2019年岩土工程师结构设计考点冲刺（十五）

　　一、钢材的基本性能

　　(一)钢材的两种破坏形式

　　当钢材的应力超过其屈服应力，发生很大塑性变形后的破坏，称为塑性破坏;钢材在没有明显塑性变形情况下发生的破坏，称为脆性破坏。在设计、施工和使用中，应注意防止钢材发生脆性破坏。

　　(二)钢材的主要机械性能

　　钢材的主要机械性能指标有抗拉强度、断后伸长率、屈服强度、冷弯性能和冲击韧性五项。前三项指标由钢材的标准拉伸试验确定，后两项指标分别由冷弯试验与冲击试验确定。

　　对于一般非承重或由构造决定的构件，只要保证钢材的抗拉强度和断后伸长率即能满足要求;对于承重的结构则必须具有钢材的抗拉强度、伸长率、屈服强度三项合格的保证。

　　钢材的抗拉强度是衡量钢材抵抗拉断的性能指标，它不仅是一般强度的指标，而且直接反映钢材内部组织的优劣，并与疲劳强度有着较密切的关系。

　　钢材的屈服强度(或屈服点)是衡量结构的承载能力和确定强度设计值的重要指标。碳素结构钢和低合金结构钢在受力到达屈服强度以后，应变急剧增长，从而使结构的变形迅速增加以致不能继续使用。所以钢结构的强度设计值一般都是以钢材屈服强度为依据而确定的。

　　钢材的伸长率是衡量钢材塑性性能的指标。钢材的塑性是在外力作用下产生永久变形时抵抗断裂的能力。因此承重结构用的钢材，不论在静力荷载或动力荷载作用下，以及在加工制作过程中，除了应具有较高的强度外，尚应要求具有足够的伸长率。

　　钢材的冷弯试验是塑性指标之一，同时也是衡量钢材质量的一个综合性指标。通过冷弯试验，可以检查钢材颗粒组织、结晶情况和非金属夹杂物分布等缺陷，在一定程度上也是鉴定焊接性能的一个指标。

　　冲击韧性(或冲击吸收能量)表示材料在冲击载荷作用下抵抗变形和断裂的能力。材料的冲击韧性值随温度的降低而减小，且在某一温度范围内发生急剧降低，这种现象称为冷脆，此温度范围称为“韧脆转变温度”。

　　钢材的设计强度指标，应根据钢材牌号、厚度或直径按《钢结构设计标准》(GB50017-2017)表4.4.1采用。

　　钢材的设计用强度指标(N/mm2)(部分)

　　注：1表中直径指实芯棒材，厚度系指计算点的钢材或钢管壁厚度，对轴心受拉和轴心受压构件系指截面中较厚板件的厚度。

　　2冷弯型材和冷弯钢管，其强度设计值应按现行有关国家标准的规定采用。

　　焊缝的强度指标应按表4.4.5采用并应符合下列规定：

　　1 手工焊用焊条、自动焊和半自动焊所采用的焊丝和焊剂，应保证其熔敷金属的力学性能不低于母材的性能。

　　2 焊缝质量等级应符合现行国家标准《钢结构焊接规范》GB50661的规定，其检验方法应符合现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205的规定。其中厚度小于6mm钢材的对接焊缝，不应采用超声波探伤确定焊缝质量等级。

　　4 计算下列情况的连接时，表4.4.5规定的强度设计值应乘以相应的折减系数;几种情况同时存在时，其折减系数应连乘。

　　1) 施工条件较差的高空安装焊缝乘以系数0.9;

　　2) 进行无垫板的单面施焊对接焊缝的连接计算应乘折减系数0.85。

　　表4.4.5焊缝的强度指标(N/mm2)(部分)

　　注：表中厚度系指计算点的钢材厚度，对轴心受拉和轴心受压构件系指截面中较厚板件的厚度。

　　螺栓连接的强度指标应按《钢结构设计标准》(GB50017-2017)采用。