(1)屈服強(qiáng)度。對(duì)于不可逆(塑性)變形開(kāi)始出現(xiàn)時(shí)金屬單位截面上的最低作用外力,定義為屈服強(qiáng)度或屈服點(diǎn)。它標(biāo)志著金屬對(duì)初始塑性變形的抗力。
鋼材在單向均勻拉力作用下,根據(jù)應(yīng)力一應(yīng)變(σ-E)曲線直日?qǐng)D2-1所示,
可分為彈性、彈塑性、屈服、強(qiáng)化四個(gè)階段。
鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核時(shí)根據(jù)荷載算得的應(yīng)力、于材料的容許應(yīng)力結(jié)構(gòu)是安全的。
屈服強(qiáng)度是作為強(qiáng)度計(jì)算和確定結(jié)構(gòu)尺寸的最基本參數(shù)。
(2)抗拉強(qiáng)度。鋼材的抗拉強(qiáng)度表示能承受的最大校應(yīng)力值如圖2-1中的E點(diǎn)所示。在建筑鋼結(jié)構(gòu)中。以規(guī)定抗拉強(qiáng)度的上、下限作為控制鋼材冶金質(zhì)量的一個(gè)手段。
1)如抗拉強(qiáng)度太低,意味著鋼的生產(chǎn)工藝不正常,冶金質(zhì)量不良(鋼中氣體、非金屬夾雜物過(guò)多等)I抗拉強(qiáng)度過(guò)高則反映軋鋼工藝不當(dāng),終軋溫度太低,使鋼材過(guò)分硬化,從而引起鋼材魁性、韌性的下降。
2)規(guī)定了鋼材強(qiáng)度的上下限就可以使鋼材與鋼材之間,鋼材與得縫之間的強(qiáng)度較為接近,使結(jié)構(gòu)具有等強(qiáng)度的要求,避免因材料強(qiáng)度不均而產(chǎn)生過(guò)度的應(yīng)力集中。
3)控制抗拉強(qiáng)度范圍還可以避免因鋼材的強(qiáng)度過(guò)高而給冷加工和焊接帶來(lái)網(wǎng)難。
由于鋼材應(yīng)力超過(guò)屈服強(qiáng)度后出現(xiàn)較大的殘余變形,結(jié)構(gòu)不能正常使用,因此鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是以屈服強(qiáng)度作為承載力極限狀態(tài)的標(biāo)志值,相應(yīng)地在一定程度上抗拉強(qiáng)度ep作為強(qiáng)度儲(chǔ)備。其儲(chǔ)備率可以抗拉強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度的比值強(qiáng)屆比表示,強(qiáng)屈比越大則強(qiáng)度儲(chǔ)備越大。所以對(duì)鋼材除要求符合屈服強(qiáng)度外,尚應(yīng)符合抗拉強(qiáng)度的主要求。
(3)斷后伸長(zhǎng)率。斷后伸長(zhǎng)率是鋼材加工工藝性能的重要指標(biāo),并顯示鋼材冶金質(zhì)量的好壞。
伸長(zhǎng)率是衡量鋼材塑性及延住性能的指標(biāo)。伸長(zhǎng)率越大,表示塑性及延性性能越好,鋼材斷裂前永久塑性變形和吸收能量的能力越強(qiáng)。對(duì)建筑結(jié)構(gòu)鋼的8s要求應(yīng)在16%-23%之間。鋼的斷后伸長(zhǎng)率太低,可能是鋼的冶金質(zhì)量不好所致;伸長(zhǎng)率太高,則可能引起鋼的強(qiáng)度、韌性等其他性能的下降。隨著鋼的屈服強(qiáng)度等級(jí)的提高,斷后伸長(zhǎng)率的指標(biāo)可以有少許降低。
(4)耐疲勞性。鋼筋混凝土構(gòu)件在交變荷載的反復(fù)作用下,往往在應(yīng)力遠(yuǎn)小于屈服點(diǎn)時(shí),發(fā)生突然的脆性斷裂,這種現(xiàn)象叫作疲勞破壞。
(5)冷彎試驗(yàn)。冷彎試驗(yàn)是測(cè)定鋼材變形能力的重耍手段。它以試件在規(guī)定的彎心直徑下彎曲到一定角度不出現(xiàn)裂紋、裂斷或分層等缺陷為合格。在鋼材冷彎試驗(yàn)性能的同時(shí),也可以檢驗(yàn)鋼的冶金質(zhì)量。在冷彎試驗(yàn)中,鋼材開(kāi)始出現(xiàn)裂紋時(shí)的彎曲角度及裂紋的擴(kuò)展情況顯示了鋼的抗裂能力,在一定程度上反映出鋼的韌性。
(6)沖擊韌性。鋼材的沖擊韌性是衡量鋼材斷裂時(shí)所做功的指標(biāo),以及在低溫、應(yīng)力集中、沖擊荷載等作用下,衡運(yùn)抵抗脆性斷裂的能力。鋼材中非金屬夾雜物、脫敘不良等都將影響其沖擊韌性。為了保證鋼結(jié)構(gòu)建筑物的安全,防止低應(yīng)力脆性斷裂,建筑結(jié)構(gòu)鋼還必須具有良好的韌性。目前關(guān)于鋼材脆性破壞的試驗(yàn)方法較多,沖擊試驗(yàn)是最簡(jiǎn)便的檢驗(yàn)鋼材缺口韌性的試驗(yàn)方
法,也是作為建筑結(jié)構(gòu)鋼的驗(yàn)收試驗(yàn)項(xiàng)目之一。
鋼材的沖擊韌性采用V形缺口的標(biāo)準(zhǔn)試件,如圖2-2所示。沖擊韌性指標(biāo)以沖擊荷載使試件斷裂時(shí)所吸收的沖擊功A附表示,單位為1。