变化处，产生局部高峰应力—应力集中现象。 应力集中：产生同号平面或立体应力场，钢材变脆。 ● 时效的影响：钢材随时间的增长，强度增加、塑性降 低而脆性增加。 ●疲劳的影响：钢材在连续反复或循环荷载作用下，当应 力循环次数n达到某个大数时，发生突然的脆断。此时，
应力б＜fu 甚至б＜fy —疲劳破坏。
第二章 钢结构的材料
三、炼钢的脱氧方法
● 脱氧剂——Mn、Si等 ● 沸腾钢——用Mn脱氧，不充分，质量不好，成本低。 ● 镇静钢——除锰外，还用硅和铝为脱氧剂，脱氧完全，
质量好，成本高。 ● 半镇静钢——介于沸腾钢和镇静钢之间。
第二章 钢结构的材料
四、钢材的力学性能
1、钢材均匀受拉时的力学性能 ● б—ε曲线五个阶段：①弹性阶段；②弹塑性阶段；③
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安 静
第二章 钢结构的材料
2、合金钢 ● 分为结构钢、工具钢和特殊钢 ● 结构钢（低合金钢）—《GB/1591－94》质量等级：
A、B、C、D、E五级； ● A、 B、C、D的规定同碳素结构钢，E级要求－40℃
的冲击韧性； ● 钢号：Q345-A、Q390-B、Q420-C、Q235-D等
p
P
d L=5a+150
P
a
d+2.1a
冷弯实验示意图
31P 55
R=2.5 R=1 R=2.5
40
冲击试验示意图
第二章 钢结构的材料
五、钢结构对材料的要求 ● 较高的抗拉强度fu和屈服点fy ● 较高的塑性和韧性 ● 良好的工艺性能（冷、热加工性能和可焊性） 六、钢材的破坏形式
塑性破坏和脆性破坏 ● 塑性破坏：б＝fu发生，变形超过材料的变形能力。破
第二章 钢结构的材料
● 钢材的物理性能指标：①弹性模量E＝206×10³ （N/mm²）②剪切模量G＝79 ×10³（N/mm²） ；③线 膨胀系数α＝12 ×10-6 ；④质量密度ρ＝7850kg/m3 。
2、冷弯性能 不分层、不裂纹
3、冲击韧性αk
断裂工程中吸收能量
的能力αk ＝A k /A（J/cm2）
第二章 钢结构的材料
八、钢材的规格和选用
1、钢材的规格 ●热轧钢板：①厚钢板（厚4.5～60mm）；②薄钢板（厚
0.35～4mm）；③扁钢（厚4~60mm，宽30～200mm）。 ● 普通热轧型钢：①角钢：等边和不等边；②槽钢：热
轧普通槽钢和低合金热轧轻型槽钢；③工字钢：同槽钢； ④钢管：有无缝和焊接两种；⑤H型钢：宽翼缘工字钢。 ● 薄壁型钢：用薄钢板（1.5～5.0mm)经模压和冷弯而成， 一般为Q235或Q345钢。 ● 各种彩钢板和压型钢板。
2、合理选用材料、结构方案和构造措施，满足使用要求 3、节约钢材，减轻自重 4、钢结构要便于运输和维护 5、尽量注意美观用 Q235、Q345、Q420、45 号钢等
2、钢结构设计计算理论的研究与改进 3、新型结构形式的应用 4、钢—混凝土组合结构的应用 5、钢结构优化原理及其应用 6、生产制造工业化、产业化
第一章 概述
二、钢结构的应用范围
1、重型厂房结构 2、大跨结构 3、高层建筑 4、塔桅结构 5、板壳结构 容器、储液库、煤气库、管道等 6、可移动式结构 活动房屋、水工闸门、起重运输机等 7、桥梁结构 8、轻型钢结构 9、承受振动荷载和地震作用的结构
第一章 概述
三、钢结构设计的基本要求
1、安全可靠。在运输、安装和使用中，具有足够的强度、 刚度和稳定性
屈服阶段；④强化阶段；⑤颈缩阶段。
● 强度指标： ①屈服强度fy；②抗拉强度fu
● 理想的弹塑性体 ● 塑性性能： ①伸长率δ10和δ5； ②断面收缩率ψ
fu
fy
C
fe
fp
0 0.1 0.15 2.5
22
低碳钢应力—应变曲线
l0
d0
l1 l 静力拉伸试验构件
完全弹性体 理想弹塑性体
应力—应变曲线
理想弹塑性体 模型
钢结构基本知识 PPT
第一章 概述
一、钢结构的特点
1、强度高，塑性和韧性好 2、材质均匀，符合力学假定 3、钢结构制造简便，施工周期短 4、钢结构的质量轻 强度与密度之比远大于混凝土 5、耐腐蚀性差 6、耐热不耐火 ≮250℃，500～600 ℃强度为零
防火处理：蛭石板、蛭石喷涂、石膏板等 7、钢结构的密封性好 容器等 8、低温冷脆
第二章 钢结构的材料
二、炼钢的种类
● 转炉钢——质量较差，杂质含量较多。 ● 空气底吹转炉钢——质量甚差，国内已不生产。 ● 空气侧吹转炉钢——质量略差，各项性能不如氧气顶
吹转炉钢。 ● 氧气顶吹转炉钢——有害元素少、杂质少、纯洁度高；
质量和加工性能都接近平炉钢；生产效率高，成本低， 投资省，建厂快。 ● 平炉钢——原料广泛，容积大，广量高，冶炼工艺较 简单，钢材质量优良，化学成分稳定（偏析度小）， 机械性能可靠，能冶炼各种用途的钢。缺点为生产成 本高，建厂规模大，工期长，投资大。 ● 电炉钢——质量最好，成本最高，土建少用。
坏前发生较大的塑性变形，断口呈纤维状,色泽发暗。
● 脆性破坏： б＜fu 甚至б＜fy，没有明显的塑性变形，
破坏突然，没有预兆。断口平直呈晶粒状,色泽发亮。 ● 在设计、施工和使用钢结构时，应当注意防止出现脆
性破坏
第二章 钢结构的材料
七、影响钢材力学性能的因素
●化学成分的影响：含C量增加，强度增高，塑性降低； S、P、O、N为有害元素，必须严格控制；Mn和Si为 有益元素，要适量。
第二章 钢结构的材料
一、钢的种类 碳素钢和合金钢
1、碳素钢 ● 分结构钢（低碳钢）和工具钢（高碳钢）； ● 碳素结构钢—《GB700－88》质量等级：A、B、C、
D四级； ● A—只保证抗拉强度、屈服点和伸长率；
B、C、D—保证抗拉强度、屈服点和伸长率、冷弯性能 和冲击韧性（分别为＋20℃、 0℃ 和－20℃），同时 严格控制C、S、P的极限含量； ● 钢号：Q235-A、Q235-B、Q235-C、Q235-D等
● 冶金缺陷的影响：镇静钢的屈服点高于沸腾钢（约 40N/mm2 ）；非金属夹杂、裂纹、分层等。
● 时效的影响：钢材随时间的增长，强度增加、塑性降 低而脆性增加。
●冷作硬化的影响：钢材在冷加工（拉、剪、冲、压、 拔等）的条件下，强度增加、塑性降低而脆性增加。
第二章 钢结构的材料
●温度的影响：低温冷脆；冷脆转变温度（冷脆临界温度) ● 应力集中的影响：在空洞、槽口、凹角、裂缝、截面