2017年一级注册结构工程师《钢结构》重要考点（21）

2017年一级注册结构工程师《钢结构》重要考点（21）

　　1.钢结构中所用钢材应具有哪些性能?①钢材应具有较高的屈服强度ƒy和抗拉强度ƒu：ƒy是衡量结构承载能力的指标，ƒy高则可减轻结构自重，节约钢材和降低造价。ƒu是衡量钢材经过较大变形后的抗拉能力，它直接反映钢材内部组织的优劣，同时ƒu高可以增加结构的安全储备。②较高的塑性和韧性：塑性和韧性好，结构在静载和动载作用下有足够的应变能力，既可减轻结构脆性破坏的倾向，又能通过较大的塑性变形调整局部应力，同时又具有较好的抵抗重复荷载作用的能力。③良好的工艺性能(包括冷加工、热加工和焊接性)：良好的工艺性能不但要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、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，有时还要求钢材具有适应低温、高温和腐蚀性环境的能力。

　　2.塑性破坏：钢材在超过屈服点即有明显的塑性变形产生，超过抗拉强度时将在很大变形的情况下断裂。后果：塑性变形的断口平直，并因晶体在剪切之下相互滑移的结果而呈纤维状，塑性破坏之前，结构有明显的塑性变形产生，且有较长的持续时间，可便于发现和补救。

　　3.脆性破坏：钢材没有的塑性变形产生或只有很小塑性变形而发生破坏。后果：脆性破坏之前，结构没有明显的塑性变形产生，且发生很突然，后果很危险。

　　4.强度：屈强比是衡量钢材强度储备的一个系数。屈强比越低安全储备越大，但屈强比过小时，不经济。当屈强比过大时，安全储备较小，且构件的塑性变形能力较小。

　　5.塑性：指钢材在应力超过屈服点后，能产生显著残余变形而不立即断裂的性质。

　　6.冲击韧性：指在钢材塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力，是衡量钢材抵抗动力荷载能力的指标。①是钢材塑性和强度的综合表现，可以用来判断钢材在动力荷载作用下是否会发生脆性破坏;②冲击韧性好表示在动力荷载作用下破坏时吸收能量多;③对于需要验算疲劳的结构所用的钢材应具有不同试验温度下的冲击韧性的合格保证;④冲击韧性受温度的影响较大，钢材具有低温冷脆性。

　　7.冷弯性能：指钢材在常温下加工发生塑性变形时，对产生裂纹的抵抗能力。①冷弯性能用冷弯试验来检测，检测时如果时间弯曲180度，无裂纹、断裂或分层，即试件冷弯合格。②制作结构构件和非结构构件的钢材的冷加工需要钢材有合格的冷弯性能。③钢材的强度、冲击韧性、塑性、冷弯性能统称为钢材的力学性能或机械性能。

　　8.影响钢材性能的主要因素有：化学成分;冶金缺陷;钢材硬化;温度影响;应力集中;反复荷载作用。

　　9.化学成分：硫可减低钢材的塑性、韧性、可焊性、抗锈蚀性。高温时使钢材变脆，即热脆。磷降低塑性、韧性、冷弯性能、可焊性。在低温时使钢材变脆，即冷脆。氮的作用和磷的一样，可使钢材冷脆。锰是一种脱氧剂，锰可以适当提高钢材的强度、能消除氧、硫而不降低钢材的可焊性和抗锈蚀性能。锰元素在碳素钢中的含量在0.3%—0.8%，在低碳钢中的含量为1.0%—1.6%。硅是一种脱氧剂，硅在碳素钢中的含量应不超过0.3%，在低碳钢中的含量为0.2%—0.55%

　　10.时效硬化：指钢材随时间的增长，钢材的强度(屈服点和抗拉强度)提高，塑性降低、特别是冲击仍性明显下降的现象。冷作硬化：指当钢材冷加工(剪、冲、拉、弯等)超过其弹性极限卸载后，出现参与应变变形，再次加载时弹性极限(或屈服点)提高的现象。

　　11.温度的影响：常温下强度基本上不随温度的变化而变化。①温度高于常温时，随温度增高，钢材的强度、弹性模量降低、塑性增大。②250度时，钢材的抗拉强度反而提高，冲击仍性和脆性下降明显，此现象叫蓝脆现象。蓝脆现象钢材会出现裂纹。③当温度超过300度时，屈服点和极限强度显著降低。④600度时，钢材几乎不承受拉力，可以看出钢材的耐火性能差。⑤当温度低于常温时，总的趋势是温度降低，钢材的略有强度提高。塑性、抗冲击韧性降低。温度下降到某一值后，会发生冷脆现象。钢材由韧性状态转向脆性状态时的温度叫做脆变温度(或叫冷脆临界温度)

　　12.应力集中的影响：应力集中发生在孔洞、槽口、凹角、形状变化、内部缺陷处。应力集中处存在同号平面或立体应力场，使钢材变脆。

　　13.钢材的疲劳破坏：钢材在连续反复荷载作用下而发生脆性破坏，破坏时的最大应力称为疲劳强度。钢材的疲劳破经历三个阶段：裂纹的形成、裂纹缓慢扩展、迅速断裂。影响钢材疲劳的主要因素是应力集中、应力幅(对焊接结构)或应力比(对非焊接结构)以及应力循环次数。

　　14.钢材的种类：碳素结构钢;低合金高强度结构钢;优质碳素结构钢;建筑结构用钢板。(沸腾钢F，镇静钢Z，特殊镇静钢TZ)

　　15.钢材的选用原则：应使结构安全可靠和做到经济合理。

　　选择时要考虑的因素：结构的重要性;荷载情况;连接的方法;结构所处的温度和环境;钢材厚度。

　　钢材的规格：钢结构所用的钢材主要为热轧形成的板钢、型钢，以及冷弯成型的薄壁型钢。

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