1.鋼結(jié)構(gòu)和其他材料的結(jié)構(gòu)相比,鋼結(jié)構(gòu)具有的特點
鋼材的強度高,塑性和韌性好;鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量輕;
鋼材材質(zhì)均勻,接近各向同性;鋼結(jié)構(gòu)制作簡便,施工工期短;
鋼結(jié)構(gòu)的密閉性好;鋼結(jié)構(gòu)的耐腐蝕性差,耐火性差;
在低溫和其他條件下可能發(fā)生脆性斷裂。
2.鋼結(jié)構(gòu)在工程中的應(yīng)用:
工業(yè)廠房;大跨度結(jié)構(gòu);高聳結(jié)構(gòu);多層和高層建筑;承受荷載影響及地震作用的結(jié)構(gòu);板殼結(jié)構(gòu);其他特種結(jié)構(gòu);可拆卸或移動的結(jié)構(gòu);輕型鋼結(jié)構(gòu);和混凝土組合成的組合結(jié)構(gòu)。
3.結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài):
當結(jié)構(gòu)或其組成超過某一特定狀態(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)。
4.承載能力極限狀態(tài):
指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達到最大承載能力或出現(xiàn)不適于繼續(xù)承載的變形時的極限狀態(tài);
正常使用極限狀態(tài):
指結(jié)構(gòu)或構(gòu)架達到正常使用或耐久性能的某項規(guī)定限值時的極限狀態(tài))。
5.結(jié)構(gòu)可靠度Ps:
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。
1.鋼結(jié)構(gòu)中所用鋼材應(yīng)具有哪些性能
①鋼材應(yīng)具有較高的屈服強度ƒy和抗拉強度ƒu:ƒy是衡量結(jié)構(gòu)承載能力的指標,ƒy高則可減輕結(jié)構(gòu)自重,節(jié)約鋼材和降低造價。ƒu是衡量鋼材經(jīng)過較大變形后的抗拉能力,它直接反映鋼材內(nèi)部組織的優(yōu)劣,同時ƒu高可以增加結(jié)構(gòu)的安全儲備。
②較高的塑性和韌性:塑性和韌性好,結(jié)構(gòu)在靜載和動載作用下有足夠的應(yīng)變能力,既可減輕結(jié)構(gòu)脆性破壞的傾向,又能通過較大的塑性變形調(diào)整局部應(yīng)力,同時又具有較好的抵抗重復(fù)荷載作用的能力。
③良好的工藝性能(包括冷加工、熱加工和焊接性):良好的工藝性能不但要易于加工成各種形式的結(jié)構(gòu),而且不致因加工而對結(jié)構(gòu)的強度、塑性、韌性等造成較大的不利影響。此外,根據(jù)結(jié)構(gòu)的具體工作條件,有時還要求鋼材具有適應(yīng)低溫、高溫和腐蝕性環(huán)境的能力。
2.塑性破壞:鋼材在超過屈服點即有明顯的塑性變形產(chǎn)生,超過抗拉強度時將在很大變形的情況下斷裂。
后果:塑性變形的斷口平直,并因晶體在剪切之下相互滑移的結(jié)果而呈纖維狀,塑性破壞之前,結(jié)構(gòu)有明顯的塑性變形產(chǎn)生,且有較長的持續(xù)時間,可便于發(fā)現(xiàn)和補救。
3.脆性破壞:鋼材沒有的塑性變形產(chǎn)生或只有很小塑性變形而發(fā)生破壞。
后果:脆性破壞之前,結(jié)構(gòu)沒有明顯的塑性變形產(chǎn)生,且發(fā)生很突然,后果很危險。
4.強度:
屈強比是衡量鋼材強度儲備的一個系數(shù)。屈強比越低安全儲備越大,但屈強比過小時,不經(jīng)濟。當屈強比過大時,安全儲備較小,且構(gòu)件的塑性變形能力較小。
5.塑性
。褐镐摬脑趹(yīng)力超過屈服點后,能產(chǎn)生顯著殘余變形而不立即斷裂的性質(zhì)。
6.沖擊韌性:
指在鋼材塑性變形和斷裂過程中吸收能量的能力,是衡量鋼材抵抗動力荷載能力的指標。
①是鋼材塑性和強度的綜合表現(xiàn),可以用來判斷鋼材在動力荷載作用下是否會發(fā)生脆性破壞;
②沖擊韌性好表示在動力荷載作用下破壞時吸收能量多;
、蹖τ谛枰炈闫诘慕Y(jié)構(gòu)所用的鋼材應(yīng)具有不同試驗溫度下的沖擊韌性的合格保證;
④沖擊韌性受溫度的影響較大,鋼材具有低溫冷脆性。
7.冷彎性能:指鋼材在常溫下加工發(fā)生塑性變形時,對產(chǎn)生裂紋的抵抗能力。
①冷彎性能用冷彎試驗來檢測,檢測時如果時間彎曲180度,無裂紋、斷裂或分層,即試件冷彎合格。②制作結(jié)構(gòu)構(gòu)件和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的鋼材的冷加工需要鋼材有合格的冷彎性能。
、垆摬牡膹姸、沖擊韌性、塑性、冷彎性能統(tǒng)稱為鋼材的力學(xué)性能或機械性能。
8.影響鋼材性能的主要因素有:化學(xué)成分;冶金缺陷;鋼材硬化;溫度影響;應(yīng)力集中;反復(fù)荷載作用。
9.化學(xué)成分:硫可減低鋼材的塑性、韌性、可焊性、抗銹蝕性。高溫時使鋼材變脆,即熱脆。磷降低塑性、韌性、冷彎性能、可焊性。在低溫時使鋼材變脆,即冷脆。氮的作用和磷的一樣,可使鋼材冷脆。
錳是一種脫氧劑,錳可以適當提高鋼材的強度、能消除氧、硫而不降低鋼材的可焊性和抗銹蝕性能。
錳元素在碳素鋼中的含量在0.3%—0.8%,在低碳鋼中的含量為1.0%—1.6%。
硅是一種脫氧劑,硅在碳素鋼中的含量應(yīng)不超過0.3%,在低碳鋼中的含量為0.2%—0.55%
10.時效硬化:指鋼材隨時間的增長,鋼材的強度(屈服點和抗拉強度)提高,塑性降低、特別是沖擊仍性明顯下降的現(xiàn)象。
冷作硬化:指當鋼材冷加工(剪、沖、拉、彎等)超過其彈性極限卸載后,出現(xiàn)參與應(yīng)變變形,再次加載時彈性極限(或屈服點)提高的現(xiàn)象。
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