钢结构-2013-5上课讲义.ppt

钢 结 构; 你应该知道的背景资料;2011—2012中国钢产量占全球比重;2012及2013中国钢材市场价格分析;第1章 概述;强度高，重量轻 钢材 比重：7850Kg/m3, 抗拉设计强度（200～ ）N/mm2 重量/强度＝40 混凝土 比重：2500Kg/m3, 抗拉设计强度（1～ ）N/mm2 重量/强度＝2500 木材 比重：500Kg/m3, 顺纹抗拉强度（10～ ）N/mm2 重量/强度＝50;有效使用空间大;;2.钢结构的应用范围;3.钢结构的历史发展与进程;;伦敦的“水晶宫建于1851年;;·;4. 我国现代钢结构的应用;;北京财富中心;;上海杨浦大桥 主跨602米;天津奥林匹克中心体育场 ; 青岛流亭国际机场夜景; 钢结构组成的大雨篷立面; 伊甸园仿生工程一（康沃尔）;; 受力明确的铰支座;5.钢结构设计方法的发展演变;5. 目前钢结构的设计方法;（1）结构的功能要求;;（3）结构的极限状态;（4）设计表达式;;第2章 钢结构材料;;;平炉炼钢:平炉的原料广泛，容积大，产量高，冶炼工艺简单，化学成分易于控制，炼出的钢质量优良。但是平炉钢周期长，效率低成本高;2.1.2 钢材的浇注和脱氧;2.1.3 钢材的编号;2.2 钢材的缺陷;2.3 钢材两种破坏形式：;2.4 钢材的主要性能及其鉴定;1.比例极限?P 这是应力-应变图中直线段的最大应力值。 2.屈服点?y 应变?在?P之后不再与应力成正比，而是渐渐加大，应力-应变间成曲线关系，一直到屈服点。 3.抗拉强度?u 屈服平台之后，应变增长时又需有应力的增长，但相对地说·应变增加得快，呈现曲线关系直到最高点。;4.伸长率?5和?10 伸长率是断裂前试件的永久变形与原标定长度的百分比。取圆形试件直径d的五倍或十倍为标定长度，其相应的伸长率用?5和?10表示，伸长率代表材料断裂前具有的塑性变形的能力。 屈服点、抗拉强度和伸长率，是钢材的三个重要力学性能指标。;屈服点是建筑钢材的一个重要力学特性，其意义是： 1．作为结构计算中材料强度标准，或材料抗力标准。达到?y 后在一个较大的应变范围内应力不会继续增加，表示结构一时丧失继续承担更大荷载的能力， 2．形成理想弹塑性体的模型，为??展钢结构计算理论提供基础。 ?y之前，钢材近于理想弹性体， ?y之后，塑性应变范围很大而应力保持不增长，所以接近理想塑性体、;图2.2 钢材的冷弯试验;2.4.3 冲击韧性 ;图2.4 钢材的冲击试验;2.4.4 可焊性 ;2.5 影响钢材性能的因素;碳（C） 是影响钢材强度的主要因素，随着含碳量的增加，钢材强度提高，而塑性和韧性、尤其是低温冲击韧性下降，同时可焊性、抗腐蚀性、冷弯性能明显降低。因此结构用钢的含碳量一般不应超过0.22%，对焊接结构应低于0.2%。 锰（Mn）锰是一种弱脱氧剂，适量的锰含量可以有效地提高钢材的强度，又能消除硫、氧对钢材的热脆影响，而不显著降低钢材的塑性和韧性。;硅（Si） 硅是一种强脱氧剂，适量的硅可提高钢材的强度，而对塑性、韧性、冷弯性能和可焊性无明显不良影响，但硅含量过大时，会降低钢材的塑性、韧性、抗锈蚀性和可焊性。 钒(V)、铌(Nb)、钛(Ti) 钒、铌、钛都能使钢材晶粒细化。我国的低合金钢都含有这三种元素，作为锰以外的合金元素，既可提高钢材强度，又保持良好的塑性、韧性。;铝(Al)、铬(Cr)、镍(Ni) 铝是强脱氧剂，用铝进行补充脱氧，不仅进一步减少钢中的有害氧化物，而且能细化晶粒。铬和镍是提高钢材强度的合金元素，用于Q390钢和Q420钢。 硫（S） 硫是一种有害元素，降低钢材的塑性、韧性、可焊性、抗锈蚀性等，在高温时使钢材变脆，即热脆。因此，钢材中硫的含量不得超过0.05%，在焊接结构中不超过0.045%。;磷(P) 磷既是有害元素也是能利用的合金元素。磷是碳素钢中的杂质，它在低温下使钢变脆，这种现象称为冷脆。在高温时磷也能使钢减少塑性。但磷能提高钢的强度和抗锈蚀能力。 氧(O)、氮(N) 氧和氮也是有害杂质，在金属熔化的状态下可以从空气中进入。氧能使钢热脆，其作用比硫剧烈，氮能使钢冷脆，与磷相似。;2.5.2 影响钢材性能的其它因素 ; 此外，还有性质类似的时效硬化与应变时效。时效硬化指钢材仅随时间的增长而转脆