1、2-1 結(jié)構(gòu)鋼材一次拉伸時(shí)的力學(xué)性能結(jié)構(gòu)鋼材一次拉伸時(shí)的力學(xué)性能2-2 結(jié)構(gòu)鋼材的力學(xué)性能指標(biāo)結(jié)構(gòu)鋼材的力學(xué)性能指標(biāo)2-3 結(jié)構(gòu)鋼材的脆性破壞結(jié)構(gòu)鋼材的脆性破壞2-4 鋼材種類和規(guī)格鋼材種類和規(guī)格1.一、我國目前建筑鋼結(jié)構(gòu)中的常用鋼材：一、我國目前建筑鋼結(jié)構(gòu)中的常用鋼材：1、碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素結(jié)構(gòu)鋼 Q235鋼；鋼；2、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼 Q345、Q390和和Q420鋼；鋼；二、結(jié)構(gòu)鋼材的標(biāo)準(zhǔn)靜力拉伸試驗(yàn)方法二、結(jié)構(gòu)鋼材的標(biāo)準(zhǔn)靜力拉伸試驗(yàn)方法 按照按照GB228-87GB228-87的規(guī)定將鋼材加工制成標(biāo)準(zhǔn)試件，在的規(guī)定將鋼材加工制成標(biāo)準(zhǔn)試件，在2020的室溫條的室溫條件下

2、，在拉伸試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行一次件下，在拉伸試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行一次靜力拉伸試驗(yàn)，將試件拉斷，得到靜力拉伸試驗(yàn)，將試件拉斷，得到應(yīng)力應(yīng)變應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線關(guān)系曲線， 此此曲線可曲線可顯示結(jié)構(gòu)鋼材一次拉伸時(shí)的工作性能，顯示結(jié)構(gòu)鋼材一次拉伸時(shí)的工作性能，進(jìn)而獲得鋼材的力學(xué)性能。進(jìn)而獲得鋼材的力學(xué)性能。2關(guān)系曲線關(guān)系曲線1、彈性階段（、彈性階段（OA階段）階段） 此階段鋼材的變形很小，卸荷后變形此階段鋼材的變形很小，卸荷后變形可完全恢復(fù)，應(yīng)力應(yīng)變符合胡克定律。可完全恢復(fù)，應(yīng)力應(yīng)變符合胡克定律。2、彈塑性階段（、彈塑性階段（AC階段）階段） 應(yīng)力應(yīng)變成非線性關(guān)系。應(yīng)力增加時(shí)，增加的應(yīng)變包括彈性應(yīng)變和塑性應(yīng)應(yīng)力應(yīng)變成非線

3、性關(guān)系。應(yīng)力增加時(shí)，增加的應(yīng)變包括彈性應(yīng)變和塑性應(yīng)變兩部分。此階段卸荷，彈性應(yīng)變立即恢復(fù)，塑性應(yīng)變不能恢復(fù)。變兩部分。此階段卸荷，彈性應(yīng)變立即恢復(fù)，塑性應(yīng)變不能恢復(fù)。3、塑性階段（、塑性階段（CF階段）階段） 應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系成水平線段，通常稱為屈服平臺(tái)（亦即塑性流動(dòng)階段），鋼應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系成水平線段，通常稱為屈服平臺(tái)（亦即塑性流動(dòng)階段），鋼材表現(xiàn)出完全塑性，此階段終了的應(yīng)變可達(dá)材表現(xiàn)出完全塑性，此階段終了的應(yīng)變可達(dá)2%3%。4、強(qiáng)化階段（、強(qiáng)化階段（FB階段）階段） 應(yīng)力應(yīng)變呈上升的非線性關(guān)系，當(dāng)應(yīng)力達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)，試件某一截面發(fā)生頸應(yīng)力應(yīng)變呈上升的非線性關(guān)系，當(dāng)應(yīng)力達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)，試件某一截面發(fā)生頸

4、縮現(xiàn)象，承載能力下降，最終試件發(fā)生斷裂破壞。彈性應(yīng)變恢復(fù)，殘余的塑性應(yīng)縮現(xiàn)象，承載能力下降，最終試件發(fā)生斷裂破壞。彈性應(yīng)變恢復(fù)，殘余的塑性應(yīng)變可達(dá)變可達(dá)20%30%。3關(guān)系曲線（續(xù)）關(guān)系曲線（續(xù)）2、C點(diǎn)為下屈服點(diǎn)，較為穩(wěn)點(diǎn)為下屈服點(diǎn)，較為穩(wěn)定，記為鋼材的屈服強(qiáng)度定，記為鋼材的屈服強(qiáng)度 fy。3、B點(diǎn)為鋼材的抗拉強(qiáng)度點(diǎn)為鋼材的抗拉強(qiáng)度 fu。規(guī)范規(guī)范以鋼材的屈服點(diǎn)以鋼材的屈服點(diǎn) f y 作為強(qiáng)度承載力極限。作為強(qiáng)度承載力極限。1、A點(diǎn)為比例極限點(diǎn)為比例極限 fp，通常，通常以比例極限作為彈性階段的以比例極限作為彈性階段的終點(diǎn)；鋼材的彈性模量記為終點(diǎn)；鋼材的彈性模量記為E，E=tan=/。 鋼材

5、的應(yīng)變可達(dá)鋼材的應(yīng)變可達(dá)2%3%,結(jié)構(gòu)或構(gòu)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件不適于繼續(xù)承受荷載。件不適于繼續(xù)承受荷載。4四、理想彈塑性體四、理想彈塑性體五、塑性破壞五、塑性破壞 鋼材的塑性破壞特征：破壞前出現(xiàn)極易被人們察覺的變形，破壞后鋼材的塑性破壞特征：破壞前出現(xiàn)極易被人們察覺的變形，破壞后保留很大的殘余變形，破壞延續(xù)時(shí)間較長，非突發(fā)性。保留很大的殘余變形，破壞延續(xù)時(shí)間較長，非突發(fā)性。5一、單向應(yīng)力狀態(tài)下的靜力力學(xué)性能指標(biāo)一、單向應(yīng)力狀態(tài)下的靜力力學(xué)性能指標(biāo)1 1、屈服點(diǎn)、屈服點(diǎn) fy 鋼材的強(qiáng)度承載力是以屈服點(diǎn)為極限的，屈服點(diǎn)鋼材的強(qiáng)度承載力是以屈服點(diǎn)為極限的，屈服點(diǎn) fy 稱為鋼材的抗拉稱為鋼材的抗拉（抗壓和抗

6、彎）強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（抗壓和抗彎）強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f = fy / R. 選擇屈服點(diǎn)作為結(jié)構(gòu)鋼材靜力強(qiáng)度承載力極限的依據(jù)有哪些？選擇屈服點(diǎn)作為結(jié)構(gòu)鋼材靜力強(qiáng)度承載力極限的依據(jù)有哪些？ 屈服點(diǎn)是鋼材開始塑性工作的特征點(diǎn)；屈服點(diǎn)是鋼材開始塑性工作的特征點(diǎn)； 從屈服到鋼材破壞，整個(gè)塑性工作區(qū)域比彈性工作區(qū)域約大從屈服到鋼材破壞，整個(gè)塑性工作區(qū)域比彈性工作區(qū)域約大200倍，且倍，且抗拉強(qiáng)度和屈服點(diǎn)之比（強(qiáng)屈比）抗拉強(qiáng)度和屈服點(diǎn)之比（強(qiáng)屈比）fu / fy =1.31.8, 是鋼結(jié)構(gòu)的極大后備強(qiáng)是鋼結(jié)構(gòu)的極大后備強(qiáng)度，使鋼結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生真正的塑性破壞，安全可靠。度，使鋼結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生真正的塑性

7、破壞，安全可靠。6一、單向應(yīng)力狀態(tài)下的靜力力學(xué)性能指標(biāo)一、單向應(yīng)力狀態(tài)下的靜力力學(xué)性能指標(biāo)2 2、抗拉強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度 fu 抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度 fu 是衡量鋼材抵抗拉斷的性能指標(biāo)，直接反映鋼材內(nèi)部組織是衡量鋼材抵抗拉斷的性能指標(biāo)，直接反映鋼材內(nèi)部組織的優(yōu)劣，是鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度儲(chǔ)備。的優(yōu)劣，是鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度儲(chǔ)備。注：注：1 1、為保證鋼材具有足夠的安全儲(chǔ)備，要求強(qiáng)屈比、為保證鋼材具有足夠的安全儲(chǔ)備，要求強(qiáng)屈比（ fu / fy ）不低于不低于1.21.3； 2 2、屈強(qiáng)比越大，強(qiáng)度儲(chǔ)備越小，結(jié)構(gòu)不夠安全。、屈強(qiáng)比越大，強(qiáng)度儲(chǔ)備越小，結(jié)構(gòu)不夠安全。3 3、伸長率、伸長率 伸長率是衡量鋼材塑性性能的指標(biāo)。它

8、反映鋼材產(chǎn)生巨大變形時(shí)，抵伸長率是衡量鋼材塑性性能的指標(biāo)。它反映鋼材產(chǎn)生巨大變形時(shí)，抵抗斷裂的能力。抗斷裂的能力。4 4、彈性模量、彈性模量E 彈性模量是變形計(jì)算和超靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析時(shí)必需的鋼材性能指標(biāo)。彈性模量是變形計(jì)算和超靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析時(shí)必需的鋼材性能指標(biāo)。常取常取 E=2.06 105N/mm2。73、伸長率、伸長率 （續(xù)）（續(xù)） 原標(biāo)距間長度的伸長值與原標(biāo)距比值的百分率。原標(biāo)距間長度的伸長值與原標(biāo)距比值的百分率。式中：式中：l0試件原標(biāo)距長度；試件原標(biāo)距長度； l1 試件拉斷后標(biāo)距間的長度。試件拉斷后標(biāo)距間的長度。 d0試件標(biāo)距長度內(nèi)的直徑；試件標(biāo)距長度內(nèi)的直徑； 100100%ll

9、l 由于試件破壞時(shí)的頸縮部分長度在長試件和短試件中相同，故同一由于試件破壞時(shí)的頸縮部分長度在長試件和短試件中相同，故同一鋼材試驗(yàn)所得的鋼材試驗(yàn)所得的5 （短試件的伸長率）比（短試件的伸長率）比10（長試件的伸長率）大。（長試件的伸長率）大。8l 鋼材單調(diào)拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線可提供的重要力學(xué)性能指標(biāo)：鋼材單調(diào)拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線可提供的重要力學(xué)性能指標(biāo)： 屈服點(diǎn)屈服點(diǎn) fy、抗拉強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度 fu、伸長率伸長率 和彈性模量和彈性模量E 屈服點(diǎn)屈服點(diǎn) fy 是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)力允許達(dá)到的最大限值；是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)力允許達(dá)到的最大限值； 抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度 fu 反映鋼材受拉時(shí)能承受的極限應(yīng)力；反映鋼材受拉時(shí)

10、能承受的極限應(yīng)力； 伸長率伸長率 是衡量鋼材斷裂前所具有的塑性變形能力的指標(biāo)，其相應(yīng)伸長是衡量鋼材斷裂前所具有的塑性變形能力的指標(biāo)，其相應(yīng)伸長率分別用率分別用 5 或或 10 表示；表示； 彈性模量彈性模量E是變形計(jì)算和超靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析時(shí)必需的鋼材性能指標(biāo)。是變形計(jì)算和超靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析時(shí)必需的鋼材性能指標(biāo)。9一、單向應(yīng)力狀態(tài)下的靜力力學(xué)性能指標(biāo)一、單向應(yīng)力狀態(tài)下的靜力力學(xué)性能指標(biāo)180180 冷彎冷彎180180試驗(yàn)是嚴(yán)格表示鋼材塑性變形能力的綜合指標(biāo)，直接反映材試驗(yàn)是嚴(yán)格表示鋼材塑性變形能力的綜合指標(biāo)，直接反映材質(zhì)的優(yōu)劣。質(zhì)的優(yōu)劣。6 6、Z Z向收縮率向收縮率 鋼板厚度較大時(shí)，非金屬夾

11、雜缺陷越多，焊縫越厚，焊接應(yīng)力和變形鋼板厚度較大時(shí)，非金屬夾雜缺陷越多，焊縫越厚，焊接應(yīng)力和變形越大。越大。Z Z向鋼是在某一級(jí)結(jié)構(gòu)鋼（稱為母級(jí)鋼）的基礎(chǔ)上，經(jīng)過特殊冶煉、向鋼是在某一級(jí)結(jié)構(gòu)鋼（稱為母級(jí)鋼）的基礎(chǔ)上，經(jīng)過特殊冶煉、處理的鋼材，含硫量為一般鋼材的處理的鋼材，含硫量為一般鋼材的1/51/5以下，截面收縮率在以下，截面收縮率在15%15%以上。我國以上。我國生產(chǎn)的生產(chǎn)的Z Z向鋼板的標(biāo)志是在母級(jí)鋼鋼號(hào)后面加上向鋼板的標(biāo)志是在母級(jí)鋼鋼號(hào)后面加上Z Z向鋼板等級(jí)標(biāo)志向鋼板等級(jí)標(biāo)志Z15、Z25和和Z30，Z字后面的數(shù)字為截面收縮率的指標(biāo)（字后面的數(shù)字為截面收縮率的指標(biāo)（%）。）。10 試

12、驗(yàn)時(shí)，按材料的原有厚度經(jīng)表面加工成板條狀。根據(jù)試件的厚度試驗(yàn)時(shí)，按材料的原有厚度經(jīng)表面加工成板條狀。根據(jù)試件的厚度a，按規(guī)定的彎心直徑按規(guī)定的彎心直徑d，在壓力機(jī)上通過冷彎沖頭加壓，將試件彎曲，在壓力機(jī)上通過冷彎沖頭加壓，將試件彎曲180180，檢，檢查試件彎曲處的外表和側(cè)面，以不開裂、不起層為合格。查試件彎曲處的外表和側(cè)面，以不開裂、不起層為合格。彎心直徑彎心直徑d的規(guī)定：的規(guī)定：Q235鋼鋼 d=1.5a；Q345鋼、鋼、Q390鋼和鋼和Q420鋼，鋼，d=2a；冷彎試驗(yàn)冷彎試驗(yàn)11 多軸應(yīng)力狀態(tài)下，對(duì)于接近理想彈性多軸應(yīng)力狀態(tài)下，對(duì)于接近理想彈性塑性體的結(jié)構(gòu)鋼材，最適合采塑性體的結(jié)構(gòu)鋼材

13、，最適合采用材料力學(xué)中的用材料力學(xué)中的能量強(qiáng)度理論能量強(qiáng)度理論來確定鋼材在多軸應(yīng)力狀態(tài)下的屈服條件。來確定鋼材在多軸應(yīng)力狀態(tài)下的屈服條件。2221231223312221223312222221()12()()()23()3()eqyeqyeqxyzxyyzzxxyyzzxyfff 、能量強(qiáng)度理論能量強(qiáng)度理論1 1、材料由彈性狀態(tài)轉(zhuǎn)入塑性狀態(tài)時(shí)，材料的綜合強(qiáng)度指標(biāo)采用變形時(shí)單、材料由彈性狀態(tài)轉(zhuǎn)入塑性狀態(tài)時(shí)，材料的綜合強(qiáng)度指標(biāo)采用變形時(shí)單位體積中積聚的能量來表達(dá)；位體積中積聚的能量來表達(dá)；2 2、當(dāng)復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的變形能等于單軸受力時(shí)的變形能時(shí)，鋼材即由彈、當(dāng)復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的變形能等于單軸受力時(shí)

14、的變形能時(shí)，鋼材即由彈性狀態(tài)轉(zhuǎn)入塑性狀態(tài)，但材料的體積不變。性狀態(tài)轉(zhuǎn)入塑性狀態(tài)，但材料的體積不變。122221223311()()()2eqyf結(jié)論結(jié)論- -鋼材在多軸應(yīng)力狀態(tài)下：鋼材在多軸應(yīng)力狀態(tài)下：1 1、當(dāng)處于同號(hào)應(yīng)力場時(shí)，鋼材易產(chǎn)生脆性破壞；、當(dāng)處于同號(hào)應(yīng)力場時(shí)，鋼材易產(chǎn)生脆性破壞；2 2、當(dāng)處于異號(hào)應(yīng)力場時(shí)，鋼材將發(fā)生塑性破壞。、當(dāng)處于異號(hào)應(yīng)力場時(shí)，鋼材將發(fā)生塑性破壞。1、當(dāng)、當(dāng)1、2、3為同號(hào)應(yīng)力且數(shù)值接近時(shí)，根據(jù)折算應(yīng)力為同號(hào)應(yīng)力且數(shù)值接近時(shí)，根據(jù)折算應(yīng)力eq 和和 fy 的關(guān)的關(guān)系判斷，系判斷，鋼材很難進(jìn)入塑性狀態(tài)，材料破壞表現(xiàn)為脆性破壞。鋼材很難進(jìn)入塑性狀態(tài)，材料破壞表現(xiàn)為脆

15、性破壞。說明：說明：鋼材處于三向應(yīng)力狀態(tài)時(shí)，以折算應(yīng)力達(dá)到屈服點(diǎn)作為強(qiáng)度極限狀鋼材處于三向應(yīng)力狀態(tài)時(shí)，以折算應(yīng)力達(dá)到屈服點(diǎn)作為強(qiáng)度極限狀態(tài)，即折算應(yīng)力態(tài)，即折算應(yīng)力eq fy 時(shí)，鋼材進(jìn)入塑性階段。時(shí)，鋼材進(jìn)入塑性階段。2、當(dāng)、當(dāng)1、2、3為異號(hào)應(yīng)力且數(shù)值相差較大時(shí)，當(dāng)最大應(yīng)力尚未達(dá)到為異號(hào)應(yīng)力且數(shù)值相差較大時(shí)，當(dāng)最大應(yīng)力尚未達(dá)到 fy ，而折算應(yīng)力而折算應(yīng)力eq 已達(dá)到已達(dá)到 fy 時(shí)時(shí)，鋼材破壞表現(xiàn)為塑性鋼材破壞表現(xiàn)為塑性。131、對(duì)于一般的應(yīng)力狀態(tài)，如實(shí)腹梁的腹板，、對(duì)于一般的應(yīng)力狀態(tài)，如實(shí)腹梁的腹板， y= z=0，則，則:223zyf2、當(dāng)鋼材處于純剪狀態(tài)時(shí)，正應(yīng)力、當(dāng)鋼材處于純剪狀

16、態(tài)時(shí)，正應(yīng)力 均為均為0，則：，則：yzf2330.58yvyyfff鋼材的剪切模量和彈性模量的相互關(guān)系：鋼材的剪切模量和彈性模量的相互關(guān)系：2(1)EG2221223311()()()2eqyf說明：說明：鋼材處于三向應(yīng)力狀態(tài)時(shí)，以折算應(yīng)力達(dá)到屈服點(diǎn)作為強(qiáng)度極限狀鋼材處于三向應(yīng)力狀態(tài)時(shí)，以折算應(yīng)力達(dá)到屈服點(diǎn)作為強(qiáng)度極限狀態(tài)，即折算應(yīng)力態(tài)，即折算應(yīng)力eq fy 時(shí)，鋼材進(jìn)入塑性階段。時(shí)，鋼材進(jìn)入塑性階段。14 沖擊韌性沖擊韌性是評(píng)定帶缺口的標(biāo)準(zhǔn)試件在沖擊荷載作用下抵抗脆性破壞能是評(píng)定帶缺口的標(biāo)準(zhǔn)試件在沖擊荷載作用下抵抗脆性破壞能力的指標(biāo)，即截面斷裂所吸收的能量大小。力的指標(biāo)，即截面斷裂所吸收的

17、能量大小。15試驗(yàn)結(jié)論：試驗(yàn)結(jié)論： 鋼材的材質(zhì)越好，擊斷鋼材的材質(zhì)越好，擊斷試件所耗的功就越大，說明鋼材的試件所耗的功就越大，說明鋼材的韌性越好，不容易發(fā)生脆斷；反之，韌性越好，不容易發(fā)生脆斷；反之，表明鋼材抵抗脆性斷裂的能力差，表明鋼材抵抗脆性斷裂的能力差，即韌性差。即韌性差。l 試驗(yàn)裝置試驗(yàn)裝置- -沖擊韌性沖擊韌性鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)鋼材沖擊韌性對(duì)鋼材沖擊韌性AKV值有常溫和負(fù)溫的要求，例如：值有常溫和負(fù)溫的要求，例如：1、Q235B級(jí)鋼，常溫級(jí)鋼，常溫AKV值不得低于值不得低于27J； 2、Q345B級(jí)鋼，常溫級(jí)鋼，常溫AKV值不得低于值不得低于34J； 3、Q345D級(jí)鋼，

18、級(jí)鋼，-20 時(shí)時(shí)AKV值不得低于值不得低于34J；161、循環(huán)荷載作用下的、循環(huán)荷載作用下的應(yīng)力譜應(yīng)力譜由循環(huán)荷載所引起的構(gòu)件中的循環(huán)應(yīng)力變化。由循環(huán)荷載所引起的構(gòu)件中的循環(huán)應(yīng)力變化。2、應(yīng)力幅（應(yīng)力幅（ ）每次應(yīng)力循環(huán)中最大拉應(yīng)力每次應(yīng)力循環(huán)中最大拉應(yīng)力 max（取正值）和最小拉（取正值）和最小拉應(yīng)力或壓應(yīng)力應(yīng)力或壓應(yīng)力 min（拉應(yīng)力取正值，壓應(yīng)力取負(fù)值）之差。（拉應(yīng)力取正值，壓應(yīng)力取負(fù)值）之差。maxmin3、常幅循環(huán)荷載常幅循環(huán)荷載當(dāng)所有應(yīng)當(dāng)所有應(yīng)力循環(huán)中的應(yīng)力幅保持常量力循環(huán)中的應(yīng)力幅保持常量。17 鋼材發(fā)生疲勞破壞的原因是什么？鋼材發(fā)生疲勞破壞的原因是什么？1、缺陷、缺陷（不均勻

19、雜質(zhì)，軋制形成的微裂紋，加工造成的刻槽（不均勻雜質(zhì)，軋制形成的微裂紋，加工造成的刻槽 、孔洞和裂紋等。）、孔洞和裂紋等。）2、微觀裂紋、微觀裂紋（在交變應(yīng)力中拉應(yīng)力的反復(fù)作用下，在拉應(yīng)力高峰處會(huì)出現(xiàn)微裂紋）（在交變應(yīng)力中拉應(yīng)力的反復(fù)作用下，在拉應(yīng)力高峰處會(huì)出現(xiàn)微裂紋） 3、宏觀裂紋、宏觀裂紋 （循環(huán)荷載作用下，裂縫不斷開展，有效截面面積不斷減小）（循環(huán)荷載作用下，裂縫不斷開展，有效截面面積不斷減小） 當(dāng)循環(huán)荷載達(dá)到一定的循環(huán)次數(shù)，危險(xiǎn)截面減小到一定程度時(shí)，危險(xiǎn)截面處將當(dāng)循環(huán)荷載達(dá)到一定的循環(huán)次數(shù)，危險(xiǎn)截面減小到一定程度時(shí)，危險(xiǎn)截面處將發(fā)生脆性斷裂，出現(xiàn)鋼材的疲勞破壞發(fā)生脆性斷裂，出現(xiàn)鋼材的疲勞

20、破壞。 鋼材在連續(xù)常幅循環(huán)荷載的作用下，當(dāng)循環(huán)次數(shù)達(dá)某一定值時(shí)，鋼材鋼材在連續(xù)常幅循環(huán)荷載的作用下，當(dāng)循環(huán)次數(shù)達(dá)某一定值時(shí)，鋼材發(fā)生破壞的現(xiàn)象，稱為鋼材的發(fā)生破壞的現(xiàn)象，稱為鋼材的疲勞破壞疲勞破壞。1、鋼材的疲勞破壞屬于突然發(fā)生的脆性斷裂；、鋼材的疲勞破壞屬于突然發(fā)生的脆性斷裂；2、鋼材發(fā)生疲勞破壞時(shí)，應(yīng)力遠(yuǎn)小于材料的靜力強(qiáng)度；、鋼材發(fā)生疲勞破壞時(shí)，應(yīng)力遠(yuǎn)小于材料的靜力強(qiáng)度；l 鋼材發(fā)生疲勞破壞的鋼材發(fā)生疲勞破壞的先決條件先決條件是形成裂縫。是形成裂縫。l 鋼材疲勞破壞的過程是裂縫開展的過程，只承受變化壓應(yīng)力而不出現(xiàn)拉應(yīng)力時(shí)，鋼材疲勞破壞的過程是裂縫開展的過程，只承受變化壓應(yīng)力而不出現(xiàn)拉應(yīng)力時(shí)

21、，鋼材一般不會(huì)發(fā)生疲勞破壞。鋼材一般不會(huì)發(fā)生疲勞破壞。18 鋼材的疲勞強(qiáng)度都由試驗(yàn)確定；鋼材的疲勞強(qiáng)度都由試驗(yàn)確定； 影響疲勞強(qiáng)度的因素：影響疲勞強(qiáng)度的因素： 構(gòu)造狀況（包括應(yīng)力集中程度和殘余應(yīng)力）、作用的應(yīng)力幅構(gòu)造狀況（包括應(yīng)力集中程度和殘余應(yīng)力）、作用的應(yīng)力幅、循、循環(huán)荷載的重復(fù)次數(shù)環(huán)荷載的重復(fù)次數(shù)n， 和鋼材的靜力強(qiáng)度并無明顯關(guān)系。和鋼材的靜力強(qiáng)度并無明顯關(guān)系。l 鋼材發(fā)生疲勞破壞的截面斷口，一般具有光滑和粗糙兩個(gè)區(qū)域。鋼材發(fā)生疲勞破壞的截面斷口，一般具有光滑和粗糙兩個(gè)區(qū)域。 光滑部分反映裂縫擴(kuò)張和閉合的過程，是裂縫逐漸擴(kuò)展引起的，說光滑部分反映裂縫擴(kuò)張和閉合的過程，是裂縫逐漸擴(kuò)展引起的

22、，說明疲勞破壞經(jīng)歷了一定的過程；明疲勞破壞經(jīng)歷了一定的過程； 粗糙部分表明鋼材最終斷裂具有一瞬間的脆性破壞性質(zhì)，和拉伸試粗糙部分表明鋼材最終斷裂具有一瞬間的脆性破壞性質(zhì)，和拉伸試件的破壞斷口頗為相似。件的破壞斷口頗為相似。19l鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定：疲勞壽命最低值為規(guī)定：疲勞壽命最低值為5 510104 4次。次。( (即當(dāng)構(gòu)件所即當(dāng)構(gòu)件所受的應(yīng)力變化循環(huán)次數(shù)為受的應(yīng)力變化循環(huán)次數(shù)為n 5n 510104 4時(shí)，應(yīng)進(jìn)行疲勞強(qiáng)度的計(jì)算。時(shí)，應(yīng)進(jìn)行疲勞強(qiáng)度的計(jì)算。) ) 對(duì)應(yīng)于對(duì)應(yīng)于n次循環(huán)的容許應(yīng)力幅；次循環(huán)的容許應(yīng)力幅； 對(duì)焊接部位為應(yīng)力幅，對(duì)焊接部位為應(yīng)力幅， = max - m

23、in； 對(duì)非焊接部位為折算應(yīng)力幅，對(duì)非焊接部位為折算應(yīng)力幅， = max - 0.7 min；1/()Cn 20公式說明：公式說明：1 1、疲勞計(jì)算時(shí)采用荷載的標(biāo)準(zhǔn)值；、疲勞計(jì)算時(shí)采用荷載的標(biāo)準(zhǔn)值；2 2、由于、由于 來源于試驗(yàn)，已考慮動(dòng)力效應(yīng)，故計(jì)算時(shí)不必考慮動(dòng)力系數(shù)；來源于試驗(yàn)，已考慮動(dòng)力效應(yīng)，故計(jì)算時(shí)不必考慮動(dòng)力系數(shù)；3 3、在應(yīng)力幅不出現(xiàn)拉應(yīng)力的位置，可不必進(jìn)行疲勞驗(yàn)算；、在應(yīng)力幅不出現(xiàn)拉應(yīng)力的位置，可不必進(jìn)行疲勞驗(yàn)算； 對(duì)應(yīng)于對(duì)應(yīng)于n次循環(huán)的容許應(yīng)力幅；次循環(huán)的容許應(yīng)力幅； 對(duì)焊接部位為應(yīng)力幅，對(duì)焊接部位為應(yīng)力幅， = max - min； 對(duì)非焊接部位為折算應(yīng)力幅，對(duì)非焊接部位為折

24、算應(yīng)力幅， = max - 0.7 min；1/()Cn 21 根據(jù)根據(jù)Palmyren-MinerPalmyren-Miner的線性累積損傷法則，把變幅疲勞折合成常幅疲的線性累積損傷法則，把變幅疲勞折合成常幅疲勞進(jìn)行計(jì)算：勞進(jìn)行計(jì)算：1/iieeinn 22 吊車梁所受的循環(huán)荷載屬于變幅循環(huán)荷載，吊車梁所受的循環(huán)荷載屬于變幅循環(huán)荷載，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范提供提供采用下列公式計(jì)算：采用下列公式計(jì)算：62 10f 欠載效應(yīng)的等效系數(shù)；欠載效應(yīng)的等效系數(shù)；f 2 106 循環(huán)次數(shù)為循環(huán)次數(shù)為2 106的容許應(yīng)力幅；的容許應(yīng)力幅；231、碳在鋼中、碳在鋼中（低合金鋼除外）（低合金鋼除外）是除

25、鐵以外含量最多的元素，直接影響鋼材是除鐵以外含量最多的元素，直接影響鋼材的強(qiáng)度、塑性和韌性、可焊性、抗腐蝕性。的強(qiáng)度、塑性和韌性、可焊性、抗腐蝕性。2、隨含碳量的提高，鋼材的強(qiáng)度逐漸提高，塑性、韌性、可焊性和抗銹蝕、隨含碳量的提高，鋼材的強(qiáng)度逐漸提高，塑性、韌性、可焊性和抗銹蝕能力等逐漸下降；能力等逐漸下降； 3、當(dāng)含碳量超過、當(dāng)含碳量超過0.3%時(shí)，鋼材的抗拉強(qiáng)度提高很多，卻失去了明顯的屈時(shí)，鋼材的抗拉強(qiáng)度提高很多，卻失去了明顯的屈服點(diǎn)，且塑性很小；服點(diǎn)，且塑性很小； 當(dāng)含碳量少于當(dāng)含碳量少于0.1%時(shí)，塑性很好而強(qiáng)度很低，也沒有時(shí)，塑性很好而強(qiáng)度很低，也沒有明顯的屈服點(diǎn)；明顯的屈服點(diǎn)；鋼結(jié)

26、構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范推薦鋼材：推薦鋼材： 含碳量一般不超過含碳量一般不超過0.22%，屬于低碳鋼。，屬于低碳鋼。 碳元素碳元素241、 硫元素會(huì)引起鋼材的硫元素會(huì)引起鋼材的“熱脆現(xiàn)象熱脆現(xiàn)象”（即（即硫元素在鋼材溫度達(dá)到硫元素在鋼材溫度達(dá)到8001200時(shí)將生成硫化鐵而熔化，使鋼材變脆，因而在焊接或熱加工時(shí)，可時(shí)將生成硫化鐵而熔化，使鋼材變脆，因而在焊接或熱加工時(shí)，可能引起熱裂紋現(xiàn)象）。能引起熱裂紋現(xiàn)象）。2、硫元素會(huì)降低鋼材的沖擊韌性、疲勞強(qiáng)度、可焊性和抗銹蝕能力等。、硫元素會(huì)降低鋼材的沖擊韌性、疲勞強(qiáng)度、可焊性和抗銹蝕能力等。1、 磷元素能夠提高鋼材的強(qiáng)度和抗銹蝕性，但嚴(yán)重降低鋼材的塑

27、性、冷磷元素能夠提高鋼材的強(qiáng)度和抗銹蝕性，但嚴(yán)重降低鋼材的塑性、冷彎性能、沖擊韌性和可焊性。彎性能、沖擊韌性和可焊性。2、磷元素會(huì)引起鋼材的、磷元素會(huì)引起鋼材的“冷脆現(xiàn)象冷脆現(xiàn)象”，即在低溫下，鋼材易產(chǎn)生低溫脆斷，即在低溫下，鋼材易產(chǎn)生低溫脆斷。 硫元素硫元素（有害元素）（有害元素）磷元素磷元素（有害元素）（有害元素）251、硅元素是較強(qiáng)的脫氧劑，是制作鎮(zhèn)靜鋼的必要元素。、硅元素是較強(qiáng)的脫氧劑，是制作鎮(zhèn)靜鋼的必要元素。2、適量的硅可提高鋼材的強(qiáng)度，而對(duì)塑性、韌性和可焊性的不良影響不太、適量的硅可提高鋼材的強(qiáng)度，而對(duì)塑性、韌性和可焊性的不良影響不太顯著；顯著；1、錳元素是一種弱脫氧劑；、錳元素是

28、一種弱脫氧劑；2、錳元素可提高鋼材的強(qiáng)度卻不明顯影響塑性，同時(shí)還能消除硫引起鋼、錳元素可提高鋼材的強(qiáng)度卻不明顯影響塑性，同時(shí)還能消除硫引起鋼材熱脆并改善鋼材的冷脆傾向。材熱脆并改善鋼材的冷脆傾向。 錳元素錳元素（有益元素、合金元素）（有益元素、合金元素） 硅元素硅元素（合金元素）（合金元素）261、 釩元素可提高鋼材的強(qiáng)度，細(xì)化晶粒，提高淬硬性，有時(shí)效硬化作釩元素可提高鋼材的強(qiáng)度，細(xì)化晶粒，提高淬硬性，有時(shí)效硬化作用，釩的碳化物可提高鋼材的高溫硬度。釩還能改變碳化物在鋼材中的用，釩的碳化物可提高鋼材的高溫硬度。釩還能改變碳化物在鋼材中的分布狀況。分布狀況。2、在、在Q345鋼基礎(chǔ)上，加入一些釩

29、元素可提高強(qiáng)度、改善可焊性，得到鋼基礎(chǔ)上，加入一些釩元素可提高強(qiáng)度、改善可焊性，得到Q390鋼和鋼和Q420鋼，適用于制造高、中壓力容器、橋梁、船舶、起重機(jī)鋼，適用于制造高、中壓力容器、橋梁、船舶、起重機(jī)和其他荷載大的焊接結(jié)構(gòu)。和其他荷載大的焊接結(jié)構(gòu)。1、氧的作用與硫類似，使鋼產(chǎn)生、氧的作用與硫類似，使鋼產(chǎn)生“熱脆熱脆”。2、氮的作用同磷類似，能顯著降低鋼材的塑性和韌性，冷彎性能和焊、氮的作用同磷類似，能顯著降低鋼材的塑性和韌性，冷彎性能和焊接性能，使鋼材產(chǎn)生接性能，使鋼材產(chǎn)生“冷脆冷脆”。 釩元素釩元素（合金元素）（合金元素） 氧、氮元素氧、氮元素（有害元素）（有害元素）27說明：對(duì)于無明顯

30、屈服點(diǎn)的鋼材，取卸荷后試件的殘余應(yīng)變?yōu)檎f明：對(duì)于無明顯屈服點(diǎn)的鋼材，取卸荷后試件的殘余應(yīng)變?yōu)?.2%對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力作為屈服點(diǎn)，稱為條件屈服點(diǎn)或假想屈服點(diǎn)。的應(yīng)力作為屈服點(diǎn)，稱為條件屈服點(diǎn)或假想屈服點(diǎn)。 （a）有明顯屈服點(diǎn)的低碳鋼 （b）無明顯屈服點(diǎn)的低碳鋼應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)力應(yīng)變曲線材質(zhì)和輥軋次數(shù)有很大關(guān)系，輥壓次數(shù)越多，晶粒越細(xì)，鋼材的質(zhì)量就越材質(zhì)和輥軋次數(shù)有很大關(guān)系，輥壓次數(shù)越多，晶粒越細(xì)，鋼材的質(zhì)量就越好，故薄鋼材的屈服點(diǎn)比厚鋼材的高。好，故薄鋼材的屈服點(diǎn)比厚鋼材的高。28291 1、下列說法中，（、下列說法中，（ ）不是將屈服點(diǎn)作為結(jié)構(gòu)鋼材靜力）不是將屈服點(diǎn)作為結(jié)構(gòu)鋼材靜力強(qiáng)度承載力極限的

31、依據(jù)。強(qiáng)度承載力極限的依據(jù)。A.A.屈服點(diǎn)是鋼材開始塑性工作的特征點(diǎn)。屈服點(diǎn)是鋼材開始塑性工作的特征點(diǎn)。B.B.鋼材達(dá)到屈服點(diǎn)時(shí)，變形可以恢復(fù)，從而保證構(gòu)件在彈性鋼材達(dá)到屈服點(diǎn)時(shí)，變形可以恢復(fù)，從而保證構(gòu)件在彈性狀態(tài)下進(jìn)行工作。狀態(tài)下進(jìn)行工作。C.C.鋼材自屈服到最終破壞，需要經(jīng)歷較長的塑性屈服過程，鋼材自屈服到最終破壞，需要經(jīng)歷較長的塑性屈服過程，易于發(fā)現(xiàn)和采取補(bǔ)救措施。易于發(fā)現(xiàn)和采取補(bǔ)救措施。D.D.鋼材的抗拉強(qiáng)度通常是屈服強(qiáng)度的鋼材的抗拉強(qiáng)度通常是屈服強(qiáng)度的1.31.8倍，保證了鋼結(jié)倍，保證了鋼結(jié)構(gòu)擁有較大的強(qiáng)度儲(chǔ)備。構(gòu)擁有較大的強(qiáng)度儲(chǔ)備。 2 2、下列試驗(yàn)中，（、下列試驗(yàn)中，（ ）可以

32、獲得鋼材的伸長率指標(biāo)？）可以獲得鋼材的伸長率指標(biāo)？A.A.單向拉伸試驗(yàn)單向拉伸試驗(yàn) B B冷彎試驗(yàn)冷彎試驗(yàn) C.C.沖擊試驗(yàn)沖擊試驗(yàn) D D 疲勞試驗(yàn)疲勞試驗(yàn)3、在三向應(yīng)力狀態(tài)下，鋼材轉(zhuǎn)入塑性狀態(tài)的綜合強(qiáng)度指標(biāo)、在三向應(yīng)力狀態(tài)下，鋼材轉(zhuǎn)入塑性狀態(tài)的綜合強(qiáng)度指標(biāo)稱為（稱為（ ）（）（2006.04真題）真題）A.設(shè)計(jì)應(yīng)力設(shè)計(jì)應(yīng)力 B.計(jì)算應(yīng)力計(jì)算應(yīng)力 C.容許應(yīng)力容許應(yīng)力 D.折算應(yīng)力折算應(yīng)力304 4、下列各項(xiàng)中，不影響鋼材疲勞強(qiáng)度的因素是（下列各項(xiàng)中，不影響鋼材疲勞強(qiáng)度的因素是（ ）A.應(yīng)力集中程度和殘余應(yīng)力應(yīng)力集中程度和殘余應(yīng)力 B.作用的應(yīng)力幅作用的應(yīng)力幅 C.鋼材的靜力強(qiáng)度鋼材的靜力強(qiáng)

33、度 D.循環(huán)荷載的重復(fù)次數(shù)循環(huán)荷載的重復(fù)次數(shù)5 5、下列選項(xiàng)中，（下列選項(xiàng)中，（ ）的存在可提高鋼材的強(qiáng)度和抗銹蝕）的存在可提高鋼材的強(qiáng)度和抗銹蝕能力，但會(huì)在溫度較低時(shí)促使鋼材變脆。能力，但會(huì)在溫度較低時(shí)促使鋼材變脆。A.礬礬 B.錳錳 C.硅硅 D.磷磷6、在鋼材所含化學(xué)元素中，均為有害雜質(zhì)的一組是（、在鋼材所含化學(xué)元素中，均為有害雜質(zhì)的一組是（ ）A.碳、磷、硅碳、磷、硅 B.硫、磷、錳硫、磷、錳 C.硫、氧、氮硫、氧、氮 D.碳、錳、礬碳、錳、礬7、在下述各應(yīng)力狀態(tài)中，結(jié)構(gòu)鋼材最易發(fā)生脆性破壞的是、在下述各應(yīng)力狀態(tài)中，結(jié)構(gòu)鋼材最易發(fā)生脆性破壞的是（ ）A.單向拉應(yīng)力狀態(tài)單向拉應(yīng)力狀態(tài) B

34、.三向等值拉應(yīng)力狀態(tài)三向等值拉應(yīng)力狀態(tài)C.單向壓應(yīng)力狀態(tài)單向壓應(yīng)力狀態(tài) D.一向壓應(yīng)力一向壓應(yīng)力兩向拉應(yīng)力狀態(tài)兩向拉應(yīng)力狀態(tài)318、構(gòu)件發(fā)生脆性破壞時(shí)，其特點(diǎn)是（、構(gòu)件發(fā)生脆性破壞時(shí)，其特點(diǎn)是（ ）。）。A.變形大變形大 B.破壞持續(xù)時(shí)間長破壞持續(xù)時(shí)間長 C.有裂縫出現(xiàn)有裂縫出現(xiàn) D.變形小或無變形變形小或無變形9、用結(jié)構(gòu)鋼材制成的標(biāo)準(zhǔn)試件進(jìn)行一次單向拉伸試驗(yàn)時(shí)，其、用結(jié)構(gòu)鋼材制成的標(biāo)準(zhǔn)試件進(jìn)行一次單向拉伸試驗(yàn)時(shí)，其平均應(yīng)力平均應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線（關(guān)系曲線）可分為彈性階段、應(yīng)變關(guān)系曲線（關(guān)系曲線）可分為彈性階段、 、 、 和頸縮階段。和頸縮階段。10、對(duì)于厚度較大的鋼材，為防止材料在焊接或承受厚

35、度方、對(duì)于厚度較大的鋼材，為防止材料在焊接或承受厚度方向的拉力作用下發(fā)生分層撕裂破壞，須對(duì)鋼材的向的拉力作用下發(fā)生分層撕裂破壞，須對(duì)鋼材的 進(jìn)進(jìn)行測試行測試 。11、我國鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，當(dāng)構(gòu)件所受的應(yīng)力變化循環(huán)、我國鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，當(dāng)構(gòu)件所受的應(yīng)力變化循環(huán)次數(shù)為次數(shù)為 時(shí)，應(yīng)對(duì)構(gòu)件進(jìn)行疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算。時(shí)，應(yīng)對(duì)構(gòu)件進(jìn)行疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算。32鋼材的破壞形式：鋼材的破壞形式：塑性破壞塑性破壞塑性破壞的主要特征是，經(jīng)歷的時(shí)間很長，破壞前具有較塑性破壞的主要特征是，經(jīng)歷的時(shí)間很長，破壞前具有較大的塑性變形，破壞后的斷口呈纖維狀，色澤發(fā)暗。大的塑性變形，破壞后的斷口呈纖維狀，色澤發(fā)暗。脆性破壞脆性破壞脆

36、性破壞的主要特征是，破壞前沒有明顯的變形和征兆，脆性破壞的主要特征是，破壞前沒有明顯的變形和征兆，斷口平齊，呈有光澤的晶粒狀，破壞往往發(fā)生在瞬時(shí)，因而危斷口平齊，呈有光澤的晶粒狀，破壞往往發(fā)生在瞬時(shí)，因而危險(xiǎn)性很大。險(xiǎn)性很大。鋼材產(chǎn)生脆性破壞的原因鋼材產(chǎn)生脆性破壞的原因主要是構(gòu)造不合理、使用不恰當(dāng)和環(huán)主要是構(gòu)造不合理、使用不恰當(dāng)和環(huán)境溫度的變化，以及化學(xué)成分和冶金缺陷等。境溫度的變化，以及化學(xué)成分和冶金缺陷等。33 常見的冶金缺陷有：偏析、非金屬夾雜（非金屬化合物，如硫化物、常見的冶金缺陷有：偏析、非金屬夾雜（非金屬化合物，如硫化物、氧化物等）、裂紋和起層。氧化物等）、裂紋和起層。偏析偏析 鋼

37、材中化學(xué)雜質(zhì)元素（主要是硫和磷）成分分布的不均勻性；鋼材中化學(xué)雜質(zhì)元素（主要是硫和磷）成分分布的不均勻性；說明：說明：1、當(dāng)雜質(zhì)元素集中在鋼材的某些部位時(shí)，將使偏析區(qū)鋼材的塑性、韌、當(dāng)雜質(zhì)元素集中在鋼材的某些部位時(shí)，將使偏析區(qū)鋼材的塑性、韌 性和可焊性變差。性和可焊性變差。 2、沸騰鋼由于雜質(zhì)元素的含量較多，因而偏析現(xiàn)象比鎮(zhèn)靜鋼嚴(yán)重。、沸騰鋼由于雜質(zhì)元素的含量較多，因而偏析現(xiàn)象比鎮(zhèn)靜鋼嚴(yán)重。34高溫軟化：高溫軟化：鋼材在高溫下，強(qiáng)度將下降為零；鋼材在高溫下，強(qiáng)度將下降為零；低溫冷脆：低溫冷脆：鋼材在負(fù)溫下易發(fā)生脆性斷裂。鋼材在負(fù)溫下易發(fā)生脆性斷裂。l 鋼材的使用溫度必須高于鋼材的使用溫度必須高

38、于T1，但不一定高于，但不一定高于T2（造成浪費(fèi)）。（造成浪費(fèi)）。351、在、在100以內(nèi)時(shí)，對(duì)鋼材的性能基本沒有影響；以內(nèi)時(shí)，對(duì)鋼材的性能基本沒有影響；2、在、在100以上時(shí)，隨溫度升高，鋼材的強(qiáng)度、彈性模量降低，塑性增大。以上時(shí)，隨溫度升高，鋼材的強(qiáng)度、彈性模量降低，塑性增大。3、在、在250左右，鋼材的抗拉強(qiáng)度略有提高，塑性降低，呈現(xiàn)脆性，出左右，鋼材的抗拉強(qiáng)度略有提高，塑性降低，呈現(xiàn)脆性，出現(xiàn)現(xiàn)藍(lán)脆現(xiàn)象藍(lán)脆現(xiàn)象（鋼材表面氧化膜呈藍(lán)色），此溫度區(qū)段對(duì)鋼材進(jìn)行熱加工時(shí)，（鋼材表面氧化膜呈藍(lán)色），此溫度區(qū)段對(duì)鋼材進(jìn)行熱加工時(shí)，鋼材可能產(chǎn)生裂紋；鋼材可能產(chǎn)生裂紋；4、在、在250350時(shí)，鋼材

39、將產(chǎn)生時(shí)，鋼材將產(chǎn)生蠕變?nèi)渥儯ü腆w材料在保持應(yīng)力不變的條件（固體材料在保持應(yīng)力不變的條件下，應(yīng)變隨時(shí)間延長而增加的現(xiàn)象）；下，應(yīng)變隨時(shí)間延長而增加的現(xiàn)象）；5、達(dá)到、達(dá)到600時(shí)，強(qiáng)度幾乎為零，彈性模量趨于零，塑性急劇上升，鋼時(shí)，強(qiáng)度幾乎為零，彈性模量趨于零，塑性急劇上升，鋼材處于熱塑性狀態(tài)，承載能力幾乎完全喪失；材處于熱塑性狀態(tài)，承載能力幾乎完全喪失；正溫范圍正溫范圍36 鋼材受荷載作用進(jìn)入彈塑性階段及以后時(shí)，間歇重復(fù)加鋼材受荷載作用進(jìn)入彈塑性階段及以后時(shí)，間歇重復(fù)加載將使彈性變形范圍擴(kuò)大，這種現(xiàn)象稱為載將使彈性變形范圍擴(kuò)大，這種現(xiàn)象稱為冷作硬化。冷作硬化。 鋼材中以固溶體的形式存在的少量碳

40、和氮化合物，隨著鋼材中以固溶體的形式存在的少量碳和氮化合物，隨著時(shí)間的增長，碳和氮化合物將逐漸從晶體中析出，形成自由時(shí)間的增長，碳和氮化合物將逐漸從晶體中析出，形成自由的碳化物和氮化物微粒，散布于晶粒之間，對(duì)純鐵體的塑性的碳化物和氮化物微粒，散布于晶粒之間，對(duì)純鐵體的塑性變形起著遏制作用，使鋼材的強(qiáng)度提高，而塑性和韌性大大變形起著遏制作用，使鋼材的強(qiáng)度提高，而塑性和韌性大大降低，鋼材性能的這種隨時(shí)間的變化稱為降低，鋼材性能的這種隨時(shí)間的變化稱為時(shí)效硬化時(shí)效硬化，屬于物，屬于物理化學(xué)現(xiàn)象。理化學(xué)現(xiàn)象。 鋼材在荷載作用下，發(fā)生了一定的塑性變形，這時(shí)若把鋼材在荷載作用下，發(fā)生了一定的塑性變形，這時(shí)若

41、把鋼材加熱至鋼材加熱至200300時(shí)，將促使時(shí)效硬化迅速發(fā)生，一般時(shí)，將促使時(shí)效硬化迅速發(fā)生，一般僅需幾個(gè)小時(shí)，這種方法稱為僅需幾個(gè)小時(shí)，這種方法稱為人工時(shí)效人工時(shí)效。37時(shí)效硬化、人工時(shí)效與冷作硬化的異同點(diǎn)：時(shí)效硬化、人工時(shí)效與冷作硬化的異同點(diǎn)：1、三種方法均擴(kuò)大了彈性范圍，減少了鋼材的塑性；、三種方法均擴(kuò)大了彈性范圍，減少了鋼材的塑性；2、時(shí)效硬化和人工時(shí)效在擴(kuò)大彈性范圍的同時(shí)，提高了鋼材的抗拉強(qiáng)度。、時(shí)效硬化和人工時(shí)效在擴(kuò)大彈性范圍的同時(shí)，提高了鋼材的抗拉強(qiáng)度。鋼材的應(yīng)力鋼材的應(yīng)力-應(yīng)變圖形應(yīng)變圖形冷作硬化與時(shí)效硬化冷作硬化與時(shí)效硬化38構(gòu)件上的孔洞、刻槽、凹角、裂紋以及截面厚度或?qū)挾雀?/p>

42、構(gòu)件上的孔洞、刻槽、凹角、裂紋以及截面厚度或?qū)挾雀淖兊炔课唬诹Φ淖饔孟拢谏鲜霾课怀霈F(xiàn)高峰應(yīng)力，而其他變等部位，在力的作用下，在上述部位出現(xiàn)高峰應(yīng)力，而其他部位應(yīng)力較低，截面應(yīng)力分布不均勻的現(xiàn)象稱為部位應(yīng)力較低，截面應(yīng)力分布不均勻的現(xiàn)象稱為應(yīng)力集中應(yīng)力集中。圖示為鋼材上開有圓孔時(shí)，各不同截面上的圖示為鋼材上開有圓孔時(shí)，各不同截面上的應(yīng)力分布規(guī)律。沿孔心的危險(xiǎn)截面上同時(shí)存在著應(yīng)力分布規(guī)律。沿孔心的危險(xiǎn)截面上同時(shí)存在著 x和和 y雙向同號(hào)應(yīng)力，且分布很不均勻（雙向同號(hào)應(yīng)力，且分布很不均勻（鋼材在同鋼材在同號(hào)應(yīng)力場作用下，將發(fā)生脆性破壞號(hào)應(yīng)力場作用下，將發(fā)生脆性破壞）；離開圓孔）；離開圓孔后，只有

43、應(yīng)力后，只有應(yīng)力 x，但分布很不均勻；離圓孔一定，但分布很不均勻；離圓孔一定距離后，距離后， x才分布均勻；才分布均勻；39應(yīng)力集中是造成構(gòu)件脆性破壞的主要原因之一。應(yīng)力集中是造成構(gòu)件脆性破壞的主要原因之一。 防止產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象的措施有哪些？防止產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象的措施有哪些？設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避免截面突變、做成圓滑過渡型，必要設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避免截面突變、做成圓滑過渡型，必要時(shí)可采取表面加工等措施；構(gòu)件制造、運(yùn)輸和安裝過程中時(shí)可采取表面加工等措施；構(gòu)件制造、運(yùn)輸和安裝過程中，也盡可能防止刻槽等缺陷。，也盡可能防止刻槽等缺陷。 刻槽越尖銳，應(yīng)力集中現(xiàn)象就越嚴(yán)重，鋼材的強(qiáng)度提高，刻槽越尖銳，應(yīng)力集中現(xiàn)象就

44、越嚴(yán)重，鋼材的強(qiáng)度提高，但無明顯的屈服點(diǎn)，且塑性大大降低，鋼材變得越脆；但無明顯的屈服點(diǎn)，且塑性大大降低，鋼材變得越脆； 鋼材的脆性越大，使試件破壞所需的功就越小，因而也就鋼材的脆性越大，使試件破壞所需的功就越小，因而也就越危險(xiǎn)。越危險(xiǎn)。40 1、目前我國在建筑鋼結(jié)構(gòu)中，采用的鋼材主要有：、目前我國在建筑鋼結(jié)構(gòu)中，采用的鋼材主要有： 碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼 Q235； 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼 Q345、Q390、Q420、 說明：說明：QQ是屈服點(diǎn)漢語拼音字母；數(shù)字是是屈服點(diǎn)漢語拼音字母；數(shù)字是t16mmt16mm鋼材的鋼材的屈服點(diǎn)值；屈服點(diǎn)值；2、建筑結(jié)構(gòu)中，一般采用鋼材的爐種有

45、、建筑結(jié)構(gòu)中，一般采用鋼材的爐種有氧氣轉(zhuǎn)爐氧氣轉(zhuǎn)爐和和平爐平爐兩種。兩種。 平爐冶煉的鋼材質(zhì)量高，但成本也較高，很少生產(chǎn)；平爐冶煉的鋼材質(zhì)量高，但成本也較高，很少生產(chǎn)； 氧氣轉(zhuǎn)爐鋼成本低，質(zhì)量也不差，近年來大力發(fā)展；氧氣轉(zhuǎn)爐鋼成本低，質(zhì)量也不差，近年來大力發(fā)展；411、碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼由字母碳素結(jié)構(gòu)鋼由字母Q、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)及、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)及脫氧方法符號(hào)等脫氧方法符號(hào)等4個(gè)部分按順序組成。個(gè)部分按順序組成。質(zhì)量等級(jí)質(zhì)量等級(jí)按有害成分硫、磷含量由多到少的規(guī)律，按有害成分硫、磷含量由多到少的規(guī)律，Q235鋼材鋼材分為四個(gè)等級(jí)，分別由分為四個(gè)等級(jí)，分別由A、B、

46、C、D符號(hào)表示。符號(hào)表示。脫氧方法脫氧方法（冶煉時(shí)鋼水脫氧程度的不同）以（冶煉時(shí)鋼水脫氧程度的不同）以F表示沸騰鋼，表示沸騰鋼，bZ表示半鎮(zhèn)靜鋼，表示半鎮(zhèn)靜鋼，Z表示鎮(zhèn)靜鋼，表示鎮(zhèn)靜鋼，TZ表示特殊鎮(zhèn)靜鋼。表示特殊鎮(zhèn)靜鋼。說明：說明：1 1、Z Z和和TZTZ在鋼的牌號(hào)中予以省略在鋼的牌號(hào)中予以省略 2 2、C C級(jí)只能是級(jí)只能是Z Z，D D級(jí)只能是級(jí)只能是TZTZ。例如：例如：Q235AF 表示屈服點(diǎn)為表示屈服點(diǎn)為235MPa的的A級(jí)沸騰鋼級(jí)沸騰鋼 Q235B 表示屈服點(diǎn)為表示屈服點(diǎn)為235MPa的的B級(jí)鎮(zhèn)靜鋼級(jí)鎮(zhèn)靜鋼 Q235BbZ 表示屈服點(diǎn)為表示屈服點(diǎn)為235MPa的的B級(jí)半鎮(zhèn)靜鋼級(jí)

47、半鎮(zhèn)靜鋼42 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼由字母低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼由字母Q、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級(jí)、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)等三部分組成，無脫氧方法（皆為鎮(zhèn)靜鋼）。符號(hào)等三部分組成，無脫氧方法（皆為鎮(zhèn)靜鋼）。Q345、Q390和和Q420均按化學(xué)成分和沖擊韌性劃分為均按化學(xué)成分和沖擊韌性劃分為A、B、C、D、E共共5個(gè)質(zhì)量等級(jí)，個(gè)質(zhì)量等級(jí)，A、B級(jí)為鎮(zhèn)靜鋼，級(jí)為鎮(zhèn)靜鋼，C、D、E級(jí)為特殊鎮(zhèn)靜鋼，故可不加脫氧方法的符號(hào)。級(jí)為特殊鎮(zhèn)靜鋼，故可不加脫氧方法的符號(hào)。 例如：例如： Q390A 表示屈服點(diǎn)為表示屈服點(diǎn)為390MPa的的A級(jí)鋼；級(jí)鋼；43根據(jù)結(jié)構(gòu)的重要性、所受荷載情況、結(jié)構(gòu)形式、應(yīng)力根據(jù)結(jié)構(gòu)的重要性、

48、所受荷載情況、結(jié)構(gòu)形式、應(yīng)力狀態(tài)、采用的連接方法、工作溫度以及鋼材厚度等因素，選狀態(tài)、采用的連接方法、工作溫度以及鋼材厚度等因素，選擇合適的鋼材牌號(hào)和等級(jí)。擇合適的鋼材牌號(hào)和等級(jí)。下列情況的承重結(jié)構(gòu)和構(gòu)件不應(yīng)采用下列情況的承重結(jié)構(gòu)和構(gòu)件不應(yīng)采用Q235F：焊接結(jié)構(gòu)焊接結(jié)構(gòu)1、直接承受動(dòng)力荷載或振動(dòng)荷載且需驗(yàn)算疲勞的結(jié)構(gòu)；、直接承受動(dòng)力荷載或振動(dòng)荷載且需驗(yàn)算疲勞的結(jié)構(gòu)；2、工作溫度低于、工作溫度低于-20的直接承受動(dòng)力荷載但可不驗(yàn)算疲勞的結(jié)構(gòu)，以的直接承受動(dòng)力荷載但可不驗(yàn)算疲勞的結(jié)構(gòu)，以及承受靜力荷載的受彎及受拉的重要承重結(jié)構(gòu)；及承受靜力荷載的受彎及受拉的重要承重結(jié)構(gòu)；非焊接結(jié)構(gòu)非焊接結(jié)構(gòu) 1、

49、工作溫度低于或等于、工作溫度低于或等于-20的直接承受動(dòng)力荷載且需驗(yàn)算疲勞的結(jié)構(gòu)。的直接承受動(dòng)力荷載且需驗(yàn)算疲勞的結(jié)構(gòu)。Q235A級(jí)鋼材的碳含量不作為鋼廠供貨的保證項(xiàng)目，因而焊級(jí)鋼材的碳含量不作為鋼廠供貨的保證項(xiàng)目，因而焊接承重結(jié)構(gòu)時(shí)不應(yīng)采用。接承重結(jié)構(gòu)時(shí)不應(yīng)采用。441、承重結(jié)構(gòu)、承重結(jié)構(gòu) 鋼材應(yīng)具有抗拉強(qiáng)度、伸長率、屈服強(qiáng)度和硫、磷含量的合格保證；鋼材應(yīng)具有抗拉強(qiáng)度、伸長率、屈服強(qiáng)度和硫、磷含量的合格保證；2、焊接結(jié)構(gòu)、焊接結(jié)構(gòu) 尚應(yīng)具有碳含量的合格保證；尚應(yīng)具有碳含量的合格保證；3、焊接承重結(jié)構(gòu)以及重要的非焊接承重結(jié)構(gòu)、焊接承重結(jié)構(gòu)以及重要的非焊接承重結(jié)構(gòu) 還需具有冷彎試驗(yàn)的合格保證；還

50、需具有冷彎試驗(yàn)的合格保證；4、需驗(yàn)算疲勞的焊接結(jié)構(gòu)、需驗(yàn)算疲勞的焊接結(jié)構(gòu) 應(yīng)根據(jù)工作溫度選擇鋼材等級(jí)，要求有沖擊韌性的合格保證；應(yīng)根據(jù)工作溫度選擇鋼材等級(jí)，要求有沖擊韌性的合格保證；5、需驗(yàn)算疲勞的非焊接結(jié)構(gòu)、需驗(yàn)算疲勞的非焊接結(jié)構(gòu) 應(yīng)具有常溫沖擊韌性的合格保證；應(yīng)具有常溫沖擊韌性的合格保證；6、當(dāng)焊接承重結(jié)構(gòu)為防止鋼材的層狀撕裂時(shí)，當(dāng)焊接承重結(jié)構(gòu)為防止鋼材的層狀撕裂時(shí)，應(yīng)采用應(yīng)采用Z向鋼，材質(zhì)符合向鋼，材質(zhì)符合厚度方向性能鋼板厚度方向性能鋼板GB/T53B的規(guī)定；的規(guī)定；7、對(duì)耐腐蝕有特殊要求或在腐蝕性氣態(tài)和固態(tài)介質(zhì)作用下的承重結(jié)構(gòu)，對(duì)耐腐蝕有特殊要求或在腐蝕性氣態(tài)和固態(tài)介質(zhì)作用下的承重結(jié)構(gòu)

51、，宜采用耐候鋼，材質(zhì)符合宜采用耐候鋼，材質(zhì)符合焊接結(jié)構(gòu)用耐候鋼焊接結(jié)構(gòu)用耐候鋼GB/T4172的規(guī)定；的規(guī)定；45鋼材有鋼材有熱軋成型熱軋成型和和冷軋成型冷軋成型兩大類。兩大類。 鋼板有厚鋼板、薄鋼板、扁鋼、花紋鋼板。鋼板有厚鋼板、薄鋼板、扁鋼、花紋鋼板。鋼板截面的表示方法為在符號(hào)鋼板截面的表示方法為在符號(hào)“”后加后加“寬度寬度厚度厚度”，如如20020等。鋼板的供應(yīng)規(guī)格如下：等。鋼板的供應(yīng)規(guī)格如下： 厚鋼板：厚厚鋼板：厚4100mm，寬，寬6003000mm，長，長412m； 薄鋼板：厚薄鋼板：厚0.354mm，寬，寬5001500mm，長，長0.54m；是制；是制造冷彎薄壁型鋼的原材料；造

52、冷彎薄壁型鋼的原材料； 扁鋼：厚扁鋼：厚460mm，寬，寬 12 200mm，長，長39m，是制造螺，是制造螺旋焊接鋼管的原材料；旋焊接鋼管的原材料； 花紋鋼板：厚花紋鋼板：厚2.58mm，寬，寬6001800mm，長，長0.612m，主，主要用作走道板和梯子踏板；要用作走道板和梯子踏板；4647 建筑鋼結(jié)構(gòu)中常用的有角鋼、工字鋼、槽鋼、鋼管、建筑鋼結(jié)構(gòu)中常用的有角鋼、工字鋼、槽鋼、鋼管、H型鋼和部分型鋼和部分T型鋼。型鋼。48 角鋼角鋼（供應(yīng)長度一般為（供應(yīng)長度一般為419m） 角鋼分為等邊的和不等邊兩種。角鋼分為等邊的和不等邊兩種。 角鋼型號(hào)的表示方法：在符號(hào)角鋼型號(hào)的表示方法：在符號(hào)“L”后加