第二章钢结构的材料.ppt

第二章钢结构的材料
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钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
、钢结构对材料的要求
（1） 较高的抗拉强度fu和屈服点fy
（
（2）抗拉强度fu　应力应变曲线最高点对应的应力，它是钢材破坏前所能承受的最大应力。
（3）钢材的塑性　当应力超过屈服点后，钢材能产生显著的残余变形（塑性变形）而不立即断裂的性质。塑性好坏可用断面收缩率和伸长率表示，通过静力拉伸试验得到。
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Chapter 2 Material of Steel Structure
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（4）伸长率δ　试件断裂前的永久变形与原标定长度的百比。
l0— 原标距长
l1 —拉断后标距长度
d0 —试件直径
试件有两种标距：l0/ d0=5 和 l0/ d0=10 相应的伸长率用δ5和δ10表示。伸长率δ
实际工程中以伸长率代表材料断裂前具有的塑性变形能力。
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（5）断面收缩率　是指试件拉断后，颈缩区的断面面积缩小值与原断面面积比值的百分比。
式中：
A0 ——试件原来的断面面积
A1 ——试件拉断后颈缩区的断面面积
断面收缩率越大，钢材的塑性越好。由于在测量试件的断面面积时容易产生较大的误差，因而钢材塑性指标仍然采用伸长率作为保证要求。
A0
A1
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应力应变曲线的简化
曲线简化的依据：
1）钢材在屈服点之前的性质接近理想的弹性体。
2）屈服点之后的流幅现象又接近理想的塑性体，并且流幅的范围（e≈％-％）已足够用来考虑结构或构件的塑性变形的发展。
ε
%
fy
ε0
　%
ε
简化的应力－应变曲线
钢材是符合理想中的弹性-塑性材料
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钢材的其它性能
冷弯性能是判别钢材塑性变形能力和冶金质量的综合指标。

钢材在冷加工（常温下加工）产生塑性变形时，对发生裂缝的抵抗能力。
鉴别指标：通过冷弯冲头加压。当试件弯曲至180°时，检察试件弯曲部分的外面、里面和侧面，如果没有裂纹、断裂或分层，即认为试件冷弯性能合格。
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韧性 钢材在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力。用断裂时吸收的总能量（弹性和非弹性能）来表示。韧性指标用冲击韧性值表示，冲击韧性也叫冲击功，用符号Akv表示，单位为J。
冲击韧性试验 一般采用试件长55mm，截面10×10mm2，中间一小槽。在摆锤式冲击试验机上进行试验，冲断试件后，读出摆锤消耗的功。
冲击韧性试验
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冲击试验试件的缺口形式
冲击韧性与试件刻槽（缺口）有关，常用缺口形式为夏氏V型，夏氏钥孔型和梅氏U型，我国国家标准规定：冲击试验缺口采用夏氏V型。
冲击试验试件的缺口形式
冲击韧性还与试验的温度有关。我国钢材标准中将试验分为四档，即+20℃, 0℃，-20℃和-40℃时的冲击韧性。温度越低，冲击韧性越低。
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第二章