鋼材的性能力學(xué)性能 ——滿足結(jié)構(gòu)的功能要求（強(qiáng)度、剛度、疲勞等）

工藝性能 ——滿足加工過(guò)程的要求

 

(1) 鋼材的力學(xué)性能

強(qiáng)度——抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度；

塑性——延伸率、斷面收縮率

韌性——沖擊吸收功

 

在比例極限（彈性極限）之前，應(yīng)力與應(yīng)變之間呈線性關(guān)系（虎克定律）， ——OB 為材料為彈性變形階段

超過(guò)彈性極限后，應(yīng)力與應(yīng)變不再呈現(xiàn)線性關(guān)系，材料進(jìn)入彈塑性區(qū)域， 變形增加較快曲線呈鋸齒形波動(dòng)，出現(xiàn)應(yīng)力不增加而變形繼續(xù)發(fā)展，材料進(jìn)入塑形變形階段，在應(yīng)力應(yīng)變曲線中，出現(xiàn)上下波動(dòng)階段，其中波動(dòng)的最高點(diǎn)為上屈服點(diǎn)，最低點(diǎn)為下屈服點(diǎn)（材料屈服強(qiáng)度）；

塑形變形之后，材料內(nèi)部晶粒重新進(jìn)行排列，強(qiáng)度提高，進(jìn)入應(yīng)變硬化階段，出現(xiàn)達(dá)到最高點(diǎn)D——抗拉強(qiáng)度，隨后試件出現(xiàn)頸縮，試件斷裂。

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則是以構(gòu)件最大應(yīng)力達(dá)到材料屈服點(diǎn)作為極限狀態(tài)，而把鋼材的極限強(qiáng)度視為局部應(yīng)力高峰的安全儲(chǔ)備，這樣能同時(shí)滿足構(gòu)件的強(qiáng)度與剛度要求，因而對(duì)承重結(jié)構(gòu)的選材，要求同時(shí)保證抗拉強(qiáng)度和屈服點(diǎn)的強(qiáng)度指標(biāo)。

 

鋼材的韌性即荷載作用下鋼材吸收機(jī)械能和抵抗斷裂的能力，反映鋼材在動(dòng)力荷載下的性能。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外通用以V型缺口的夏比試件在沖擊試驗(yàn)中所耗的沖擊功值衡量該材料的沖擊韌性（我國(guó)過(guò)去采用U型缺口的梅氏試件），沖擊功以焦耳（J）為單位，應(yīng)不低于27J。沖擊試驗(yàn)中擊斷試件所耗的功愈大，沖擊韌性愈高，材料韌性愈好，不易脆斷。

 

 

鋼材的工藝性能

1). 加工性能

把鋼材加工成所需的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，需歷經(jīng)一系列的工序，包括有各種機(jī)加工（銑、刨、制孔），切割，冷、熱矯正以及焊接等，鋼材的工藝性能應(yīng)滿足這些工序的需要，不能在加工過(guò)程中出現(xiàn)鋼材開(kāi)裂或材質(zhì)受損的現(xiàn)象。低碳鋼和低合金鋼所具備的良好的塑性在很大程度上滿足了加工需要。

 

2). 冷彎性能

鋼材的冷彎性能是通過(guò)試件180°彎曲試驗(yàn)來(lái)判斷的一種綜合性能。鋼材按原有厚度經(jīng)表面加工成板狀，常溫下彎曲180°后，如外表面和側(cè)面不開(kāi)裂，也不起層，則認(rèn)為合格；彎曲時(shí)，按鋼材牌號(hào)和板厚允許有不同的彎心直徑d（可在0.5～3板厚范圍內(nèi)變動(dòng)）。

 

3). 可焊性

可焊性是指鋼材對(duì)焊接工藝的適應(yīng)能力，包括有兩方面的要求：一是通過(guò)一定的焊接工藝能保證焊接接頭具有良好的力學(xué)性能；二是施工過(guò)程中，選擇適宜的焊接材料和焊接工藝參數(shù)后，有可能避免焊縫金屬和鋼材熱影響區(qū)產(chǎn)生熱（冷）裂紋的敏感性。鋼材的可焊性評(píng)定可分化學(xué)成分判別和工藝試驗(yàn)法評(píng)定兩種方法?；瘜W(xué)成分判別即由碳當(dāng)量的含量來(lái)判定鋼材的可焊性，即把鋼材化學(xué)成分中對(duì)焊接有顯著影響的各種元素，全部折算成碳的含量。碳元素既是形成鋼材強(qiáng)度的主要元素，也是影響可焊性的首要元素，含碳量超過(guò)一定含量的鋼材甚至是不可施焊的。碳當(dāng)量愈高，可焊性愈差。

 

 

 

 

常用的鋼構(gòu)編號(hào)方法

現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》、《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》、《建筑結(jié)構(gòu)用鋼》，把屈服點(diǎn)的“屈”字漢語(yǔ)拼音字母“Q”作為結(jié)構(gòu)鋼編號(hào)的第一個(gè)字母。編號(hào)原則（舉例說(shuō)明）為：

 

 

常用建筑結(jié)構(gòu)用鋼牌號(hào)介紹

碳素結(jié)構(gòu)鋼（GB/T700—2006）

牌號(hào)和鋼材化學(xué)成分

 

低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼（GB/T1591—1994）

 

牌號(hào)和鋼材化學(xué)成分

 

高耐候結(jié)構(gòu)鋼（GB/T4171—2000)

高耐候結(jié)構(gòu)鋼按化學(xué)成分分為：銅磷鋼和銅磷鉻鎳鋼兩類(lèi)。其牌號(hào)有Q295GNH、Q295GNH、Q345GNH、Q345GNH、Q390GNH。其中，“GNH”表示“高耐候”，“L”表示含鉻、鎳的高耐候鋼。

這類(lèi)鋼材適用于耐大氣腐蝕的建筑結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品通常在交貨狀態(tài)下使用，可制作螺栓連接、鉚接和焊接結(jié)構(gòu)件，但作為焊接結(jié)構(gòu)用材時(shí)，板厚不應(yīng)大于16mm。

 

焊接結(jié)構(gòu)用耐候鋼（GB/T4172—2000)

焊接結(jié)構(gòu)用耐候鋼具有良好的焊接性能，厚度可達(dá)100mm，其牌號(hào)有Q235NH、Q295NH、Q355NH、Q460NH。其中，“NH”表示“耐候”，“L”表示含鉻、鎳的高耐候鋼，質(zhì)量等級(jí)分C、D、E。

厚度方向性能鋼板（GB5313—1985）

1). 實(shí)用范圍

Ÿ 在一些重要受力構(gòu)件中，不僅要求鋼板沿長(zhǎng)度方向和寬度方向具有一定的力學(xué)性能，而且要求厚度方向有良好的抗層狀撕裂性能；

Ÿ 實(shí)用于厚度為15～150mm，屈服強(qiáng)度不大于500MPa的鎮(zhèn)靜鋼鋼板。厚度小于15mm和大于150mm或屈服強(qiáng)度大于500MPa的鋼板，訂貨時(shí)另行協(xié)商；

Ÿ 鋼板的抗層狀撕裂性能采用厚度方向拉伸試驗(yàn)的斷面收縮率來(lái)評(píng)定。

2). 鋼材級(jí)別和技術(shù)要求

 

 

3). 鋼材適用范圍及牌號(hào)

一般適用于制作鋼結(jié)構(gòu)的厚度為6～100mm的高層建筑用鋼板，分2個(gè)強(qiáng)度級(jí)別，4個(gè)牌號(hào)。牌號(hào)由代表屈服點(diǎn)的拼音字母（Q）、屈服點(diǎn)數(shù)值、高層建筑的漢語(yǔ)拼音字母（GJ）以及質(zhì)量等級(jí)（C、D、E）符號(hào)組成，對(duì)厚度方向性能鋼板再加后綴字母“Z”。四個(gè)牌號(hào)為Q235GJ、Q235GJZ、Q345GJ、Q345GJZ。

橋梁結(jié)構(gòu)用鋼板（GB/T714—2000）

橋梁結(jié)構(gòu)用鋼有三個(gè)牌號(hào)：Q235q、Q345q、Q370q、Q420q，質(zhì)量等級(jí)分C、D、E級(jí)。

 

熱軋H型鋼和剖分T型鋼

分類(lèi)代號(hào)

Ÿ 寬翼緣H型鋼——HW（W為Wide英文字頭）

Ÿ 中翼緣H型鋼——HM（M為Middle英文字頭）

Ÿ 窄翼緣H型鋼——HN（N為Narrow英文字頭）

Ÿ 寬翼緣剖分T型鋼——TW（W為Wide英文字頭）

Ÿ 中翼緣剖分T型鋼——TM（M為Middle英文字頭）

Ÿ 窄翼緣剖分T型鋼——TN（N為Narrow英文字頭）

 

 

熱軋H型鋼和部分T型鋼的規(guī)格標(biāo)記方法

高度H×寬度B×腹板厚度t1×翼板厚度t2

例如：HW100×100×6×8；TN125×60×6×8。

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