第2章-钢结构材料ppt课件

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1、钢结构的材料2.1钢结构对钢材性能的要求钢结构对钢材性能的要求 钢材的种类很多，性能差别很大，用作钢结构的钢钢材的种类很多，性能差别很大，用作钢结构的钢钢材的种类很多，性能差别很大，用作钢结构的钢钢材的种类很多，性能差别很大，用作钢结构的钢材必须符合下要求。材必须符合下要求。材必须符合下要求。材必须符合下要求。2.1.12.1.1 较高的强度较高的强度较高的强度较高的强度 较高的抗拉强较高的抗拉强较高的抗拉强较高的抗拉强f fu u 和屈服强度和屈服强度和屈服强度和屈服强度f fy y 。f fu u是衡量钢材经过较大变是衡量钢材经过较大变是衡量钢材经过较大变是衡量钢材经过较大变形后的抗拉能力

2、，它直接反映钢材内部组织的优劣，形后的抗拉能力，它直接反映钢材内部组织的优劣，形后的抗拉能力，它直接反映钢材内部组织的优劣，形后的抗拉能力，它直接反映钢材内部组织的优劣，f fu u高高高高可以增加结构的安全储备。可以增加结构的安全储备。可以增加结构的安全储备。可以增加结构的安全储备。f fy y是衡量结构承载能力的指标，是衡量结构承载能力的指标，是衡量结构承载能力的指标，是衡量结构承载能力的指标，f fy y高则可减轻结构自重，节约钢材和降低造价。高则可减轻结构自重，节约钢材和降低造价。高则可减轻结构自重，节约钢材和降低造价。高则可减轻结构自重，节约钢材和降低造价。2.1.2 2.1.2 足

3、够的变形能力足够的变形能力足够的变形能力足够的变形能力 即塑性和韧性性能好。塑性好，结构在静载和动载作用下即塑性和韧性性能好。塑性好，结构在静载和动载作用下即塑性和韧性性能好。塑性好，结构在静载和动载作用下即塑性和韧性性能好。塑性好，结构在静载和动载作用下有足够的应变能力，可减轻结构出现脆性破坏的倾向，又有足够的应变能力，可减轻结构出现脆性破坏的倾向，又有足够的应变能力，可减轻结构出现脆性破坏的倾向，又有足够的应变能力，可减轻结构出现脆性破坏的倾向，又能通过较大的塑性变形调整局部高峰应力。韧性好，结构能通过较大的塑性变形调整局部高峰应力。韧性好，结构能通过较大的塑性变形调整局部高峰应力。韧性好

4、，结构能通过较大的塑性变形调整局部高峰应力。韧性好，结构具有较好的抵抗重复荷载作用的能力。具有较好的抵抗重复荷载作用的能力。具有较好的抵抗重复荷载作用的能力。具有较好的抵抗重复荷载作用的能力。2.1钢结构对钢材性能的要求 钢材的种类很多，性能差别2.1.3 2.1.3 良好的工艺性能良好的工艺性能良好的工艺性能良好的工艺性能 良好的工艺性能包括冷加工、热加工和可焊性能。良好的工艺性能包括冷加工、热加工和可焊性能。良好的工艺性能包括冷加工、热加工和可焊性能。良好的工艺性能包括冷加工、热加工和可焊性能。具有良好的工艺性能的钢材不但易于加工成各种形具有良好的工艺性能的钢材不但易于加工成各种形具有良好

5、的工艺性能的钢材不但易于加工成各种形具有良好的工艺性能的钢材不但易于加工成各种形式的结构，而且不致因加工而对结构的强度、塑性、式的结构，而且不致因加工而对结构的强度、塑性、式的结构，而且不致因加工而对结构的强度、塑性、式的结构，而且不致因加工而对结构的强度、塑性、韧性等造成较大的不利影响。韧性等造成较大的不利影响。韧性等造成较大的不利影响。韧性等造成较大的不利影响。此外，根据结构的具体工作条件，有时还要求钢材此外，根据结构的具体工作条件，有时还要求钢材此外，根据结构的具体工作条件，有时还要求钢材此外，根据结构的具体工作条件，有时还要求钢材具有适应低温、高温、腐蚀性环境以及重复荷载作具有适应低温

6、、高温、腐蚀性环境以及重复荷载作具有适应低温、高温、腐蚀性环境以及重复荷载作具有适应低温、高温、腐蚀性环境以及重复荷载作用等的性能。在符合上述性能的条件下，钢材也应用等的性能。在符合上述性能的条件下，钢材也应用等的性能。在符合上述性能的条件下，钢材也应用等的性能。在符合上述性能的条件下，钢材也应该容易生产，价格便宜。该容易生产，价格便宜。该容易生产，价格便宜。该容易生产，价格便宜。2.1.3 良好的工艺性能2.2 钢材的破坏形式钢材的破坏形式钢材有两种破坏形式，即塑性破坏和脆性钢材有两种破坏形式，即塑性破坏和脆性破坏。破坏。塑性破坏塑性破坏塑性破坏塑性破坏:变形大，变形持续的时间较长，可采取补

7、救措施。变形大，变形持续的时间较长，可采取补救措施。变形大，变形持续的时间较长，可采取补救措施。变形大，变形持续的时间较长，可采取补救措施。断裂后的断口呈纤维状，色泽发暗。另外，塑性断裂后的断口呈纤维状，色泽发暗。另外，塑性断裂后的断口呈纤维状，色泽发暗。另外，塑性断裂后的断口呈纤维状，色泽发暗。另外，塑性变形后出现内力重分布，使结构中原先受力不等变形后出现内力重分布，使结构中原先受力不等变形后出现内力重分布，使结构中原先受力不等变形后出现内力重分布，使结构中原先受力不等的部分应力趋于均匀，因而提高了结构的承载能的部分应力趋于均匀，因而提高了结构的承载能的部分应力趋于均匀，因而提高了结构的承载

8、能的部分应力趋于均匀，因而提高了结构的承载能力。力。力。力。2.2 钢材的破坏形式钢材有两种破坏形式，即塑性破坏和脆脆性破坏脆性破坏脆性破坏脆性破坏:塑性变形很小，甚至没有塑性变形，塑性变形很小，甚至没有塑性变形，塑性变形很小，甚至没有塑性变形，塑性变形很小，甚至没有塑性变形，计算应力可能计算应力可能小于钢材的屈服点小于钢材的屈服点f fy y，断裂从应力集中处开始。，断裂从应力集中处开始。冶金和机械加工过程中产生的缺陷，特别是缺口和冶金和机械加工过程中产生的缺陷，特别是缺口和裂纹，常是断裂的发源地。破坏前没有任何预兆，裂纹，常是断裂的发源地。破坏前没有任何预兆，破坏是突然发生的，断口平直并呈

9、有光泽的晶粒状。破坏是突然发生的，断口平直并呈有光泽的晶粒状。由于脆性破坏前没有明显的预兆，无法及时察觉和由于脆性破坏前没有明显的预兆，无法及时察觉和由于脆性破坏前没有明显的预兆，无法及时察觉和由于脆性破坏前没有明显的预兆，无法及时察觉和采取补救措施，采取补救措施，采取补救措施，采取补救措施，而且个别构件的断裂常会引起整体而且个别构件的断裂常会引起整体结构塌毁，结构塌毁，后果严重，损失较大。后果严重，损失较大。后果严重，损失较大。后果严重，损失较大。因此，在设计、因此，在设计、施工和使用过程中，应特别注意防止钢结构的脆性施工和使用过程中，应特别注意防止钢结构的脆性破坏。破坏。脆性破坏:2.3

10、钢材的主要性能钢材的主要性能2.3.1 单向均匀拉伸时的性能单向均匀拉伸时的性能 从这条曲线中可以看出钢材的单向受拉过程中有下列几从这条曲线中可以看出钢材的单向受拉过程中有下列几个阶段：个阶段：弹性阶段（曲线的弹性阶段（曲线的OAOA段）段）弹塑性阶段（曲线的弹塑性阶段（曲线的ABAB段）段）屈服阶段（曲线的屈服阶段（曲线的BCBC段）段）应变硬化阶段（曲线的应变硬化阶段（曲线的CDCD段）段）颈缩阶段（曲线的颈缩阶段（曲线的DEDE段）段）钢材标准试件在常温、静载情况下，单向一钢材标准试件在常温、静载情况下，单向一钢材标准试件在常温、静载情况下，单向一钢材标准试件在常温、静载情况下，单向一次

11、均匀受拉试验时的应力次均匀受拉试验时的应力次均匀受拉试验时的应力次均匀受拉试验时的应力应变曲线，如应变曲线，如应变曲线，如应变曲线，如图图图图2.12.12.12.1所示。所示。所示。所示。2.3 钢材的主要性能2.3.1 单向均匀拉伸时的性图2.1 低碳钢拉伸曲线示意图图2.1 低碳钢拉伸曲线示意图钢材的拉伸试验所得钢材的拉伸试验所得钢材的拉伸试验所得钢材的拉伸试验所得屈服点屈服点屈服点屈服点fyfyfyfy、抗拉强度、抗拉强度、抗拉强度、抗拉强度fufufufu和和和和伸长率伸长率伸长率伸长率，是钢材机械性能的三项重要指标。，是钢材机械性能的三项重要指标。，是钢材机械性能的三项重要指标。，

12、是钢材机械性能的三项重要指标。钢结构设计中，将钢材屈服点钢结构设计中，将钢材屈服点fyfy作为钢材的标作为钢材的标准强度。同时抗拉强度准强度。同时抗拉强度fufu又比屈服点应力高，又比屈服点应力高，可以使钢结构有相当大的强度储备。可以使钢结构有相当大的强度储备。设计时还将设计时还将 曲线简化为如曲线简化为如图图2.22.2所示的理想弹所示的理想弹塑性的模型。塑性的模型。根据这条曲线，认为钢材应力小根据这条曲线，认为钢材应力小于于fyfy时是完全弹性的，应力超过后时是完全弹性的，应力超过后fyfy则是完全则是完全塑性的。塑性的。钢材的拉伸试验所得屈服点fy、抗拉强度fu和伸长率，是钢材图2.2

13、理想弹塑性材料的-曲线图2.2 理想弹塑性材料的-曲线 钢材的钢材的钢材的钢材的伸长率伸长率伸长率伸长率是反映钢材塑性（或延性）的指标之一。是反映钢材塑性（或延性）的指标之一。是反映钢材塑性（或延性）的指标之一。是反映钢材塑性（或延性）的指标之一。其值愈大，钢材破坏时吸收的应变能愈多，塑性愈好。其值愈大，钢材破坏时吸收的应变能愈多，塑性愈好。其值愈大，钢材破坏时吸收的应变能愈多，塑性愈好。其值愈大，钢材破坏时吸收的应变能愈多，塑性愈好。建筑用的钢材不仅要求强度高，还要求塑性好，以便调建筑用的钢材不仅要求强度高，还要求塑性好，以便调建筑用的钢材不仅要求强度高，还要求塑性好，以便调建筑用的钢材不仅

14、要求强度高，还要求塑性好，以便调整局部高峰应力，提高结构抗脆断的能力。整局部高峰应力，提高结构抗脆断的能力。整局部高峰应力，提高结构抗脆断的能力。整局部高峰应力，提高结构抗脆断的能力。截面收缩率标志着钢材颈缩区在三向拉应力状态下截面收缩率标志着钢材颈缩区在三向拉应力状态下的最大塑性变形能力。的最大塑性变形能力。值愈大，塑性愈好值愈大，塑性愈好对于对于抗层状撕裂的抗层状撕裂的Z Z向钢，要求向钢，要求值不得过低。值不得过低。反映钢材塑性（或延性）的另一个指标是反映钢材塑性（或延性）的另一个指标是反映钢材塑性（或延性）的另一个指标是反映钢材塑性（或延性）的另一个指标是截面收缩率截面收缩率截面收缩率

15、截面收缩率，其值为试件发生颈缩拉断后，断口处横截面积（即颈其值为试件发生颈缩拉断后，断口处横截面积（即颈其值为试件发生颈缩拉断后，断口处横截面积（即颈其值为试件发生颈缩拉断后，断口处横截面积（即颈缩处最小横截面积）缩处最小横截面积）缩处最小横截面积）缩处最小横截面积）A A A A1 1 1 1与原横截面积与原横截面积与原横截面积与原横截面积A A A A0 0 0 0的缩减百分比，的缩减百分比，的缩减百分比，的缩减百分比，即即即即钢材的伸长率是反映钢材塑性（或延性）的指标之一。其值愈大，建筑中有时也使用强度很高的钢材，例如用于制造高建筑中有时也使用强度很高的钢材，例如用于制造高建筑中有时也使

16、用强度很高的钢材，例如用于制造高建筑中有时也使用强度很高的钢材，例如用于制造高强度螺栓的经过热处理的钢材。这类钢材没有明显的强度螺栓的经过热处理的钢材。这类钢材没有明显的强度螺栓的经过热处理的钢材。这类钢材没有明显的强度螺栓的经过热处理的钢材。这类钢材没有明显的屈服台阶（见图屈服台阶（见图屈服台阶（见图屈服台阶（见图2.32.32.32.3），伸长率也相对较小。对于这类），伸长率也相对较小。对于这类），伸长率也相对较小。对于这类），伸长率也相对较小。对于这类钢材，取卸荷后残余应变为钢材，取卸荷后残余应变为钢材，取卸荷后残余应变为钢材，取卸荷后残余应变为0.2%0.2%0.2%0.2%时所对应的

17、应力作为时所对应的应力作为时所对应的应力作为时所对应的应力作为屈服点，又称为屈服点，又称为屈服点，又称为屈服点，又称为条件屈服点条件屈服点条件屈服点条件屈服点（或屈服强度）。（或屈服强度）。（或屈服强度）。（或屈服强度）。图2.3 钢材的条件屈服点建筑中有时也使用强度很高的钢材，例如用于制造高强度螺栓的经过2.3.2冷弯性能冷弯性能冷弯性能由冷弯试验来确定（冷弯性能由冷弯试验来确定（图图2.42.4）。）。试验时按照规定的弯心直径在试验机上试验时按照规定的弯心直径在试验机上用冲头加压，使试件弯成用冲头加压，使试件弯成1801800 0，如试件外，如试件外表面不出现裂纹和分层，即为合格。冷表面不

18、出现裂纹和分层，即为合格。冷弯试验不仅能直接检验钢材的弯曲变形弯试验不仅能直接检验钢材的弯曲变形能力或塑性性能。还能暴露钢材内部的能力或塑性性能。还能暴露钢材内部的冶金缺陷，如硫、磷偏析和硫化物与氧冶金缺陷，如硫、磷偏析和硫化物与氧化物的掺杂情况，这些都将降低钢材的化物的掺杂情况，这些都将降低钢材的冷弯性能。冷弯性能。冷弯性能合格是判别钢材的塑性性能和钢材质冷弯性能合格是判别钢材的塑性性能和钢材质量的综合指标量的综合指标。2.3.2冷弯性能冷弯性能由冷弯试验来确定（图2.4）。试第2章-钢结构材料ppt课件2.3.3 冲击韧性冲击韧性冲击韧性试验可获得钢材的动力性能。冲击韧性试验可获得钢材的动

19、力性能。韧性是钢材抵抗冲击荷载的能力韧性是钢材抵抗冲击荷载的能力，它用，它用材料在断裂时所吸收的总能量（包括弹材料在断裂时所吸收的总能量（包括弹性和非弹性能）来量度，其值为性和非弹性能）来量度，其值为图图2.12.1中中曲线与横坐标所包围的总面积，总曲线与横坐标所包围的总面积，总面积愈大韧性愈高，故韧性是钢材强度面积愈大韧性愈高，故韧性是钢材强度和塑性的综合指标。通常是钢材强度提和塑性的综合指标。通常是钢材强度提高，韧性降低，表示钢材趋于脆性。高，韧性降低，表示钢材趋于脆性。拉力试验所表现的钢材性能，如强度和塑性，拉力试验所表现的钢材性能，如强度和塑性，是静力性能是静力性能2.3.3 冲击韧性

20、冲击韧性试验可获得钢材的动力性能。韧性钢材的冲击韧性数值随试件缺口形式和钢材的冲击韧性数值随试件缺口形式和使用试验机不同而异。现行国家标准规使用试验机不同而异。现行国家标准规定采用定采用夏比（夏比（CharpyCharpy）V V形缺口试件形缺口试件在夏在夏比试验机上进行比试验机上进行 图图2.5(a)2.5(a)，折断试件，折断试件所消耗的功用所消耗的功用CvCv表示，单位为表示，单位为J J。过去我国长期以来采用过去我国长期以来采用梅氏试件梅氏试件(U(U形缺口试件形缺口试件)在梅氏试验机上进行在梅氏试验机上进行 图图2.5(b)2.5(b)，所得结果，所得结果以单位截面积上所消耗的冲击功

21、表示，单位为以单位截面积上所消耗的冲击功表示，单位为J/cmJ/cm2 2。由于夏比试件比梅氏试件具有更为尖锐。由于夏比试件比梅氏试件具有更为尖锐的缺口，更接近构件中可能出现的严重缺陷，的缺口，更接近构件中可能出现的严重缺陷，近年来用近年来用CvCv来表示钢材冲击韧性的方法日趋普来表示钢材冲击韧性的方法日趋普遍遍。钢材的冲击韧性数值随试件缺口形式和使用试验机不同而异。现行国图冲击韧性(a)夏比试件试验；(b)梅氏试 图冲击韧性2.3.4 可焊性可焊性可焊性可焊性可焊性可焊性是指采用一般的焊接工艺就可完成合格是指采用一般的焊接工艺就可完成合格是指采用一般的焊接工艺就可完成合格是指采用一般的焊接工

22、艺就可完成合格的焊缝的性能。的焊缝的性能。的焊缝的性能。的焊缝的性能。钢材的可焊性受含碳量和合金元素含量的影响钢材的可焊性受含碳量和合金元素含量的影响钢材的可焊性受含碳量和合金元素含量的影响钢材的可焊性受含碳量和合金元素含量的影响。含碳量在含碳量在含碳量在含碳量在0.1%0.2%0.1%0.2%0.1%0.2%0.1%0.2%范围的碳素钢可焊性最好，可范围的碳素钢可焊性最好，可范围的碳素钢可焊性最好，可范围的碳素钢可焊性最好，可焊性良好的钢材，用普通的焊接方法焊接后焊缝金焊性良好的钢材，用普通的焊接方法焊接后焊缝金焊性良好的钢材，用普通的焊接方法焊接后焊缝金焊性良好的钢材，用普通的焊接方法焊接

23、后焊缝金属及其附近的热影响区金属不产生裂纹，并且它们属及其附近的热影响区金属不产生裂纹，并且它们属及其附近的热影响区金属不产生裂纹，并且它们属及其附近的热影响区金属不产生裂纹，并且它们的机械性能不低于母材的机械性能。的机械性能不低于母材的机械性能。的机械性能不低于母材的机械性能。的机械性能不低于母材的机械性能。钢材的可焊性与钢材的品种、焊缝构造及所采钢材的可焊性与钢材的品种、焊缝构造及所采钢材的可焊性与钢材的品种、焊缝构造及所采钢材的可焊性与钢材的品种、焊缝构造及所采取的焊接工艺规程有关。取的焊接工艺规程有关。取的焊接工艺规程有关。取的焊接工艺规程有关。2.3.4 可焊性可焊性是指采用一般的焊

24、接工艺就可完成合2.4 2.4 影响钢材性能的影响钢材性能的主要主要因素因素2.4.12.4.12.4.12.4.1 化学成分的影响化学成分的影响化学成分的影响化学成分的影响钢是由各种化学成分组成的，化学成分及其含量对钢的性能特钢是由各种化学成分组成的，化学成分及其含量对钢的性能特钢是由各种化学成分组成的，化学成分及其含量对钢的性能特钢是由各种化学成分组成的，化学成分及其含量对钢的性能特别是力学性能有着重要的影响。别是力学性能有着重要的影响。别是力学性能有着重要的影响。别是力学性能有着重要的影响。基本成份基本成份基本成份基本成份 Fe:Fe:Fe:Fe:钢中含量占钢中含量占钢中含量占钢中含量占

25、99999999 C:C:C:C:含含含含CCCC使强度使强度使强度使强度塑性、韧性、可焊性塑性、韧性、可焊性塑性、韧性、可焊性塑性、韧性、可焊性，应，应，应，应 控制在控制在控制在控制在0.22%0.22%0.22%0.22%，焊接结构应控，焊接结构应控，焊接结构应控，焊接结构应控0.20%0.20%0.20%0.20%。Si:Si:Si:Si:含含含含SiSiSiSi适量使强度适量使强度适量使强度适量使强度 其它影响不大，有益其它影响不大，有益其它影响不大，有益其它影响不大，有益,应控制应控制应控制应控制 杂质元素杂质元素杂质元素杂质元素 在在在在0.10.3%0.10.3%0.10.3%

26、0.10.3%Mn:Mn:Mn:Mn:含含含含MnMnMnMn适量使强度适量使强度适量使强度适量使强度 降低降低降低降低S S S S、O O O O的热脆影响的热脆影响的热脆影响的热脆影响,改善热改善热改善热改善热 加工性能，对其它性能影响不大加工性能，对其它性能影响不大加工性能，对其它性能影响不大加工性能，对其它性能影响不大,有益。有益。有益。有益。S:S:S:S:含量含量含量含量使强度使强度使强度使强度塑性、韧性、性能冷弯、可焊性塑性、韧性、性能冷弯、可焊性塑性、韧性、性能冷弯、可焊性塑性、韧性、性能冷弯、可焊性 ;高温时使钢材变脆高温时使钢材变脆高温时使钢材变脆高温时使钢材变脆热脆现象

27、热脆现象热脆现象热脆现象有害元素有害元素有害元素有害元素 P:P:P:P:低温时使钢材变脆低温时使钢材变脆低温时使钢材变脆低温时使钢材变脆冷脆现象冷脆现象冷脆现象冷脆现象；其它同；其它同；其它同；其它同S S S S N N N N、O:OO:OO:OO:O同同同同S S S S；N N N N同同同同P P P P，控制含量，控制含量，控制含量，控制含量0.008%0.008%0.008%0.008%2.4 影响钢材性能的主要因素2.4.1 化学成分的影响2.4.2 冶炼、浇注、轧制过程及热冶炼、浇注、轧制过程及热处理的影响处理的影响 建筑用的轧制钢材，是将炼钢炉炼出的钢液注入盛钢建筑用的轧

28、制钢材，是将炼钢炉炼出的钢液注入盛钢建筑用的轧制钢材，是将炼钢炉炼出的钢液注入盛钢建筑用的轧制钢材，是将炼钢炉炼出的钢液注入盛钢桶中，再由盛钢桶送入浇注车间，浇注成钢锭，一般桶中，再由盛钢桶送入浇注车间，浇注成钢锭，一般桶中，再由盛钢桶送入浇注车间，浇注成钢锭，一般桶中，再由盛钢桶送入浇注车间，浇注成钢锭，一般钢锭冷却至常温放置，需要时再将钢锭加热切割，送钢锭冷却至常温放置，需要时再将钢锭加热切割，送钢锭冷却至常温放置，需要时再将钢锭加热切割，送钢锭冷却至常温放置，需要时再将钢锭加热切割，送入轧钢机中反复碾压轧制成各种型号的钢材。入轧钢机中反复碾压轧制成各种型号的钢材。入轧钢机中反复碾压轧制成

29、各种型号的钢材。入轧钢机中反复碾压轧制成各种型号的钢材。钢材在冶炼、轧制过程中常常出现的缺陷有钢材在冶炼、轧制过程中常常出现的缺陷有钢材在冶炼、轧制过程中常常出现的缺陷有钢材在冶炼、轧制过程中常常出现的缺陷有:偏析偏析偏析偏析、夹夹夹夹杂、气泡、分层及裂纹杂、气泡、分层及裂纹杂、气泡、分层及裂纹杂、气泡、分层及裂纹等。等。等。等。为保证钢材质量，需要在钢液中加入脱氧剂进行脱氧。为保证钢材质量，需要在钢液中加入脱氧剂进行脱氧。为保证钢材质量，需要在钢液中加入脱氧剂进行脱氧。为保证钢材质量，需要在钢液中加入脱氧剂进行脱氧。根据脱氧程度不同，钢材分为根据脱氧程度不同，钢材分为根据脱氧程度不同，钢材分

30、为根据脱氧程度不同，钢材分为:沸腾钢沸腾钢沸腾钢沸腾钢 半镇静钢半镇静钢半镇静钢半镇静钢 镇静钢镇静钢镇静钢镇静钢 特殊镇静钢特殊镇静钢特殊镇静钢特殊镇静钢。2.4.2 冶炼、浇注、轧制过程及热处理的影响建筑用的轧制钢轧制钢材的结晶晶粒细密均匀，钢材内轧制钢材的结晶晶粒细密均匀，钢材内部的气泡、裂纹可以得到压合。因此轧部的气泡、裂纹可以得到压合。因此轧制钢材的性能比铸钢优越。轧制次数多制钢材的性能比铸钢优越。轧制次数多的钢材比轧制次数少的性能改善程度要的钢材比轧制次数少的性能改善程度要好些，好些，一般薄的钢材的强度及冲击韧性一般薄的钢材的强度及冲击韧性优于厚的钢材优于厚的钢材。此外钢材性能与轧

31、制方此外钢材性能与轧制方向也有关，一般钢材顺轧制方向的强度向也有关，一般钢材顺轧制方向的强度和冲击韧性比横方向的要好。和冲击韧性比横方向的要好。对于某些特殊用途的钢材，在轧制后还常经过对于某些特殊用途的钢材，在轧制后还常经过热处理进行调质，以改善钢材性能。常见的热热处理进行调质，以改善钢材性能。常见的热处理方式有处理方式有淬火淬火调质（淬火后高温回火），使调质（淬火后高温回火），使其强度提高，其强度提高，正火、回火、退火正火、回火、退火等等。用作高等等。用作高强度螺栓的合金钢，如强度螺栓的合金钢，如20MnTiB(2020MnTiB(20锰钛硼锰钛硼)就就要进行热处理同时又保持良好的塑性和韧性

32、。要进行热处理同时又保持良好的塑性和韧性。轧制钢材的结晶晶粒细密均匀，钢材内部的气泡、裂纹可以得到压合2.4.3 钢材的硬化钢材的硬化 图图图图2.6(a)2.6(a)2.6(a)2.6(a)示出低碳钢试件单向拉伸的示出低碳钢试件单向拉伸的示出低碳钢试件单向拉伸的示出低碳钢试件单向拉伸的-曲线。曲线。曲线。曲线。由由由由-曲线的变化，可看出钢材受荷超过弹性范围以后，曲线的变化，可看出钢材受荷超过弹性范围以后，曲线的变化，可看出钢材受荷超过弹性范围以后，曲线的变化，可看出钢材受荷超过弹性范围以后，若重复地卸载、加载，将使钢材若重复地卸载、加载，将使钢材若重复地卸载、加载，将使钢材若重复地卸载、加

33、载，将使钢材弹性极限提高，塑性弹性极限提高，塑性弹性极限提高，塑性弹性极限提高，塑性降低降低降低降低。这种现象称为。这种现象称为。这种现象称为。这种现象称为应变硬化或冷作硬化应变硬化或冷作硬化应变硬化或冷作硬化应变硬化或冷作硬化。如果钢材经过冷加工产生过塑性变形，后又将钢材加如果钢材经过冷加工产生过塑性变形，后又将钢材加热（例如加热到热（例如加热到100100左右），其时效过程就更加迅速左右），其时效过程就更加迅速（图（图2.6(b)2.6(b)）。这种处理称为。这种处理称为人工时效人工时效。轧制钢材放置一段时间后，其机械性能也会发生变化。轧制钢材放置一段时间后，其机械性能也会发生变化。钢材的

34、曲线会由原来图钢材的曲线会由原来图2.6(a)2.6(a)中的实线变成虚线所示中的实线变成虚线所示的曲线。比较实线和虚线，可以看出钢材放置一段时的曲线。比较实线和虚线，可以看出钢材放置一段时间后间后，强度提高，塑性降低。，强度提高，塑性降低。这种现象称为这种现象称为时效硬化。时效硬化。2.4.3 钢材的硬化图2.6(a)示出低碳钢试件单向拉伸的第2章-钢结构材料ppt课件2.4.4 温度影响温度影响钢材性能随温度变动而有所变化，钢材性能随温度变动而有所变化，钢材性能随温度变动而有所变化，钢材性能随温度变动而有所变化，总的趋势总的趋势总的趋势总的趋势是：是：是：是：温度升高，钢材强度降低，应变增

35、大；反之，温度升高，钢材强度降低，应变增大；反之，温度升高，钢材强度降低，应变增大；反之，温度升高，钢材强度降低，应变增大；反之，温度降低，钢材强度会略有增加，塑性和韧性温度降低，钢材强度会略有增加，塑性和韧性温度降低，钢材强度会略有增加，塑性和韧性温度降低，钢材强度会略有增加，塑性和韧性却会降低而变脆却会降低而变脆却会降低而变脆却会降低而变脆（图（图（图（图2.72.72.72.7）。温度升高，约在温度升高，约在200200以内钢材性能没有很大以内钢材性能没有很大变化，变化，430540430540之间强度急剧下降，之间强度急剧下降，600600时强度很低不能承担荷载。但在时强度很低不能承担

36、荷载。但在250250左右，左右，钢材的强度反应而略有提高，同时塑性和韧性钢材的强度反应而略有提高，同时塑性和韧性均下降，材料有转脆的倾向，钢材表面氧化膜均下降，材料有转脆的倾向，钢材表面氧化膜呈蓝色，称为蓝脆现象。钢材应避免在蓝脆温呈蓝色，称为蓝脆现象。钢材应避免在蓝脆温度范围内进行热加工。当温度在度范围内进行热加工。当温度在260320260320时，在应力持续不变的情况下，钢材以很缓慢时，在应力持续不变的情况下，钢材以很缓慢的速度继续变形，此种现象称为的速度继续变形，此种现象称为徐变现象徐变现象。2.4.4 温度影响钢材性能随温度变动而有所变化，总的趋第2章-钢结构材料ppt课件当温度从

37、常温开始下降，特别是在负温当温度从常温开始下降，特别是在负温度范围内时，钢材强度虽有提高，但其度范围内时，钢材强度虽有提高，但其塑性和韧性降低，材料逐渐变脆，这种塑性和韧性降低，材料逐渐变脆，这种性质称为性质称为低温冷脆低温冷脆。图图2.82.8是钢材冲击韧性与温度的关系曲线。由是钢材冲击韧性与温度的关系曲线。由图可见，随着温度的降低图可见，随着温度的降低,Cv,Cv值迅速下降，材值迅速下降，材料将由塑性破坏转变为脆性破坏，同时可见这料将由塑性破坏转变为脆性破坏，同时可见这一转变是在一个温度区间内一转变是在一个温度区间内T T1 1 T T2 2完成的，此温完成的，此温度区称为度区称为钢材的脆

38、性转变温度区，钢材的脆性转变温度区，在此区内曲在此区内曲线的反弯点（最陡点）所对应的温度线的反弯点（最陡点）所对应的温度T T0 0称为转称为转变温度。不同钢材的脆性转变温度需要由大量变温度。不同钢材的脆性转变温度需要由大量试验资料统计分析确定。试验资料统计分析确定。在结构设计中要求避在结构设计中要求避免完全脆性破坏，所以结构所处的温度应大于免完全脆性破坏，所以结构所处的温度应大于T T1 1。当温度从常温开始下降，特别是在负温度范围内时，钢材强度虽有提第2章-钢结构材料ppt课件2.4.5 应力集中的影响应力集中的影响高峰区的最大应力与净截面的平均应力之比称高峰区的最大应力与净截面的平均应力

39、之比称高峰区的最大应力与净截面的平均应力之比称高峰区的最大应力与净截面的平均应力之比称为为为为应力集中系数应力集中系数应力集中系数应力集中系数。研究表明，研究表明，研究表明，研究表明，应力集中区域总是存在双向或三向应力集中区域总是存在双向或三向应力集中区域总是存在双向或三向应力集中区域总是存在双向或三向同号应力，钢材有变脆的趋势。同号应力，钢材有变脆的趋势。同号应力，钢材有变脆的趋势。同号应力，钢材有变脆的趋势。应力集中系数应力集中系数应力集中系数应力集中系数愈大，变脆的倾向亦愈严重。愈大，变脆的倾向亦愈严重。愈大，变脆的倾向亦愈严重。愈大，变脆的倾向亦愈严重。钢结构的构件中有时存在着孔洞、槽

40、口、凹角、钢结构的构件中有时存在着孔洞、槽口、凹角、缺陷以及截面突然改变时，构件中的应力分布缺陷以及截面突然改变时，构件中的应力分布将不再保持均匀，而是在缺陷以及截面突然改将不再保持均匀，而是在缺陷以及截面突然改变处附近，出现应力线曲折、密集、产生高峰变处附近，出现应力线曲折、密集、产生高峰应力的现象称为应力的现象称为应力集中现象应力集中现象（图图2.92.9）。）。2.4.5 应力集中的影响高峰区的最大应力与净截面的平均应第2章-钢结构材料ppt课件对于受静荷载作用的构件在常温下工作对于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的影响。时，在计算中可不考虑应力集中的影响。但在

41、负温下或动力荷载作用下工作的结但在负温下或动力荷载作用下工作的结构，应力集中的不利影响将十分突出，构，应力集中的不利影响将十分突出，往往是引起脆性破坏的根源，故在设计往往是引起脆性破坏的根源，故在设计中应采取措施避免或减小应力集中，并中应采取措施避免或减小应力集中，并选用质量优良的钢材。选用质量优良的钢材。对于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2.4.6 重复荷载作用的影响重复荷载作用的影响钢材在反复荷载作用下，结构的抗力及性能都钢材在反复荷载作用下，结构的抗力及性能都钢材在反复荷载作用下，结构的抗力及性能都钢材在反复荷载作用下，结构的抗力及性能都会发生重要变化，甚至发生

42、疲劳破坏。会发生重要变化，甚至发生疲劳破坏。会发生重要变化，甚至发生疲劳破坏。会发生重要变化，甚至发生疲劳破坏。根据试根据试根据试根据试验，钢材在直接的、连续反复的动力荷载作用验，钢材在直接的、连续反复的动力荷载作用验，钢材在直接的、连续反复的动力荷载作用验，钢材在直接的、连续反复的动力荷载作用下，钢材的强度将降低，即低于一次静力荷载下，钢材的强度将降低，即低于一次静力荷载下，钢材的强度将降低，即低于一次静力荷载下，钢材的强度将降低，即低于一次静力荷载作用下的拉伸试验的极限强度作用下的拉伸试验的极限强度作用下的拉伸试验的极限强度作用下的拉伸试验的极限强度fufufufu，甚至低于屈，甚至低于屈

43、，甚至低于屈，甚至低于屈服强度服强度服强度服强度,这种破坏现象称为这种破坏现象称为这种破坏现象称为这种破坏现象称为钢材的疲劳钢材的疲劳钢材的疲劳钢材的疲劳。疲劳破坏是累积损伤的结果。疲劳破坏是累积损伤的结果。2.4.6 重复荷载作用的影响钢材在反复荷载作用下，结构的防止钢材的脆性破坏措施防止钢材的脆性破坏措施:合理的设计合理的设计合理的设计合理的设计 正确的制造正确的制造正确的制造正确的制造 正确的使用正确的使用正确的使用正确的使用 对设计工作来说，不仅要注意适当选择对设计工作来说，不仅要注意适当选择材料和正确处理细部构造设计，对制造材料和正确处理细部构造设计，对制造工艺的影响也不能忽视。对使

44、用也应提工艺的影响也不能忽视。对使用也应提出在使用期中应注意的主要问题出在使用期中应注意的主要问题。防止钢材的脆性破坏措施:在复杂应力如双向或三向应力作用下在复杂应力如双向或三向应力作用下（图（图2-102-10）钢材由弹性状态转入塑性状钢材由弹性状态转入塑性状态的条件是按能量强度理论（或第四强态的条件是按能量强度理论（或第四强度理论）计算的折算应力度理论）计算的折算应力 与单向应与单向应力作用下的屈服点相比较来判断力作用下的屈服点相比较来判断。2.4.7 复杂应力作用下钢材的屈服条件复杂应力作用下钢材的屈服条件在单向拉力试验中，单向应力达到屈服在单向拉力试验中，单向应力达到屈服点时，钢材即进

45、入塑性状态。点时，钢材即进入塑性状态。在复杂应力如双向或三向应力作用下（图2-10）钢材由弹性状态第2章-钢结构材料ppt课件当时当时rcdrcdf fy y y y，为弹性状态；，为弹性状态；rcdrcdffy y y y时为塑性状态时为塑性状态。如三向应力有一向应力很小（如厚度较小，厚如三向应力有一向应力很小（如厚度较小，厚度方向的应力可忽略不计）或为零时，则属于度方向的应力可忽略不计）或为零时，则属于平面应力状态，式平面应力状态，式(2.1)(2.1)成为成为（2.22.2）折算应力折算应力rcdrcd的表达式的表达式 （.）为）为当时rcdfy，为弹性状态；rcdfy时为塑性状态在一般

46、的梁中，只存在正应力在一般的梁中，只存在正应力和剪应力和剪应力，则，则 （2.42.4）(2.3)(2.3)因此，规范确定钢材抗剪设计强度为抗因此，规范确定钢材抗剪设计强度为抗拉设计强度的拉设计强度的0.580.58倍。倍。当只有剪应力时，当只有剪应力时，由此得，由此得在一般的梁中，只存在正应力和剪应力，则 2.5 钢材的疲劳钢材的疲劳钢材的疲劳断裂是微观裂纹在连续重复钢材的疲劳断裂是微观裂纹在连续重复荷载作用下不断扩展至断裂的荷载作用下不断扩展至断裂的脆性破坏脆性破坏。观察表明，钢材疲劳破坏后的截面断口，观察表明，钢材疲劳破坏后的截面断口，一般具有光滑的和粗糙的两个区域。一般具有光滑的和粗糙

47、的两个区域。2.5 钢材的疲劳钢材的疲劳断裂是微观裂纹在连续重复荷载作用2.5 钢材的疲劳钢材的疲劳通常钢结构的疲劳破坏属高周低应变疲通常钢结构的疲劳破坏属高周低应变疲劳，即总应变幅小，破坏前荷载循环次劳，即总应变幅小，破坏前荷载循环次数多。设计规范规定，循环次数数多。设计规范规定，循环次数10104 4，应进行疲劳计算。，应进行疲劳计算。2.5 钢材的疲劳1.1.基本概念基本概念 1)1)1)1)连续重复荷载之下应力与时间的关系曲线称作连续重复荷载之下应力与时间的关系曲线称作连续重复荷载之下应力与时间的关系曲线称作连续重复荷载之下应力与时间的关系曲线称作应力谱应力谱应力谱应力谱,（如（如（如

48、（如图图图图2.112.112.112.11中所示）。往复变化一周中所示）。往复变化一周中所示）。往复变化一周中所示）。往复变化一周叫做一个循环。叫做一个循环。叫做一个循环。叫做一个循环。2)2)2)2)应力幅应力幅应力幅应力幅为应力谱中最大应力与最小应力之为应力谱中最大应力与最小应力之为应力谱中最大应力与最小应力之为应力谱中最大应力与最小应力之差，即差，即差，即差，即 =max max max max min min min min（2.52.52.52.5）式中：式中：式中：式中：maxmaxmaxmax每次应力循环中的最大拉应力（取正每次应力循环中的最大拉应力（取正每次应力循环中的最大拉

49、应力（取正每次应力循环中的最大拉应力（取正值）；值）；值）；值）；minminminmin每次应力循环中的最小拉应力（取正每次应力循环中的最小拉应力（取正每次应力循环中的最小拉应力（取正每次应力循环中的最小拉应力（取正值）或压应力（取负值）。值）或压应力（取负值）。值）或压应力（取负值）。值）或压应力（取负值）。1.基本概念 3)3)应力循环特征一般用应力循环特征一般用应力比应力比来表示，来表示，其含义为绝对值最小与最大应力之比其含义为绝对值最小与最大应力之比 =min/min/m maxax,(-1,(-1 1)1)拉应力取正值，压应力取负值。拉应力取正值，压应力取负值。图图2-11(a)2

50、-11(a)的的=-1=-1，称为，称为完全对称循环完全对称循环 图图2-11(b)2-11(b)的的=0=0，称为，称为脉冲循环脉冲循环；图图2-11(c)2-11(c)、(d)(d)的的在在0 0与与-1-1之间，称为之间，称为不完全对称循环不完全对称循环，但图但图2-11(c)2-11(c)为以拉应力为主，而图为以拉应力为主，而图2-2-11(d)11(d)则以压应力为主。则以压应力为主。3)应力循环特征一般用应力比来表示，其含义为绝对值最小与最完全对称循环(-1)静荷载作用(+1)脉冲循环(0)一般应力循环(-1+1)完全对称循环(-1)4)4)如果重复荷载作用下，在所有应力循环的应力

51、幅保持如果重复荷载作用下，在所有应力循环的应力幅保持常量，称为常量，称为常幅应力谱常幅应力谱,在常幅应力循环下发生的疲劳在常幅应力循环下发生的疲劳破坏称为破坏称为常幅疲劳常幅疲劳.如果重复荷载作用下，在所有应力循环的应力幅为一变如果重复荷载作用下，在所有应力循环的应力幅为一变量，称为量，称为变变幅应力谱幅应力谱,在变常幅应力循环下发生的疲劳在变常幅应力循环下发生的疲劳破坏称为破坏称为变幅疲劳变幅疲劳4)如果重复荷载作用下，在所有应力循环的应力幅保持常量，称为2.2.影响钢结构疲劳的因素影响钢结构疲劳的因素 1)1)应力大小应力大小 2)2)应力集中程度应力集中程度 3)3)应力循环次数应力循环

52、次数2.影响钢结构疲劳的因素1.1.1.1.疲劳曲线及疲劳方程疲劳曲线及疲劳方程疲劳曲线及疲劳方程疲劳曲线及疲劳方程1)1)1)1)对轧制钢材或非焊接结构对轧制钢材或非焊接结构对轧制钢材或非焊接结构对轧制钢材或非焊接结构对轧制钢材或非焊接结构，在循环次数对轧制钢材或非焊接结构，在循环次数对轧制钢材或非焊接结构，在循环次数对轧制钢材或非焊接结构，在循环次数N N N N一定的情一定的情一定的情一定的情况下，根据试验资料可绘出况下，根据试验资料可绘出况下，根据试验资料可绘出况下，根据试验资料可绘出N N N N次循环的疲劳图，即次循环的疲劳图，即次循环的疲劳图，即次循环的疲劳图，即maxmax和和

53、和和minmin的关系曲线。的关系曲线。的关系曲线。的关系曲线。图图图图2-122-122-122-12 为为为为N=2N=2N=2N=210106 6次的疲劳图。次的疲劳图。次的疲劳图。次的疲劳图。2.5.1 常幅疲劳常幅疲劳1.疲劳曲线及疲劳方程2.5.1 常幅疲劳-(压)+(拉)+(拉)=-1=+1fy-(压)+(拉)+(拉)=-1当当当当=0=0=0=0和和和和=-1=-1=-1=-1时的疲劳强度分别为，时的疲劳强度分别为，时的疲劳强度分别为，时的疲劳强度分别为，由此便可决定两点由此便可决定两点由此便可决定两点由此便可决定两点B B B B、C C C C，并通过，并通过，并通过，并通

54、过B B B B、C C C C两点得直两点得直两点得直两点得直线线线线ABCDABCDABCDABCD。D D D D点的水平线代表钢材的屈服强度，点的水平线代表钢材的屈服强度，点的水平线代表钢材的屈服强度，点的水平线代表钢材的屈服强度，即使即使即使即使maxmax不超过不超过不超过不超过f fy y y y。当坐标为。当坐标为。当坐标为。当坐标为 的点落在直线的点落在直线的点落在直线的点落在直线ABCDABCDABCDABCD上或其上方，则这组应力循上或其上方，则这组应力循上或其上方，则这组应力循上或其上方，则这组应力循环达到环达到环达到环达到N N N N次时，将发生疲劳破坏，线段次时，

55、将发生疲劳破坏，线段次时，将发生疲劳破坏，线段次时，将发生疲劳破坏，线段BCDBCDBCDBCD以受以受以受以受拉为主，拉为主，拉为主，拉为主，ABCDABCDABCDABCD直线的方程为：直线的方程为：直线的方程为：直线的方程为：（2.5 2.5 2.5 2.5）或或或或 式中式中式中式中 为直线为直线为直线为直线ABCDABCDABCDABCD的斜率。的斜率。的斜率。的斜率。当=0和=-1时的疲劳强度分别为，由此便可决定两点从上面的推导可知，对轧制钢材或非焊接结构，从上面的推导可知，对轧制钢材或非焊接结构，疲劳强度与疲劳强度与最大应力、应力比、循环次数最大应力、应力比、循环次数 和和缺口效

56、应缺口效应（构造类型的应力集中情况）有关。（构造类型的应力集中情况）有关。从上面的推导可知，对轧制钢材或非焊接结构，2)2)2)2)对于焊接结构对于焊接结构对于焊接结构对于焊接结构对于焊接结构疲劳强度与名义最大应力和应力对于焊接结构疲劳强度与名义最大应力和应力对于焊接结构疲劳强度与名义最大应力和应力对于焊接结构疲劳强度与名义最大应力和应力比无关，而与应力幅有关比无关，而与应力幅有关比无关，而与应力幅有关比无关，而与应力幅有关?原因原因图图图图2.112.112.112.11中的实线为名义应力循环应力谱，虚线中的实线为名义应力循环应力谱，虚线中的实线为名义应力循环应力谱，虚线中的实线为名义应力循

57、环应力谱，虚线为实际应力谱。为实际应力谱。为实际应力谱。为实际应力谱。根据试验数据可以画出构件或连接的应力幅根据试验数据可以画出构件或连接的应力幅根据试验数据可以画出构件或连接的应力幅根据试验数据可以画出构件或连接的应力幅与相应的致损循环次数与相应的致损循环次数与相应的致损循环次数与相应的致损循环次数N N N N的关系曲线的关系曲线的关系曲线的关系曲线 见图见图见图见图2 2 2 213(a)13(a)13(a)13(a)，按试验数据回归的曲线为平，按试验数据回归的曲线为平，按试验数据回归的曲线为平，按试验数据回归的曲线为平均曲线。采用双对数坐标轴的方法使曲线改为均曲线。采用双对数坐标轴的方

58、法使曲线改为均曲线。采用双对数坐标轴的方法使曲线改为均曲线。采用双对数坐标轴的方法使曲线改为直线以便于计算直线以便于计算直线以便于计算直线以便于计算 见图见图见图见图2 2 2 213(b)13(b)13(b)13(b)。2)对于焊接结构图2.11 循环应力谱 图2.11 循环应力谱 (a)(b)图2.13 曲线 (a)在双对数坐标图中，疲劳直线方程为（）或（）式中 直线对纵坐标的斜率；b1直线在横坐标轴上的截距；N循环次数。在双对数坐标图中，疲劳直线方程为考虑到试验数据的离散性，取平均值减去考虑到试验数据的离散性，取平均值减去考虑到试验数据的离散性，取平均值减去考虑到试验数据的离散性，取平均

59、值减去2 2 2 2倍的标准差（倍的标准差（倍的标准差（倍的标准差（2s2s2s2s）作为疲劳强度下限值）作为疲劳强度下限值）作为疲劳强度下限值）作为疲劳强度下限值 图图图图2.13(b)2.13(b)2.13(b)2.13(b)实线下方之虚线实线下方之虚线实线下方之虚线实线下方之虚线 ，如果为正态分布，如果为正态分布，如果为正态分布，如果为正态分布，从构件或连接抗力方面来讲，保证率为从构件或连接抗力方面来讲，保证率为从构件或连接抗力方面来讲，保证率为从构件或连接抗力方面来讲，保证率为97.7%97.7%97.7%97.7%。下限值的直线方程为。下限值的直线方程为。下限值的直线方程为。下限值的

60、直线方程为或或或或取此取此取此取此作为容许应力幅作为容许应力幅作为容许应力幅作为容许应力幅 （2-92-92-92-9）考虑到试验数据的离散性，取平均值减去2倍的标准差（2s）作为对于不同焊接构件和连接形式，按试验数据回对于不同焊接构件和连接形式，按试验数据回对于不同焊接构件和连接形式，按试验数据回对于不同焊接构件和连接形式，按试验数据回归的直线方程，其斜率也不尽相同。为了设计归的直线方程，其斜率也不尽相同。为了设计归的直线方程，其斜率也不尽相同。为了设计归的直线方程，其斜率也不尽相同。为了设计的方便，我国钢结构设计规范按连接方式、受的方便，我国钢结构设计规范按连接方式、受的方便，我国钢结构设

61、计规范按连接方式、受的方便，我国钢结构设计规范按连接方式、受力特点和疲劳强度，再适当照顾力特点和疲劳强度，再适当照顾力特点和疲劳强度，再适当照顾力特点和疲劳强度，再适当照顾N N N N曲曲曲曲线簇的等间距布置、归纳分类，划分为线簇的等间距布置、归纳分类，划分为线簇的等间距布置、归纳分类，划分为线簇的等间距布置、归纳分类，划分为8 8 8 8类类类类（图图图图2-142-142-142-14），它们的），它们的），它们的），它们的和和和和C C C C值见表值见表值见表值见表2-22-22-22-2。构件和连接构件和连接类别类别 1 12 23 34 45 56 67 78 8C C19401

62、940101012 12 860860101012123.263.26101012122.182.18101012121.471.47101012120.960.96101012120.650.65101012120.410.41101012124 44 43 33 33 33 33 33 3 参数参数C C、值值 表表2-22-2对于不同焊接构件和连接形式，按试验数据回归的直线方程，其斜率第2章-钢结构材料ppt课件对焊接结构的焊接部位的常幅疲劳，应按下式对焊接结构的焊接部位的常幅疲劳，应按下式对焊接结构的焊接部位的常幅疲劳，应按下式对焊接结构的焊接部位的常幅疲劳，应按下式计算：计算：计算：

63、计算：对于非焊接部位，最大应力或应力比对疲劳强对于非焊接部位，最大应力或应力比对疲劳强对于非焊接部位，最大应力或应力比对疲劳强对于非焊接部位，最大应力或应力比对疲劳强度有着直接的影响，其疲劳强度应由式（度有着直接的影响，其疲劳强度应由式（度有着直接的影响，其疲劳强度应由式（度有着直接的影响，其疲劳强度应由式（2-52-5）确定。为了与焊接部位的计算方式一致，将式确定。为了与焊接部位的计算方式一致，将式确定。为了与焊接部位的计算方式一致，将式确定。为了与焊接部位的计算方式一致，将式（2-5 2-5）前一式的左侧定名为）前一式的左侧定名为）前一式的左侧定名为）前一式的左侧定名为“计算应力幅计算应力

64、幅计算应力幅计算应力幅”，而以应力比，而以应力比，而以应力比，而以应力比 的疲劳强度的的疲劳强度的的疲劳强度的的疲劳强度的 下限值作下限值作下限值作下限值作为连接分类依据，即取为连接分类依据，即取为连接分类依据，即取为连接分类依据，即取 的下限值为的下限值为的下限值为的下限值为 ，得，得，得，得 （2.112.11）式（式（式（式（2.112.11）中的系数）中的系数）中的系数）中的系数k k=0.7=0.7，是由试验数据统计，是由试验数据统计，是由试验数据统计，是由试验数据统计而确定的。而确定的。而确定的。而确定的。对焊接结构的焊接部位的常幅疲劳，应按下式计算：2.5.2 变幅疲劳和吊车梁的

65、欠载效应系数变幅疲劳和吊车梁的欠载效应系数实际工程中，结构大多承受变幅循环应力的作实际工程中，结构大多承受变幅循环应力的作用，而不是承受常幅循环应力的作用。用，而不是承受常幅循环应力的作用。我国规范规定：重级工作制吊车梁和重级、中我国规范规定：重级工作制吊车梁和重级、中级工作制吊车桁架的疲劳，可作为常幅疲劳按级工作制吊车桁架的疲劳，可作为常幅疲劳按下式计算：下式计算：式中式中 循环次数的容许应力幅，循环次数的容许应力幅，应按式（应按式（2.92.9）计算；）计算；欠载效应系数。对重级工作制硬欠载效应系数。对重级工作制硬钩吊车；重级工作制软钩吊车；钩吊车；重级工作制软钩吊车；中级工作制吊车。中级

66、工作制吊车。2.5.2 变幅疲劳和吊车梁的欠载效应系数实际工程中，结构大厂房吊车厂房吊车软钩吊车软钩吊车硬钩吊车硬钩吊车厂房吊车软钩吊车硬钩吊车进行疲劳强度计算时，有下列问题予注意：进行疲劳强度计算时，有下列问题予注意：进行疲劳强度计算时，有下列问题予注意：进行疲劳强度计算时，有下列问题予注意：按概率极限状态计算方法进行疲劳强度计算，目前按概率极限状态计算方法进行疲劳强度计算，目前按概率极限状态计算方法进行疲劳强度计算，目前按概率极限状态计算方法进行疲劳强度计算，目前正处于研究阶段，因此，正处于研究阶段，因此，正处于研究阶段，因此，正处于研究阶段，因此，疲劳强度计算用容许应力疲劳强度计算用容许应力疲劳强度计算用容许应力疲劳强度计算用容许应力幅法，荷载应采用标准值，不考虑荷载分项系数和幅法，荷载应采用标准值，不考虑荷载分项系数和幅法，荷载应采用标准值，不考虑荷载分项系数和幅法，荷载应采用标准值，不考虑荷载分项系数和动力系数，而且应力按弹性工作计算。动力系数，而且应力按弹性工作计算。动力系数，而且应力按弹性工作计算。动力系数，而且应力按弹性工作计算。根据应力幅概念，不论应力循环是拉应力还是