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一、鋼材的選用 《鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范》規(guī)定,承重結(jié)構(gòu)的鋼材宜采用Q235鋼、Q345鋼、Q390鋼和Q420鋼。 承重結(jié)構(gòu)采用的鋼材應(yīng)具有抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、屈服強(qiáng)度和硫、磷含量的合格保證,對(duì)焊接結(jié)構(gòu)尚應(yīng)具有碳含量的合格保證。 焊接承重結(jié)構(gòu)以及重要的非焊接承重結(jié)構(gòu)采用的鋼材還應(yīng)具有冷彎試驗(yàn)的合格保證。 二、各種因素對(duì)鋼材的影響 (1)化學(xué)成分 碳:形成鋼材強(qiáng)度的主要成分。碳含量提高,則鋼材強(qiáng)度提高,但同時(shí)鋼材的塑性、韌性、冷彎性能、可焊性及抗銹蝕能力下降,尤其是低溫下的沖擊韌性也會(huì)降低。 錳和硅:鋼中的有益元素,都是脫氧劑,可提高強(qiáng)度,又不會(huì)過多降低塑性和沖擊韌性。 釩、鈮、鈦:鋼中的合金元素,既可以提高鋼材強(qiáng)度,又可保持良好的塑性、韌性。 鋁:強(qiáng)脫氧劑,用鋁進(jìn)行補(bǔ)充脫氧,能進(jìn)一步減少鋼中的有害氧化物。 鉻和鎳:提高鋼材強(qiáng)度的合金元素。 硫和磷:冶煉過程中留在鋼中的雜質(zhì),有害元素。它們降低鋼材的塑性、韌性、可焊性和疲勞強(qiáng)度。硫能使鋼材“熱脆”,磷使鋼材“冷脆”。 “熱脆”:硫能生成易于熔化的硫化鐵,當(dāng)熱加工及焊接使溫度達(dá)800~1000℃時(shí),使鋼材出現(xiàn)裂紋、變脆的現(xiàn)象。 “冷脆”:在低溫時(shí),磷使鋼材的沖擊韌性大幅度下降的現(xiàn)象。 氧和氮:鋼中的有害雜質(zhì)。氧能使鋼熱脆,氮能使鋼冷脆。 (2)冶金缺陷的影響 常見的冶金缺陷有偏析、非金屬夾雜、氣孔、裂紋、分層等,都會(huì)使鋼材性能變差。 (3)鋼材硬化 冷拉、冷彎、沖孔、機(jī)械剪切等冷加工使鋼材產(chǎn)生很大塑性變形,從而提高了鋼的屈服點(diǎn),同時(shí)降低了鋼的塑性和韌性,這種現(xiàn)象稱為冷作硬化或應(yīng)變硬化。 (4) 溫度影響 鋼材對(duì)溫度相當(dāng)敏感,溫度升高與降低都使鋼材性能發(fā)生變化。相比之下,鋼材的低溫性能更重要。 在正溫范圍,總的趨勢(shì)是隨著溫度的升高,鋼材強(qiáng)度降低,變形增大。約在200℃以內(nèi)鋼材性能沒有很大變化,430~540℃之間則強(qiáng)度(屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度)急劇下降;到600℃時(shí)強(qiáng)度很低不能承擔(dān)荷載。此外,250℃附近有藍(lán)脆現(xiàn)象,約260~320℃時(shí)有徐變現(xiàn)象。 (5) 應(yīng)力集中 應(yīng)力集中系數(shù)愈大,變脆的傾向愈嚴(yán)重。 在負(fù)溫下或動(dòng)力荷載作用下工作的結(jié)構(gòu),應(yīng)力集中的不利影響將十分突出。 (6)反復(fù)荷載作用 鋼材在反復(fù)荷載作用下,結(jié)構(gòu)的抗力及性能都會(huì)發(fā)生重要變化,甚至發(fā)生疲勞破壞。 三、鋼材的種類和規(guī)格 (1)鋼種和鋼號(hào) 建筑工程常用碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼。 1)碳素結(jié)構(gòu)鋼 碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào): 碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)舉例:Q235A 脫氧程度代號(hào):F、b、Z、TZ,其中Z、TZ可以省略 質(zhì)量等級(jí)代號(hào):A、B、C、D 屈服點(diǎn)數(shù)值(N/mm2):195、215、235、255、275 鋼材屈服點(diǎn)代號(hào):Q 2)低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào): 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的A、B級(jí)屬于鎮(zhèn)靜鋼,C、D、E級(jí)屬于特殊鎮(zhèn)靜鋼。 |