1、2010年全球共產(chǎn)鋼鐵14.1億噸，比2009年增長了16.8%。中國以絕對優(yōu)勢穩(wěn)定了世界第一產(chǎn)鐵國的地位，產(chǎn)量接近6.3億噸，占世界產(chǎn)量的44.3%。2009年中國的粗鋼產(chǎn)量為5.678億噸，同比增長13.5%，創(chuàng)造了單一國家粗鋼年產(chǎn)量的新紀(jì)錄。另外，2009年中國的粗鋼產(chǎn)量比全球總產(chǎn)量增加了47%，比2008年增加了9個百分點(diǎn)。第六章鋼結(jié)構(gòu)，6.0概述，鋼結(jié)構(gòu)是由鋼、型材、薄壁型鋼構(gòu)成的構(gòu)件通過焊接、鉚接、螺栓連接等構(gòu)成的。與其他材料的結(jié)構(gòu)相比，它具有以下特征：(1)鋼材強(qiáng)度高，結(jié)構(gòu)輕便(2)塑性，韌性(3)均勻材料(4)高產(chǎn)業(yè)化，6.0.1鋼結(jié)構(gòu)的特性，(5)可焊性(6)耐蝕性差異(7)

2、耐化學(xué)性差異()，(1)大跨度結(jié)構(gòu)(2)重型結(jié)構(gòu)(3)受動力荷載的工廠結(jié)構(gòu)(4)多層、高層和超高層建筑(5)高聳結(jié)構(gòu)(6)殼體結(jié)構(gòu)(7)可拆卸結(jié)構(gòu)，6.0.2鋼鐵的應(yīng)用范圍，根據(jù)冶煉方法：轉(zhuǎn)爐鋼和高爐鋼轉(zhuǎn)爐鋼目前氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐鋼，成本低于平爐鋼；脫氧方法可以從鋼號中省略，鞍鋼(f)、半沸騰鋼(b)、低碳鋼(z)特殊鎮(zhèn)靜鋼(TZ)鎮(zhèn)靜鋼和特殊鎮(zhèn)靜鋼代碼，鎮(zhèn)靜鋼具有充分的脫氧，沸騰鋼是脫氧不良，一般采用鎮(zhèn)靜鋼。6.1.1結(jié)構(gòu)鋼品種和等級，6.1鋼結(jié)構(gòu)和選擇原則，(a)分為鋼、軋制鋼、鍛鋼和鑄鋼，成型方法；按化學(xué)成分分類，碳鋼和合金鋼分為建筑工程中常用的碳結(jié)構(gòu)用鋼、低合金鋼、高質(zhì)量碳結(jié)構(gòu)鋼。(1)碳素

3、結(jié)構(gòu)鋼根據(jù)質(zhì)量等級分為a、b、c、d 4等級，在質(zhì)量等級中是a等級中最差的，在d等級中是最佳的。在此標(biāo)準(zhǔn)中，鋼等級顯示方法由四部分組成：字母q、屈服點(diǎn)值、質(zhì)量等級代碼(a、b、c、d)和脫產(chǎn)方法代碼(f、b、z、TZ)。Q235、Q345、(N/mm2)、(2)低合金鋼中國家標(biāo)準(zhǔn)低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼(GB/T 1591)按質(zhì)量等級分為a、b、c、d、e 5等級。使用與碳素結(jié)構(gòu)鋼相同的表達(dá)方法表示鋼厚度(直徑)6mm的屈服點(diǎn)大?。轰摻Y(jié)構(gòu)中使用的鋼，例如Q345、Q420，主要是熱軋鋼板、型材、冷彎薄壁型鋼和壓型板。(1)鋼板分為薄鋼板、厚鋼板、扁鋼，規(guī)格以符號“”加上寬度厚度的毫米數(shù)表示。6001

4、2表示寬度為600mm、厚度為12mm的鋼板。薄鋼板：厚度0.354.0mm，寬度5001500mm，長度0.54m；厚鋼板：厚4.560毫米，寬6003000毫米，長412米；扁鋼：厚度460mm，寬度12200mm，長度39m。6.1.2鋼規(guī)格，(2)熱軋鋼結(jié)構(gòu)常用的型材為角度、槽鋼、I型和h型鋼(圖示)。也分為用“I”和“QI”符號表示的普通和輕量級。h型鋼寬凸緣h型鋼(HK)、窄凸緣h型鋼(HZ)和h型鋼檔案(HU)。圖6.1熱軋鋼材，(3)冷彎薄壁和壓型板薄壁型鋼，用1.55mm薄板成型或冷彎，如圖6.2所示。圖6.2冷彎薄壁型鋼，圖6.3壓型板，壓型板厚0.42毫米鋼板，鍍鋅鋼板，

5、彩色涂層鋼板冷軋波形板，我國有26個壓型板型號。圖6.3是其中的幾個。(1)屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度建筑用鋼的強(qiáng)度和塑性，通常在室溫靜態(tài)載荷下單向拉伸試驗(yàn)曲線中，該試驗(yàn)表明，拉伸試驗(yàn)機(jī)中鋼的標(biāo)準(zhǔn)試件是根據(jù)指定的載荷速度逐漸應(yīng)用拉伸載荷，逐漸拉伸試樣，直到發(fā)生拉伸破壞。根據(jù)負(fù)載加入期間測量的資料，應(yīng)力應(yīng)變曲線(即曲線)如圖6.4所示，軟鋼的應(yīng)力應(yīng)變曲線、6.1.3鋼的機(jī)械性質(zhì)、圖6.4軟鋼的單向拉伸應(yīng)力應(yīng)變圖、應(yīng)力超過FP后的應(yīng)力比應(yīng)力增長快，到達(dá)b點(diǎn)時應(yīng)變急劇增加，應(yīng)力基本上保持不變。此階段稱為屈服階段，應(yīng)力應(yīng)變曲線是水平段，鋼筋生成相當(dāng)大的塑性變形，與c點(diǎn)對應(yīng)的應(yīng)力fy稱為屈服強(qiáng)度。沒有明顯屈服點(diǎn)

6、和塑料平臺的鋼在卸載后殘余變形為0.2%時，其應(yīng)力稱為屈服點(diǎn)，公稱屈服點(diǎn)f0.2。屈服階段后，鋼內(nèi)部組織將重新調(diào)整，直到曲線最高點(diǎn)拉伸強(qiáng)度fu，頸部收縮發(fā)生，變形激增，應(yīng)力減少，最終試樣損壞?？估瓘?qiáng)度是鋼受損前可承受的最大應(yīng)力，但為了沒有實(shí)際意義，僅用作大塑性變形的強(qiáng)度儲存。Fy/fu稱為降伏率，其值越大，表示鋼充分利用。越小，安全儲備越大。(2)塑性鋼的塑性是應(yīng)力超過屈服點(diǎn)后可以立即產(chǎn)生重要塑性變形的特性，可以通過試樣靜態(tài)拉伸時的延伸率來測量。延伸率是詩篇拉伸后原始標(biāo)準(zhǔn)距離的延伸率與原始標(biāo)準(zhǔn)距離的百分比，即(3)冷彎性能的冷彎性能表示冷加工時(即在室溫下加工)鋼的抗裂能力。冷彎試驗(yàn)方法通過材

7、料試驗(yàn)機(jī)中的冷彎沖孔壓力，將厚度為a、寬度為b的板材按照指定的彎曲直徑d彎曲180度，彎曲位置沒有裂紋，不能分層。此外，由于可以檢查鋼的內(nèi)部缺陷(顆粒組織、結(jié)晶、雜質(zhì)分布等)并確認(rèn)鋼的可焊性，因此冷彎性能是衡量鋼質(zhì)量的綜合指標(biāo)(圖6.5)。圖6.5冷彎曲試驗(yàn)圖，(4)沖擊韌性鋼的韌性是鋼在塑性變形和破壞過程中吸收能量的能力，是鋼在動態(tài)載荷下抵抗脆性破壞的能力。鋼結(jié)構(gòu)用鋼的機(jī)械性能指標(biāo)包括表6.1和表6.2，表6.1Q235鋼的機(jī)械性能，表6.2Q345和Q390鋼的機(jī)械性能，6.1.4其他因素對鋼性能的影響，鋼錠在12001300高溫下多次熱軋制造。熱軋改善鋼錠的鑄造組織，使結(jié)晶致密，消除一些

8、缺陷，提高機(jī)械性能。鋼錠厚度與型鋼厚度的比率稱為壓縮比，壓縮率越大，質(zhì)量越好。1，冶煉和軋制工藝，2，鋼鐵硬化，隨著時間的推移鋼鐵強(qiáng)度增加塑料，韌性下降現(xiàn)象稱為老化硬化。人為時效是鋼先發(fā)生10%左右的塑性變形，然后加熱到250，保持1h，然后在空氣中冷卻，幾小時內(nèi)完成時效。鋼在彈塑性或塑性階段卸下后重新加載，屈服點(diǎn)增加，彈性工作范圍增加，但塑性和韌性減少的現(xiàn)象稱為憤世嫉俗。鋼在大約250時拉伸強(qiáng)度增加，塑性和韌性減少，這種現(xiàn)象稱為藍(lán)色脆性(由于表面氧化膜的藍(lán)色)。在脆溫范圍內(nèi)避免熱加工。否則很容易出現(xiàn)裂縫。溫度在室溫下下降，強(qiáng)度會略有增加，但塑料和韌性下降，容易破碎；溫度下降到一定區(qū)間，沖擊韌

9、性急劇下降，破壞特性明顯轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈云茐模@就是低溫制冷性。3溫度的影響，4應(yīng)力集中的影響，由于截面幾何圖形的急劇變化，應(yīng)力線緊密地絞在一起，在孔邊，槽口尖端產(chǎn)生局部峰值應(yīng)力，而其他部分則減少應(yīng)力，形成所謂的應(yīng)力集中現(xiàn)象。如圖6.6中所示，應(yīng)力集中程度隨零部件形狀的變化而變化很大，最大應(yīng)力很大。承受靜態(tài)負(fù)載的元件必須根據(jù)規(guī)格防止剖面造型的急劇變異，并且設(shè)計時不考慮應(yīng)力集中問題。圖6.6應(yīng)力集中中，在連續(xù)反復(fù)載荷下，即使應(yīng)力低于拉伸強(qiáng)度或屈服點(diǎn)以下，鋼的破壞現(xiàn)象也稱為鋼的疲勞。疲勞破壞之前沒有明顯的塑性變形或部分收縮，是突然脆性斷裂。疲勞是由鋼的紋理不均勻和應(yīng)力分布不均勻引起的。5反復(fù)載荷的影響，(1)承重結(jié)構(gòu)中的鋼渡邊杏使用Q235鋼，Q345鋼，(2)在以下情況下的承重結(jié)構(gòu)和構(gòu)件使用Q235沸騰鋼：1)焊接結(jié)構(gòu)a .需要承受直接動力載荷或振動載荷并檢查疲勞的結(jié)構(gòu)b .如果室外空氣溫度低于-20C，則需要承受直接動力載荷或振動載荷但無法確認(rèn)疲勞的結(jié)構(gòu)c .如果室外空氣溫度低于-30c，則所有承重結(jié)構(gòu)2)如果成本接觸結(jié)構(gòu)室外空氣溫度低于-30C，則需要在-20C處承受直接動力載荷并檢查疲勞的結(jié)構(gòu)，6(4)要求疲勞檢查焊接結(jié)構(gòu)的鋼必須在室溫下具有沖擊韌性的合格保證。需要檢查疲勞的未焊接結(jié)構(gòu)