2.1—2.2 钢结构的材料。
钢结构对材料的要求及材料的破坏形式。
较高的抗拉强度和屈服点。
屈服点fy衡量承载力的指标，fy越大结构所需钢材越少，节省资源。
抗拉强度fu反映钢材的抗拉强度，fu越高安全系数就越大。
塑性破坏：时间长，变形大。
脆性破坏：时间短，变形小。
因塑性破坏时间长，变形明显，易于补救，所以结构中要求。
较高的塑性和韧性。
良好的工艺性能（冷加工，热加工，焊接等通过加工不至于使结构造成较大的不利影响）
具体的工作环境，要有特殊的要求（如高低温，腐蚀性等不利环境）
注意钢材中硫、磷等少量元素的含量。
2.3 钢材的主要性能。
受拉、受压及受剪时的性能。
强度性能。op段：（直线）完全弹性性质。
p点：（应力fp） 比例极限。
pe段：（非线性）弹塑性阶段。
（切线模量）
e点：（应力fe）弹性极限。
弹性极限于比例极限相距近，通常只提比例极限。
es段：非弹性性质，留下永久性残余变形。
s点：（应力fy）屈服点。
sc段：屈服台阶，应力不变，应变增加。
cb段：应变硬化，强化阶段。
b点：（应力fu）抗拉强度或极限强度，发生颈缩现象。
d点：试件断裂。
对于没有缺陷和残余应力影响的试件，比例极限和屈服点比较接近，且屈服点前的应变很小（低碳钢约为0.15%）
为简化计算，通常假定屈服点以前钢材为完全弹性，屈服点以后为完全塑性。
塑性性能。伸长率=〔绝对变形值／试件原标距〕×100%
伸长率代表材料在拉伸时的塑性应变能力，是静载下塑性能力大小的指标。
物理性能。钢材再单向受压（粗而短的试件）时，受力性能基本上和单向受拉时相同。受剪的情况也相似，但屈服点及抗剪强度均较受拉时低；剪变模量g也低于弹性模量e
冷弯性能。试验时按照规定的弯心直径在试验机上用冲头加压，使试件弯成180°，如试件外表面不出现裂纹和分层，即为合格。
冷弯性能氏鉴定钢材在弯曲状态下塑性应变能力和钢材质量的综合指标。
冲击韧性。韧性是钢材抵抗冲击荷载的能力，它用材料再断裂时所吸收的总能量来量度，其值为低碳钢应力—应变曲线与横坐标所包围的面积，总面积越大韧性越高，故韧性氏钢材强度和塑性的综合指标。
钢材强度提高，韧性降低则表示钢材趋于脆性。
由于低温对钢材的脆性破坏有显著影响，在寒冷地区建造的结构不但要求钢材具有常温（20℃）冲击韧性指标，还要求具有负温（0℃、—20℃或—40℃）冲击韧性指标，以保证结构具有足够的抗脆性破坏能力。
2.4 各种因素对刚才主要性能的影响。
一、钢材的化学成分，及其含量对钢材的力学性能的影响。
碳元素结构钢：碳是仅次于纯铁的主要元素，他直接影响钢材的强度、塑性、韧性和焊接性能。（铁99% ，碳和其他元素1%）
碳含量对钢材性能的影响。
碳含量增加，钢的强度提高，而塑性、韧性和疲劳强度下降，同时恶化钢的焊接性和抗腐蚀性。
结论：碳对钢材既有好处又有坏处。虽然碳可以使钢材的强度更高，但也要控制其含量≤0.22%（一般） 在焊接结构钢中＜0.20%
其他元素对钢材性能的影响。
硫、磷对钢材有害→降低钢材的塑性、韧性、焊接性能和疲劳强度。
硫：高温时使钢变脆→热脆一般硫的含量不应超过0.045%
磷：低温是使钢变脆→冷脆一般磷的含量不应超过0.045%
但是，磷可以提高钢材的强度和抗腐蚀性。 使用高磷钢，其含量可达0.12%，这时应减少钢材中的含碳量，以保证一定的塑性和韧性。
二、冶金缺陷。
常见的冶金缺陷偏析、非金属夹杂、气孔、裂纹及分层等。
了解这些缺陷是如何产生的。
三、钢材的硬化。
冷作硬化（或应变硬化） 时效硬化（俗称老化）
人工时效应变时效→应变硬化后又加时效硬化。
在一般钢结构中，不利用硬化所提高的强度。
四、温度影响。
钢材性能与温度有很大关系。
温度升高，钢材强度降低，应变增大（即塑性和韧性增加）
温度降低，钢材强度会略有增加，塑性和韧性会降低，变脆。
250℃左右蓝脆现象。
260℃~320℃之间应力持续不变的情况下，钢材以很缓慢的速度继续变形，此种现象称为徐变现象。
温度下降，特别是在负温度范围内，钢材强度有些提高，但其塑性和韧性降低，材料逐渐变脆，这种性质称为低温变脆。
五、应力集中。
应力集中的产生。
钢材内部的缺陷，如孔洞、槽口、凹角、截面突然改变及钢材的内部缺陷。构件中的应力分布将不再保持均匀，而是在某些区域产生局部高峰应力，在另一些区域则应力降低，形成所谓的应力集中现象。
高峰区的最大应力/净截面平均应力→称为应力集中系数。（越大，变脆的倾向愈严重）
建筑钢材塑性较好，使应力分布严重不均的现象趋于平缓。
故受静荷载作用的构件在常温下工作时，在计算中可不考虑应力集中影响。
2.5 复杂应力作用下的钢材屈服条件。
钢材在单向应力作用下，当应力达到屈服点fy时，钢材即进入塑性状态。但在复杂应力（二向或三向应力）作用下。钢材的屈服不能以某个方向的应力达到来判别，而应力按材料力学中的第四强度理论（能量理论）用折算应力与钢材单向应力下的比较来判别：
当小于时为弹性状态；当大于时为塑性状态。
平面应力状态：
一般梁中：只有剪力：
所以。2.7 钢的种类和规格。
一：（1）按用途分：工具钢，特殊钢，结构钢。
（2）按冶炼分：转炉钢，平炉钢。
（3）按脱氧分：沸腾钢 f，镇静钢 z，特殊镇静钢 tz。
（4）按成型方法分：轧制钢，锻钢，铸钢。
（5）按化学分：碳素钢，合金钢。
碳素结构钢。
质量等级：a b c d
碳素结构钢的牌号：
格式：屈服强度汉语拼音子母q+屈服强度数值+质量等级符号+脱氧方法符号。
例如：q235af
用途非常广泛。
低合金高强度结构钢。
质量等级：a b c d e
牌号： 因为低合金高强度机构刚均为镇静钢因此在牌号中不需要标注脱氧方法。
例如：q235af
用途非常广泛。
低合金高强度结构钢。
质量等级：a b c d e
牌号： 因为低合金高强度机构刚均为镇静钢因此在牌号中不需要标注脱氧方法。
例如：q345b q420c
用途：工业，民用应用广泛q345b
优质碳素结构钢：
用途：主要用于钢结构某些节点或用作连接按件，例如用于制造高强度螺栓的45号优质碳素结构钢。
建筑结构用钢板。
质量等级：b c d e
牌号：例如q345gjc 有厚度方向： q345gjcz25
用途：gj钢选用于建造高层建筑结构，大跨度结构及其它重要建筑结构。
钢材的选择：
1) 钢结构的重要性。
2) 荷载情况。
3) 连接方法。
4) 结构所处的温度和环境。
5) 钢材厚度。
钢材的规格。
成型的薄壁型钢。
表示方法：_宽*厚*长单位mm 例如：_1200*8*600
角钢。表示方法：∟长*短*厚单位mm 例如：∟100*80*8
等边例如；∟100*8
钢结构第二章钢结构的材料
第二章。本章内容。钢结构对钢材有哪些性能方面的要求？如何获得这些性能方面的指标？影响钢材性能的主要因素有哪些？钢材会发生什么样的破坏形式？钢材的疲劳问题 选用钢材依据什么原则？钢材的分类与规格。本章教学要求。掌握钢结构用钢材的主要性能及指标 掌握影响钢材性能的主要因素，特别是导致钢材变脆的主要因素 ...
第二章钢结构的连接
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重大版钢结构第二章作业
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