【SAP钢结构材料学习教案】主要讲解了钢结构材料在工程中的关键特性,包括塑性破坏与脆性破坏的区分,以及钢材在不同受力状态下的性能。以下是详细的知识点总结:
1. **塑性破坏与脆性破坏**:
- **塑性破坏**:在破坏前,材料出现显著的塑性变形,破坏过程相对较长,断口颜色暗淡,有补救的可能性。
- **脆性破坏**:破坏前没有明显的预兆,断裂快速且变形小,断口平整发亮,无法补救。
2. **钢材的破坏形式**:
- **受拉、受压、受弯及受剪时的性能**:
- **一次拉伸时的性能**:基于标准试件(如GB228—63标准),在常温下缓慢加载。含碳量0.1%-0.3%的钢材,试件的lo/d比通常为5或10。
- **应力-应变曲线**:钢材经历弹性阶段、弹塑性阶段、塑性阶段、强化阶段和颈缩阶段。对于无明显屈服点的钢材,会采用条件屈服点(f0.2,对应0.2%残余变形的应力)。
3. **应力应变曲线简化**:
- **理想弹塑性体**:fy与fb相差不大,超过fy到屈服台阶的变形约2.5%-3%,满足结构塑性发展需求。
- **强度计算**:在静载下,以fy为强度计算基础,fu作为安全储备。
- **断裂变形**:断裂时的变形大约是弹性变形的200倍,可见明显的塑性变形,有利于提前发现并补救。
4. **钢材的机械性能指标**:
- **屈服点 fy**:钢材开始产生塑性流动时的应力,是决定其承载能力和设计强度的重要参数。
- **抗拉强度 fu**:应力应变曲线的峰值应力,表示钢材的最大抗拉强度。
- **伸长率**和**断面收缩率**:衡量钢材塑性变形能力的指标,分别用δ5和δ10表示。
5. **受力性能**:
- **受压性能**:采用短试件,屈服点与单向拉伸时相似。
- **受弯性能**和**受剪性能**:受弯时采用特定的性能计算,受剪强度通过折算应力公式得出。
6. **冷弯性能**:
- 是评估钢材塑性和质量的整体指标,通过冷弯试验进行测试。
7. **冲击韧性**:
- 衡量钢材在动态荷载下的抗脆性破坏能力,通常通过测定断裂时吸收的总能量(包括弹性及非弹性能量)来表示,单位为J,并受到温度的影响。
这些知识点对于理解和设计钢结构至关重要,它们涉及到材料的选择、结构的安全性和耐久性评估。在实际应用中,必须考虑各种工况下的性能,以确保建筑结构的安全和可靠。