澆注鋼錠時，由氧化鐵與碳作用所生成的一氧化 碳?xì)怏w不能充分逸出而形成的。 分層 澆

29、注時的非金屬夾雜物在軋制后能造成鋼材的分 層，會嚴(yán)重降低鋼材的冷彎性能。 冶金缺陷對鋼材性能的影響，不僅在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件受力工 作時表現(xiàn)出來，有時在加工制作過程中也可表現(xiàn)出來。 2.4.3 鋼材硬化 冷作硬化(或應(yīng)變硬化) 冷拉、冷彎、沖孔、機(jī)械剪切 等冷加工使鋼材產(chǎn)生很大塑性變形，從而提高了鋼的 屈服點(diǎn)，同時降低了鋼的塑性和韌性。 時效硬化（俗稱老化）高溫時熔化于鐵中的氮和碳，隨 著時間的增長逐漸從純鐵中析出，形成自由碳化物和 氮化物，對純鐵體的塑性變形起遏制作用，從而使鋼 材的強(qiáng)度提高，塑性、韌性下降。 人工時效 時效硬化的過程一般很長，但如在材料塑性 變形后加熱，可使時效硬化發(fā)展特別迅速。

30、應(yīng)變時效 應(yīng)變硬化(冷作硬化)后又加時效硬化。 一般鋼結(jié)構(gòu)中，不利用硬化提高的強(qiáng)度，有些重要結(jié) 構(gòu)要求對鋼材進(jìn)行人工時效后檢驗其沖擊韌性，以保 證足夠的抗脆性破壞能力。另外，應(yīng)將局部硬化部分 用刨邊或擴(kuò)鉆予以消除。 2.4.4 溫度影響 鋼材性能隨溫度變化 溫度升高，鋼材強(qiáng)度降低， 應(yīng)變增大；溫度降低，鋼材強(qiáng)度略有增加，塑 性和韌性卻會降低而變脆。 2 0 0 以 內(nèi) 鋼 材 性 能 沒 有 很 大 變 化 ， 430540之間強(qiáng)度急劇下降，600時強(qiáng)度 很低不能承擔(dān)荷載。 藍(lán)脆現(xiàn)象 250左右，鋼材的強(qiáng)度略有提高， 同時塑性和韌性均下降，材料有轉(zhuǎn)脆的傾向， 鋼材表面氧化膜呈現(xiàn)藍(lán)色。 鋼材應(yīng)避

31、免在藍(lán)脆溫度范圍內(nèi)進(jìn)行熱加工。 徐變現(xiàn)象 當(dāng)溫度在260320時，在應(yīng)力持 續(xù)不變的情況下，鋼材以很緩慢的速度繼續(xù)變 形。 2.4.3 溫度影響 低溫冷脆 當(dāng)溫度從常溫開始下降，特別是在負(fù)溫度范 圍內(nèi)時，鋼材強(qiáng)度雖有提高，但其塑性和韌性降低，材 料逐漸變脆。 由圖可見，隨著溫度的降低，Cv值迅速下降，材料將由 塑性破壞轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈云茐?，同時可見這一轉(zhuǎn)變是在一個 溫度區(qū)間T1T2內(nèi)完成的，此溫度區(qū)T1T2稱為鋼材的脆 性轉(zhuǎn)變溫度區(qū)。 轉(zhuǎn)變溫度區(qū)內(nèi)曲線的反彎點(diǎn)(最陡點(diǎn))所對應(yīng)的溫度T0稱 為轉(zhuǎn)變溫度。 如果把低于T0完全脆性破壞的最高溫度T1作為鋼材的脆 斷設(shè)計溫度即可保證鋼結(jié)構(gòu)低溫工作的安全。 2

32、.4.5 應(yīng)力集中 工作性能和力學(xué)性能指標(biāo) 軸心拉桿件中應(yīng)力沿截 面均勻分布的情況作為基礎(chǔ)的。 實(shí)際上存在著孔洞、截面突變以及鋼材內(nèi)部缺陷 等。構(gòu)件中的應(yīng)力分布不再均勻，某些區(qū)域產(chǎn)生 局部高峰應(yīng)力，另外一些區(qū)域應(yīng)力降低，形成所 謂應(yīng)力集中現(xiàn)象。 高峰區(qū)的最大應(yīng)力與凈截面的平均應(yīng)力之比稱為 應(yīng)力集中系數(shù)。 研究表明，應(yīng)力高峰區(qū)存在著同號的雙向或三向 應(yīng)力，使鋼材變脆。應(yīng)力集中系數(shù)愈大，變脆的 傾向愈嚴(yán)重。鋼材塑性較好，在一定程度上能促 使應(yīng)力進(jìn)行重分配，使應(yīng)力趨于平緩。 2.4.5 應(yīng)力集中 靜載、常溫 可不 考慮應(yīng)力集中的 影響。 動載、負(fù)溫 應(yīng)力 集中的影響十分 突出，引起脆性 破壞，故在設(shè)

33、計 中應(yīng)采取措施避 免或減小應(yīng)力集 中，并選用質(zhì)量 優(yōu)良的鋼材。 2.4.6 反復(fù)荷載作用 反復(fù)荷載作用下，結(jié)構(gòu)的抗力及性能都會發(fā)生重要變化， 甚至發(fā)生疲勞破壞。 疲勞 在直接的連續(xù)反復(fù)的動力荷載作用下，根據(jù)試驗， 鋼材的強(qiáng)度將降低，即低于一次靜力荷載作用下的拉伸 試驗的極限強(qiáng)度。 疲勞破壞表現(xiàn)為突然發(fā)生的脆性斷裂。 實(shí)際上疲勞破壞是累積損傷的結(jié)果。材料總是有“缺陷” 的，在反復(fù)荷載作用下，先在其缺陷發(fā)生塑性變形和硬 化而生成一些極小的裂痕，此后這種微觀裂痕逐漸發(fā)展 成宏觀裂紋，試件截面削弱，而在裂紋根部出現(xiàn)應(yīng)力集 中現(xiàn)象，使材料處于三向拉伸應(yīng)力狀態(tài)，塑性變形受到 限制，當(dāng)反復(fù)荷載達(dá)到一定的循

34、環(huán)次數(shù)時，材料終于破 壞，并表現(xiàn)為突然的脆性斷裂。 介紹了各種因素對建筑鋼材基本性能的影響，研究和 分析這些影響的最終目的是了解建筑鋼材在什么條件 下可能發(fā)生脆性破壞，從而可以采取措施予以防止。 為了防止脆性破壞的發(fā)生，一般需要在設(shè)計、制造及 使用中注意： (1) 合理的設(shè)計 構(gòu)造力求合理，均勻、連續(xù)地傳遞應(yīng)力，避免構(gòu)件截 面劇烈變化。低溫，受動力作用時應(yīng)選擇合適的鋼材 ，使所用鋼材的脆性轉(zhuǎn)變溫度低于結(jié)構(gòu)的工作溫度。 (2) 正確的制造 嚴(yán)格遵守設(shè)計的技術(shù)要求，例如盡量避免使材料出現(xiàn) 應(yīng)變硬化，要正確地選擇焊接工藝，保證焊接質(zhì)量。 (3) 正確的使用 例如，不在主要結(jié)構(gòu)上任意焊接附加的零件，不

35、任意 懸掛重物。 2.4 復(fù)雜應(yīng)力作用下鋼材的屈服條件 單向拉伸 應(yīng)力達(dá)到屈服點(diǎn)時， 鋼材即進(jìn)入塑性性狀態(tài)。 復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài) 如平面或立體 應(yīng)力作用下，鋼材由彈性狀 態(tài)轉(zhuǎn)入塑性狀態(tài)的條件是按 能量強(qiáng)度理論計算的折算應(yīng) 力與單向應(yīng)力下的屈服點(diǎn)相 比較來判斷： 222222 3 xzyzxyzxzyyxzyxeq 當(dāng) 時，為彈性狀態(tài)； 時為塑性狀態(tài)。 y f eq y feq 2.4 復(fù)雜應(yīng)力作用下鋼材的屈服條件 三向應(yīng)力有一向應(yīng)力很小(如厚度較小，厚度方 向的應(yīng)力可忽略不計)或為零時，則屬于平面應(yīng) 力狀態(tài)： (2.2) 在一般的梁中，只存在正應(yīng)力和剪應(yīng)力，則： （2.3） 當(dāng)只有剪應(yīng)力時， 0 得

36、： （2.4） 因此，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范確定鋼材抗剪設(shè)計強(qiáng)度為 抗拉設(shè)計強(qiáng)度的0.58倍。 222 3 xyyxyxeq 22 3 red y y f f 58. 0 3 2.6 鋼材的疲勞 鋼材的疲勞斷裂 微觀裂紋在連續(xù)重復(fù)荷載作用 下不斷擴(kuò)展直至斷裂的脆性破壞。 鋼材的疲勞強(qiáng)度取決于應(yīng)力集中(或缺口效應(yīng))和 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。 疲勞破壞后的截面斷口，具有光滑的和粗糙兩個 區(qū)域，光滑部分表現(xiàn)裂縫的擴(kuò)張和閉合過程，由 裂縫逐漸發(fā)展引起的，說明疲勞破壞經(jīng)歷一緩慢 的轉(zhuǎn)變過程，粗糙部分表明鋼材最終斷裂一瞬間 的脆性破壞，性質(zhì)和拉伸試驗的斷口相似。 疲勞破壞屬高周低應(yīng)變疲勞，總應(yīng)變幅小，破壞 前荷載循環(huán)次數(shù)

37、多。規(guī)范規(guī)定，循環(huán)次數(shù) N5104，應(yīng)進(jìn)行疲勞計算。 2.6.1 常幅疲勞計算 應(yīng)力幅 應(yīng)力譜中最大應(yīng)力與最小應(yīng)力之差，即 ， 為每次應(yīng)力循環(huán)中的最 大拉應(yīng)力(取正值)， 為每次應(yīng)力循環(huán)中的最 小拉應(yīng)力(取正值)或壓應(yīng)力(取負(fù)值)。 常幅疲勞 應(yīng)力幅保持常量。 應(yīng)力比 為絕對值最小與最大應(yīng)力之比(拉應(yīng)力 取正值，壓應(yīng)力取負(fù)值) ，表示應(yīng)力循環(huán)特征。 -l，為完全對稱循環(huán)； 0，稱為脈沖 循環(huán)； 在0與-1之間，稱為不完全對稱循環(huán)。 minmax max min 2.6.1 常幅疲勞計算 根據(jù)試驗數(shù)據(jù)畫出應(yīng)力幅與相應(yīng)的致?lián)p循環(huán)次數(shù)N的 關(guān)系曲線，按試驗數(shù)據(jù)回歸的曲線為平均值曲線。 國內(nèi)外都常用雙

38、對數(shù)坐標(biāo)軸的方法使曲線改為直線以 便工作。在雙對數(shù)坐標(biāo)圖中，疲勞直線方程為： )lg(lg 1 bN 1 1 10)(CN b 試驗數(shù)據(jù)具有離散性，取平均值減去2倍lgN的 標(biāo)準(zhǔn)差（2s）作為疲勞強(qiáng)度下限值圖中實(shí)線下 方之虛線，如果 為正態(tài)分布，從構(gòu)件或連接 抗力方面來講，保證率為97.7。 取此 作為容許應(yīng)力幅 對于不同焊接構(gòu)件和連接形式，試驗數(shù)據(jù)回歸 的直線方程斜率不盡相同。為了設(shè)計方便，鋼結(jié) 構(gòu)設(shè)計規(guī)范按連接方式，受力特點(diǎn)和疲勞強(qiáng)度， 適當(dāng)考慮曲線簇的等間距布置、歸納分類，劃分 為8類，見規(guī)范附錄。 lg /1 N C 2.6.1 常幅疲勞計算 2.6.1 常幅疲勞計算 焊接部位： (2

39、.11) 非焊接部位：折算應(yīng)力幅 (2.12) minmax 7 . 0 minmax 2.6.2 變幅疲勞計算 實(shí)際大多結(jié)構(gòu)承受變幅循環(huán)應(yīng)力的作用。如吊車梁， 吊車不是每次滿載運(yùn)行，不是每次停在最不利位置， 所以每次應(yīng)力幅不是最大值，按最大值計算偏于保守。 實(shí)為欠載狀態(tài)的變幅疲勞。 運(yùn)用常幅疲勞研究結(jié)果，采用累積損傷法則。 2.6.2 變幅疲勞計算 應(yīng)力幅水平 ， ， 和對應(yīng)的循環(huán)次數(shù)n 1， n2，ni。再假設(shè)這些應(yīng)力幅為常幅時，相對應(yīng)的疲 勞壽命是N1，N2，Ni，。Ni表示在常幅疲勞中循 環(huán)作用Ni次后，構(gòu)件或連接即產(chǎn)生破損。則在應(yīng)力幅 作用下的一次循環(huán)所引起的損傷為l/N1，n1次循

40、環(huán) 為n1/N1。按累積損傷法則，將總的損傷按線性疊加計 算，則得發(fā)生疲勞破壞的條件為： 1 2 1 i 1 2 2 1 1 i i i i N n N n N n N n 1 i i i i N n n n 2.6.2 變幅疲勞計算 若認(rèn)為變幅疲勞與同類常幅疲勞有相同的曲線，則任 一級應(yīng)力幅水平均有 CN ii )( )( i i C N e i n設(shè)想有常幅 作用 次使同一結(jié)構(gòu)也產(chǎn)生疲勞破壞 Cni e )( )( e i C n /1 )( i ii e n n e max f /1 maxmax )(1 i iie f n n max f 6 102 N 進(jìn)行疲勞強(qiáng)度計算時，注意： (

41、1)容許應(yīng)力幅法，荷載采用標(biāo)準(zhǔn)值，不考慮荷 載分項系數(shù)和動力系數(shù)，應(yīng)力按彈性工作計算。 (2)應(yīng)力幅概念，不論應(yīng)力循環(huán)是拉應(yīng)力還是壓 應(yīng)力，只要應(yīng)力幅超過容許值就產(chǎn)生疲勞裂紋。 但在完全壓應(yīng)力(不出現(xiàn)拉應(yīng)力)循環(huán)中，裂紋不 會繼續(xù)發(fā)展，故此種情況可不予驗算。 (3)根據(jù)試驗，不同鋼種的不同靜力強(qiáng)度對焊接 部位的疲勞強(qiáng)度無顯著影響。故可認(rèn)為，疲勞容 許應(yīng)力幅與鋼種無關(guān)。 2.7 鋼的種類和鋼材規(guī)格 2.7.1 鋼的種類 用途分類：結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼和特殊鋼(如不銹鋼等)。 結(jié)構(gòu)鋼：建筑用鋼、機(jī)械用鋼。 冶煉方法：轉(zhuǎn)爐鋼、平爐鋼。 轉(zhuǎn)爐鋼 采用氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐鋼，側(cè)吹(空氣)轉(zhuǎn)爐鋼所含 雜質(zhì)多，使鋼易脆，

42、質(zhì)量很低，已取消這種鋼的使用。 平爐鋼 質(zhì)量好，冶煉時間長，成本高。氧氣轉(zhuǎn)爐鋼質(zhì) 量與平爐鋼相當(dāng)而成本則較低。 脫氧方法：沸騰鋼(F)、半鎮(zhèn)靜鋼(b)、鎮(zhèn)靜鋼(Z)和特殊 鎮(zhèn)靜鋼(TZ)，鎮(zhèn)靜鋼和特殊鎮(zhèn)靜鋼的代號可以省去 鎮(zhèn)靜鋼脫氧充分，沸騰鋼脫氧較差，半鎮(zhèn)靜鋼介于鎮(zhèn)靜 鋼和沸騰鋼之間。一般采用鎮(zhèn)靜鋼。 2.7.1 鋼的種類 成型方法：軋制鋼(熱軋、冷軋)、鍛鋼和鑄鋼。 化學(xué)成分：碳素鋼和合金鋼。 建筑工程中采用碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu) 鋼和優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。 (1)對碳素結(jié)構(gòu)鋼 按質(zhì)量等級分為A、B、C、D四級。 A級鋼只保證抗拉強(qiáng)度、屈服點(diǎn)、伸長率，必要 時尚可附加冷彎試驗的要求，化學(xué)成

43、分對碳、錳 可以不作為交貨條件。 B、C、D鋼均保證抗拉強(qiáng)度、屈服點(diǎn)、伸長率、 冷彎和沖擊韌性（分別為20，0，20) 等力學(xué)性能。化學(xué)成分碳、硫、磷的極限含量。 2.7.1 鋼的種類 鋼的牌號表示方法 屈服點(diǎn)的字母Q、屈服點(diǎn)數(shù)值、 質(zhì)量等級符號(A、B、C、D)、脫氧方法符號等 四個部分按順序組成。 根據(jù)厚度(直徑)l6mm的鋼材的屈服點(diǎn)數(shù)值，分 為Q195、Q2l5、Q235、Q255、Q275。 鋼結(jié)構(gòu)一般僅用Q235。 鋼的牌號根據(jù)需要可為Q235A；Q235B；Q235C； Q235D等。冶煉方法一般由供方自行決定，設(shè)計 者不再另行提出，如需方有特殊要求時可在合同 中加以注明。 2.

44、7.1 鋼的種類 (2)低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼 牌號表示方法 根據(jù)厚度(直徑)l6mm鋼材的的屈服點(diǎn)大 小，分為Q295、Q345、Q390、Q420、Q460。 鋼的牌號仍有質(zhì)量等級符號，除與碳素結(jié)構(gòu)鋼A、B、C、 D四個等級相同外增加一個等級E，主要是要求-40的 沖擊韌性。鋼的牌號如：Q345-B、Q390-C等等。低合 金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼一般為鎮(zhèn)靜鋼，因此鋼的牌號中不注明 脫氧方法。冶煉方法也由供方自行選擇。 A級鋼應(yīng)進(jìn)行冷彎試驗，其他質(zhì)量級別鋼如供方能保證 彎曲試驗結(jié)果符合規(guī)定要求，可不作檢驗。Q460和各牌 號D、E級鋼一般不供應(yīng)型鋼、鋼棒。 2.7.1 鋼的種類 成型方法：軋制鋼(熱軋、

45、冷軋)、鍛鋼和鑄鋼。 化學(xué)成分：碳素鋼和合金鋼。 建筑工程中采用碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu) 鋼和優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。 (1)對碳素結(jié)構(gòu)鋼 按質(zhì)量等級分為A、B、C、D四級。 A級鋼 只保證抗拉強(qiáng)度、屈服點(diǎn)、伸長率，必要 時尚可附加冷彎試驗的要求，化學(xué)成分對碳、錳 可以不作為交貨條件。 B、C、D鋼 均保證抗拉強(qiáng)度、屈服點(diǎn)、伸長率、 冷彎和沖擊韌性（分別為20，0，20) 等力學(xué)性能?；瘜W(xué)成分碳、硫、磷的極限含量。 1 選用原則 目的：安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理。 選擇鋼材時考慮的因素有： (1)重要性 對重要結(jié)構(gòu)，應(yīng)考慮選用質(zhì)量好的鋼材，對一般工業(yè) 與民用建筑結(jié)構(gòu)，可按工作性質(zhì)分別選用普通質(zhì)量的 鋼材。按建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的安 全等級，一級(重要的)、二級(一般的)和三級(次要的)。 安全等級不同，要求的鋼材質(zhì)量也應(yīng)不同。 (2)荷載性質(zhì) 直接承受動態(tài)荷載的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)烈