第1鋼材性能和結(jié)構(gòu)同濟(jì) 123456Guo-xiao- 主要知鋼材的復(fù)習(xí)《鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼材性能的陳紹蕃《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》第1鋼結(jié)構(gòu)的同濟(jì)大學(xué)建筑工程 2016《高等鋼結(jié)構(gòu)理論第1本構(gòu)關(guān)本構(gòu)關(guān) 標(biāo)準(zhǔn)拉伸試同濟(jì)大學(xué)建筑工程 2016《高等鋼結(jié)構(gòu)理論本構(gòu)關(guān)彈性階 非線彈性段：應(yīng)力應(yīng)變?yōu)榉蔷€性關(guān)系，卸載后變 屈服臺(tái)，應(yīng)力基本保持不變應(yīng)變不斷發(fā)展（暫時(shí)喪失加載能力 強(qiáng)化階鋼材內(nèi)部晶粒重新排列，恢復(fù)承載能頸縮階同濟(jì)大學(xué)建筑工程 2016《高等鋼結(jié)構(gòu)理論1本構(gòu)關(guān)結(jié)構(gòu)鋼的重要力學(xué)性能指標(biāo)比例極

pp彈性模p

E2.06105屈服流

yp0.15y

y抗拉強(qiáng)延伸

u 21%~u同濟(jì)大學(xué)建筑工程 2016《高等鋼結(jié)構(gòu)理論1本構(gòu)關(guān)fy用作為鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可達(dá)到的最fe、fp、fy非常接近，三者合一，可認(rèn)為性與塑性的分界 fy發(fā)展到fu，有很大一段區(qū)域，可作為強(qiáng)儲(chǔ)備，稱fu/fy為強(qiáng)屈比，要求大于為計(jì)算方便，通常將實(shí)際的應(yīng)力應(yīng)簡(jiǎn)化，視作理想彈塑性

o實(shí)際σ－ε塑性彈性理想彈塑性模型的σ－ε同濟(jì)大學(xué)建筑工程 2016《高等鋼結(jié)構(gòu)理論本構(gòu)關(guān)形，截面高度400mm，已知鋼材的彈性模量為E=200GPa，屈服鋼材邊緣纖維剛剛屈服時(shí)，鋼梁的跨中撓邊緣纖維應(yīng)變達(dá)2.0%時(shí)，鋼梁的跨中撓同濟(jì)大學(xué)建筑工程 2016《高等鋼結(jié)構(gòu)理論1本構(gòu)關(guān)【算【算例02】開孔受拉鋼板，厚度10mm，端部承受均勻拉力，已同濟(jì)大學(xué)建筑工程 2016《高等鋼結(jié)構(gòu)理論1.4無(wú)屈服平臺(tái)1.4無(wú)屈服平臺(tái)Ramburg-OsgoodE BEf 0.2

fu fff

nn0.1同濟(jì)大學(xué)建筑工程

【算例03】試采用xls編制并研究指數(shù)n對(duì)于曲線形狀2016《高等鋼結(jié)構(gòu)1本構(gòu)關(guān)ln1ln11【算例04】已知工程應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線滿足R-O模型，試畫出其真實(shí)應(yīng)力1.61本構(gòu)關(guān)1.6【算例05】一塊Q235薄鋼板；厚度為10mm，承受如右圖所示1qy等比【算例05】一塊Q235薄鋼板；厚度為10mm，承受如右圖所示1qy等比例增加，直觀判斷22若已知qy=250kN/m；計(jì)算兩3若將下圖中的橫向拉力改為應(yīng)力本構(gòu)關(guān)第第四強(qiáng)度折算(a三向應(yīng)力狀zs222 yyzx 2xy 221223321 2 22 xy 一般梁

純剪狀2 32 32 32 3y

zs

f 塑同濟(jì)大學(xué)建筑工程 2016《高等鋼結(jié)構(gòu)理論本構(gòu)關(guān)Mises【算例06】一個(gè)Q235制作的鋼球，將其扔到10萬(wàn)米深的海底，假設(shè)海水的密度為1Ton/m3試判斷鋼材是否會(huì)屈計(jì)算鋼球的主應(yīng)計(jì)算鋼球的折算應(yīng)球表面承受1000MPa的負(fù)【算例07】試在主應(yīng)力坐標(biāo)系中畫出最大拉應(yīng)力理論的屈服同濟(jì)大學(xué)建筑工程 2016《高等鋼結(jié)構(gòu)理論1本構(gòu)關(guān)雙向和三向應(yīng)力作用下鋼材的性能σ

σ

O

三向拉應(yīng)力作用鋼材

εOε同濟(jì)大學(xué)建筑工程 2016《高等鋼結(jié)構(gòu)理論本構(gòu)關(guān)強(qiáng)字形，截面高度400mm，已知鋼材的彈性模量為E=200GPa，屈服強(qiáng)度為235Mpa，屈服平臺(tái)的最大流幅2.0%；抗拉強(qiáng)度為線，思考強(qiáng)化段對(duì)于該鋼梁的承載力有何影響？在實(shí)際工程中，同濟(jì)大學(xué)建筑工程 2016《高等鋼結(jié)構(gòu)理論1本構(gòu)關(guān)1.71.7同濟(jì)大學(xué)建筑工程 2016《高等鋼結(jié)構(gòu)理論1本構(gòu)關(guān)滯單向往復(fù)加單調(diào)加載——時(shí)單調(diào)加載——時(shí)隨動(dòng)

等向強(qiáng)同濟(jì)大學(xué)建筑工程 2016《高等鋼結(jié)構(gòu)理論本構(gòu)關(guān)

σ1.81.8【思考091）2）通常進(jìn)行鋼材的滯回曲線，應(yīng)變通常到2%，為什么？對(duì)0

同濟(jì)大學(xué)建筑工程 2016《高等鋼結(jié)構(gòu)理論第2主要影響因影響因采用錳脫 沸騰采用采用主主要影響同濟(jì)大學(xué)建筑工程 2016《高等鋼結(jié)構(gòu)理論2.2軋制鋼板：縱向>2.2軋制鋼板：縱向>腹板>H型鋼>工字同濟(jì)大學(xué)建筑工程 2016《高等鋼結(jié)構(gòu)理論2影響因2.22.2熱軋引起的殘余應(yīng)力：后冷卻的地方為【思考【思考11】圖示殘余應(yīng)力對(duì)軸壓桿件的穩(wěn)定性有何影響同濟(jì)大學(xué)建筑工程 2016《高等鋼結(jié)構(gòu)理論2影響因2.32.3鋼的熱調(diào)質(zhì)處理調(diào)質(zhì)處理的兩道工12回火——恢復(fù)塑性和韌正火——900度保溫后空氣中冷同濟(jì)大學(xué)建筑工程 2016《高等鋼結(jié)構(gòu)理論2影響因2.42.4【思考12若將此H型鋼作為鋼梁，殘余應(yīng)力對(duì)其承載性能有何影同濟(jì)大學(xué)建筑工程 2016《高等鋼結(jié)構(gòu)理論2影響因2.5鋼的各防止的方法：采用Z梁焊接的下層 。根 判用下還是恒荷載作用下，此用下還是恒荷載作用下同濟(jì)大學(xué)建筑工程 2016《高等鋼結(jié)構(gòu)理論2影響因2.62.6沖孔：孔壁嚴(yán)重硬化，甚至出現(xiàn)微裂紋——擴(kuò)冷彎：彎角處屈服點(diǎn)提同濟(jì)大學(xué)建筑工程 2016《高等鋼結(jié)構(gòu)理論2影響因2.72.7焊接影響熱影響區(qū)范的總體力學(xué)部分重結(jié)晶區(qū)：晶粒粗細(xì)不均勻，力學(xué)性正火區(qū)：強(qiáng)度、塑性、韌性都較同濟(jì)大學(xué)建筑工程 2016《高等鋼結(jié)構(gòu)理論2影響因2.7焊接和

【思考141）邊的焊接H型鋼截面2）H型鋼作為受壓構(gòu)件，殘余應(yīng)力對(duì)其承載性能同濟(jì)大學(xué)建筑工程 2016《高等鋼結(jié)構(gòu)理論2影響因2.82.8多軸同號(hào)多軸同號(hào)應(yīng)單軸應(yīng)112fy三向拉應(yīng)力作用三向拉應(yīng)力作用下鋼材會(huì)變同濟(jì)大學(xué)建筑工程 2016《高等鋼結(jié)構(gòu)理論2影響因2.9加載速率增大，強(qiáng)度和塑性均有所提高。動(dòng)本同濟(jì)大學(xué)建筑工程 2016《高等鋼結(jié)構(gòu)理論影響因2.10高高溫：強(qiáng)度降低，變低溫：拓展知識(shí)：鋁合金低溫下增強(qiáng)增韌同濟(jì)大學(xué)建筑工程 2016《高等鋼結(jié)構(gòu)理論第3鋼結(jié)構(gòu)體系簡(jiǎn)結(jié)構(gòu)體同濟(jì)大學(xué)建筑工程 2016《高等鋼結(jié)構(gòu)理論剛性結(jié)——桁架結(jié)構(gòu)Truss（桿系——框架結(jié)構(gòu)Frame（桿系——SpaceGridStructure桿系——拱與拱架結(jié)構(gòu)Arch（曲桿——板式結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)Plate（板同濟(jì)大學(xué)建筑工程 2016《高等鋼結(jié)構(gòu)理論剛性結(jié)A平面桁同濟(jì)大學(xué)建筑工程 2016《高等鋼結(jié)構(gòu)理論剛性結(jié)A空間桁同濟(jì)大學(xué)建筑工程 2016《高等鋼結(jié)構(gòu)理論剛性結(jié)架A架同濟(jì)大學(xué)建筑工程 2016《高等鋼結(jié)構(gòu)理論剛性結(jié)A桁架結(jié)主要荷載：垂直于桁【案例01】某屋架采用平面桁架結(jié)構(gòu)體系：跨度24m，柱距6m，已知載為2.0kN/m2；活載為1.5kN/m2；材料采用Q235試估算弦桿的軸力；估算腹桿的同濟(jì)大學(xué)建筑工程 2016《高等鋼結(jié)構(gòu)理論剛性結(jié)B框架同濟(jì)大學(xué)建筑工程 2016《高等鋼結(jié)構(gòu)理論剛性結(jié)B框架結(jié)主要荷載：豎向力+水平【案例02】【案例02】比較框架/排架/帶支撐框架的抗側(cè)剛度已知某三層框架，面采用HW200，鋼梁截面假定比鋼已知某三層框架，面采用HW200，鋼梁截面假定比鋼柱大很多；支撐 D25圓鋼，試比較右圖種結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度剛性結(jié)C網(wǎng)格結(jié)構(gòu)/同濟(jì)大學(xué)建筑工程 2016《高等鋼結(jié)構(gòu)理論剛性結(jié)【案例03】某網(wǎng)架的分同濟(jì)大學(xué)建筑工程 2016《高等鋼結(jié)構(gòu)理論剛性結(jié)C網(wǎng)格結(jié)構(gòu)/空間結(jié)主要荷載：豎向力+水平【案例04【案例04】某復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)的傳力路徑分同濟(jì)大學(xué)建筑工程 2016《高等鋼結(jié)構(gòu)理論剛性結(jié)D拱結(jié)同濟(jì)大學(xué)建筑工程 2016《高等鋼結(jié)構(gòu)理論剛性結(jié)D主要荷載：豎向力+水平【案例05【案例05】某偏心拱橋的振動(dòng)問(wèn)同濟(jì)大學(xué)建筑工程 2016《高等鋼結(jié)構(gòu)理論剛性結(jié)E同濟(jì)大學(xué)建筑工程 2016《高等鋼結(jié)構(gòu)理論剛性結(jié)E板式結(jié)重要注意：需保證板件的邊緣剛【案例【案例06】分析某破壞的污水槽結(jié)構(gòu)破壞的原因同濟(jì)大學(xué)建筑工程 2016《高等鋼結(jié)構(gòu)理論柔性結(jié)——索桁架Cable——索穹頂Cable——弦支穹頂Suspended——張拉整體結(jié)構(gòu)——索支撐結(jié)構(gòu)CableStiffened同濟(jì)大學(xué)建筑工程 2016《高等鋼結(jié)構(gòu)理論柔性結(jié)A平面索桁架體承重索形狀—下形狀作用—穩(wěn)定結(jié)構(gòu)體施加預(yù)應(yīng)力后結(jié)構(gòu)成同濟(jì)大學(xué)建筑工程 2016《高等鋼結(jié)構(gòu)理論柔性結(jié)矩形平面中平面索桁架平同濟(jì)大學(xué)建筑工程 2016《高等鋼結(jié)構(gòu)理論柔性結(jié)圓形平平面索桁架徑向同濟(jì)大學(xué)建筑工程 2016《高等鋼結(jié)構(gòu)理論柔性結(jié)B索負(fù)高斯有帳篷型和馬鞍型兩馬鞍同濟(jì)大學(xué)建筑工程 2016《高等鋼結(jié)構(gòu)理論柔性結(jié)C同濟(jì)大學(xué)建筑