空間網(wǎng)格結構工程施工主講人：周慧芳鋼材的抗拉性能周慧芳抗拉性能拉伸是建筑鋼材的主要受力形式，所以拉伸性能是建筑工程中選用鋼材的重要指標?，F(xiàn)以低碳鋼為例，通過在試驗機上進行拉伸試驗，并根據(jù)拉伸試驗得到的數(shù)據(jù)，繪制出鋼材的應力—應變曲線。標準試件按照一定的要求，對表面進行車削加工后的試件。l0

A0d0l非標準試件不經(jīng)過加工，直接在線材上切取的試件。頭部頭部工作段σε0鋼材拉伸過程的σ-ε圖OB—彈性階段BC—屈服階段CD—強化階段DE—頸縮階段A0BCB0DCEDFEC上上屈服點C下下屈服點以下屈服點的應力作為鋼材的屈服強度?？估阅埽?）彈性階段（Ⅰ）。試樣在受力時發(fā)生變形，卸除拉伸力后變形能完全恢復，該過程為彈性變形階段。圖8-3中，OA段的圖形是一條通過原點的直線，應力與應變成正比，與A點對應的應力為彈性極限強度，以σp表示，低碳鋼

σp=200MPa。處于彈性階段時，計算的指標為彈性模量E=σ/ε=tana。彈性模量E反映鋼材抵抗彈性變形的能力強弱，是衡量材料剛度的重要指標。在拉伸應力一定的條件下，彈性模量值越大，則材料產生的彈性變形就越小，即

σ=Eεσε0鋼材拉伸彈性階段示意圖AB0彈性階段σp—比例極限，MPa。σpσBσB—彈性極限，MPa。注：由于A、B兩點相距較近，一般認為σp=σB?？估阅埽?）屈服階段（Ⅱ）。BC段的圖形是一條波動的曲線，應力基本不變，但變形增加較快，試件表面可觀察到45°滑移線，開始出現(xiàn)塑性變形。塑性變形過程中，曲線呈現(xiàn)擺動，擺動的最大應力和最小應力分別稱為屈服上限和屈服下限。由于屈服下限數(shù)值較為穩(wěn)定，將其定義為材料屈服極限σs

。屈服強度是彈性變形轉變?yōu)樗苄宰冃蔚霓D折點，當外力超過屈服點時，產生不可恢復的變形，鋼材不能正常使用。由此可見，屈服強度是設計中鋼材強度取值的依據(jù)，也是工程結構計算中非常重要的一個參數(shù)。σε0

鋼材拉伸屈服階段示意圖AB0C下C上CBC下C上C屈服階段放大后抗拉性能（3）強化階段（Ⅲ）。CD段是一段上升的曲線。這是因為當載荷卸到零時，鋼材抵抗塑性變形的能力重新得到提高，稱為強化階段。鋼材受拉力時所能承受的最大應力值稱為抗拉強度

。屈服極限和抗拉強度之比稱為屈強比（σs/σb），它能反映鋼材的利用率和結構安全可靠程度。屈強比越小，其結構的安全可靠程度越高。如果屈強比過小，則說明鋼材強度的利用率偏低，造成鋼材浪費。建筑結構合理的屈強比一般為0.60～0.75。σε0

鋼材拉伸強化階段示意圖AB0C下C上CDDDDD強化階段σbσb——抗拉強度或強度極限。DC抗拉性能（4）頸縮階段（Ⅳ）。DE段是一段下降的曲線。隨著變形的不斷發(fā)展，在有雜質或缺陷處，試件的斷面急劇縮小即頸縮（如圖8-4所示），直到D點發(fā)生試件的破壞。計算的指標為伸長率

d，即試件拉長后，標距長度的增量與原標距長度之比，用下式計算伸長率反映鋼材拉伸斷裂時所具有的塑性變形能力，它是衡量鋼材塑性性能的重要技術指標。σε0E鋼材拉伸頸縮階段示意圖AB0C下C上CDDE——頸縮階段拉伸過程的參數(shù)強度指標屈服強度：抗拉強度：塑性指標伸長率：對于圓柱形拉伸試樣，當原始標距與試件的直徑之比愈大，則頸縮處伸長段的比例愈小，因而計算的伸長率會小些。通常以

δ5和

δ10分別表示L0=5d0和

L0=10d0（d0為試件直徑）時的伸長率。對同一種鋼材，δ5應大于

δ10。

中碳鋼與高碳鋼（又稱硬鋼）的拉伸曲線與低碳鋼不同，它們的屈服現(xiàn)象不明顯，難以測定屈服點。一般將受拉時，試件長度為原標距長度的0.2%時所對應的應力值，作為硬鋼的屈服強度，也稱條件屈服點，用

σ0.2表示，如圖8-5所示。鋼材受拉時，其頸縮及塑性變形情況除了可用伸長率δ表示外，還可用斷面收縮率

來表示。斷面收縮率是指試件拉斷后，縮頸處橫截面積的最大縮減量與原始橫截面積的百分比，即2017二級建造師建筑工程真題單選：列建筑鋼材性能指標中，不屬于拉伸性能的是（）

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