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建筑鋼材的力學(xué)性能
鋼材的主要性能包括力學(xué)性能和工藝性能。其中力學(xué)性能是鋼材最重要的使用性能, 包括拉伸性能、沖擊性能、疲勞性能等。工藝性能表示鋼材在各種加工過程中的行為,包 括彎曲性能和焊接性能等。
(一) 拉伸性能
建筑鋼材拉伸性能的指標(biāo)包括屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和伸長率。屈服強(qiáng)度是結(jié)構(gòu)設(shè)計中 鋼材強(qiáng)度的取值依據(jù)??估瓘?qiáng)度與屈服強(qiáng)度之比(強(qiáng)屈比)是評價鋼材使用可靠性的一個 參數(shù)。強(qiáng)屈比越大,鋼材受力超過屈服點工作時的可靠性越大,安全性越高;但強(qiáng)屈比太 大,鋼材強(qiáng)度利用率偏低,浪費(fèi)材料。
鋼材在受力破壞前可以經(jīng)受永久變形的性能,稱為塑性。在工程應(yīng)用中,鋼材的塑性 指標(biāo)通常用伸長率表示。伸長率是鋼材發(fā)生斷裂時所能承受永久變形的能力。伸長率越 大,說明鋼材的塑性越大。試件拉斷后標(biāo)距長度的增量與原標(biāo)距長度之比的百分比即為斷 后伸長率。對常用的熱軋鋼筋而言,還有一個最大力總伸長率的指標(biāo)要求。
(二) 沖擊性能
沖擊性能是指鋼材抵抗沖擊荷載的能力。鋼的化學(xué)成分及冶煉、加工質(zhì)量都對沖擊性 能有明顯的影響。除此以外,鋼的沖擊性能受溫度的影響較大,沖擊性能隨溫度的下降而 減?。划?dāng)降到一定溫度范圍時,沖擊值急劇下降,從而使鋼材出現(xiàn)脆性斷裂,這種性質(zhì) 稱為鋼的冷脆性,這時的溫度稱為脆性臨界溫度。脆性臨界溫度的數(shù)值愈低,鋼材的低 溫沖擊性能愈好。所以,在負(fù)溫下使用的結(jié)構(gòu),應(yīng)選用脆性臨界溫度較使用溫度為低的 鋼材。
(三) 疲勞性能
受交變荷載反復(fù)作用時,鋼材在應(yīng)力遠(yuǎn)低于其屈服強(qiáng)度的情況下突然發(fā)生脆性斷裂破 壞的現(xiàn)象,稱為疲勞破壞。疲勞破壞是在低應(yīng)力狀態(tài)下突然發(fā)生的,所以危害極大,往往 造成災(zāi)難性的事故。鋼材的疲勞極限與其抗拉強(qiáng)度有關(guān),一般抗拉強(qiáng)度高,其疲勞極限也 較高。