水工钢结构-2.钢结构的材料和计算方法
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Fe，C，S，P，N，O，Mn，Si，Cu，Ni，Cr，Nb
Fe：碳素钢约99%，合金钢约95%。 C：影响钢材的强度、塑性、韧性及可焊性。一般控制在0.22% 以下，在0.2%以下时，可焊性良好。 S：是钢材中的有害元素。在高温下使钢材变脆，即热脆现象。 塑性、韧性、可焊性、疲劳强度，含量不得超过0.045%。 P：是钢材中的有害元素。在低温时使钢材变脆，即冷脆现象。 塑性、韧性、可焊性、疲劳强度，含量不得超过0.045%。
冲击能 CV Pl (cos - cos )
P—摆锤重力 l — 摆长
附录一 表4
可焊性
好的可焊性是指焊接安全、可靠、不发生焊接裂缝，焊接接头 和焊缝的冲击韧性以及热影响区的塑性和力学性能都不低于母材。
影响钢材可焊性的因素
钢材的可焊性受碳含量和合金元素含量的影响。碳含量在0.12%～0.20% 范围内的碳素钢，可焊性最好（如Q235B）。碳含量再高可使焊缝和热影响 区变脆。
应力集中现象
不同槽口试件静力拉伸试验的应力——应变曲线
σ
700 600 500 400 300 200 100 0
(N/mm2)
0.4 φ10 ① ② ③ ④ 测距100 10 20 30 ④
可以看出截面槽 口改变愈急剧，应 力集中现象愈厉害， 其抗拉强度愈高， 但塑性愈差，破坏 的脆性倾向愈大。
O
s Ee
e
（c）自强（强化）阶段(DE段) 随荷载的增加σ缓慢增大,但ε增加较快
抗拉强度（极限强度）fu
第二章 钢结构的材料
试件所能承受的最大拉应力
s
（d）破坏（颈缩）阶段(EF段)
截面出现了横向收 缩，截面面积开始 显著缩小，塑性变 形迅速增大，应力 不断降低，变形却 延续发展，直至F点 试件断裂。
低碳钢在常温下的拉伸试验 （1）试验条件
（a）试件的尺寸要符合国家标准，表面光滑，没有孔洞、刻槽
等缺陷。试件的标定长度取其直径的5或10倍。 （b）荷载要分级逐次增加，直到试件破坏。 （c）试验温度要控制在室温20℃左右。
Lo
d
标准试件
钢材的应力-应变关系 A. 有屈服点钢材s-e曲线一般可以分为五个阶段：
2.冶金缺陷
1. 偏析：化学成分不一致，不均匀。 硫、磷偏析严重 影响钢材性能。 2. 非金属夹杂 ：硫化物和氧化物。 3. 气孔 ：一氧化碳气体不能充分逸出而形成。 4. 分层：非金属杂质造成的，会降低钢材的冷弯性能。
钢材的生产
铁矿石-------〉铁-------〉钢--------〉轧制成型 炼铁：以CO、C作为还原剂，高温下将铁矿石中的铁还原 出来。生铁含碳量高（ 〉2.06%）。
用轧钢机将钢锭轧成钢胚，再通过一系列不同形状和孔径的轧 机，轧成所需形状和尺寸的钢材。 钢材的热轧成型，压密钢的晶粒，改善钢的材质。薄的钢材， 辊轧次数多，压缩比大，因而屈服点及伸长率均大于厚板。 钢材的力学性能按板厚或直径分组。
3.应力集中的影响
在钢结构构件中不可避免的存在着孔洞、槽口、凹角、裂缝、厚度变 化、形状变化和内部缺陷等，此时截面中的应力分布不再保持均匀，而是 在一些区域产生局部高峰应力，形成所谓应力集中现象。
单向拉伸时钢材的力学性能指标
（1）屈服强度fy 应力应变曲线开始产生塑性流动时对应的 应力（取屈服阶段波动部分的应力最低值），它是衡量钢材 的承载能力和确定钢材强度设计值的重要指标。
（2）抗拉强度fu
应力应变曲线最高点对应的应力，它
是钢材破坏前所能承受的最大应力。 屈强比大好还是小好？
（3）伸长率δ
钢材防锈
常用方法： 涂料防护（油脂漆、环氧树脂、沥青漆等） 喷镀保护（镀锌、镀鉻） 电化学保护（外接电源阴极保护法，牺牲 阳极保护法）
影响钢材力学性能的主要因素
Main Factors of Influence on Mechanics Performance of Steel Mat.
1.化学成分
特点：应力与应变不再成正比关系，应变增加很快，应力-应变曲线呈锯齿形波动， 出现应力不增加而应变仍然在继续发展。
塑性变形：卸载后试件
不能完全恢复原来的长
度。不能恢复的这一部 分变形称为塑性变形。 屈服点（屈服强度）： 屈服阶段曲线波动部分 的最低值。 流幅：屈服台阶，水平 段。
s
E
B
su
D A C
sy sA
情形一能够测得使用期内应力变幅规律若能预测结构在使用寿命期间各种荷载的应力幅以及次数分布所构成的设计应力谱则根据累积损伤原理可将变幅疲劳折合为等效常幅疲劳将随机变化的应力幅折算为等效应力幅s的应力循环次数情形二不能测得使用期内应力变幅规律设计重级工作制吊车的吊车梁和重级中级工作制吊车桁架时应力幅是按满载得出的实际上常常发生不同程度欠载情况
①
②
③
25 φ10
100 φ10
ε
%
应力集中对σ-ε曲线关系的影响
复杂应力状态下钢材的屈服强度
Z
s
z
s
s
1
3
s
o
X
zx
zy
yx
yz
s
2
xy
xz
s
Y
y
x
s
2
单元体受复杂应力 （应力分量）
s
1
s
3
单元体主应力状态
复杂应力状态下的屈服条件（由第四强度理论确定） 1、平面应力状态
2 2 2 s eq s x s y - s xs y 3 xy f y
第二章 钢结构的材料和计算方法
1、钢结构对材料的要求
钢结构设计原理
Design Principles of Steel Structure
规范推荐的结构用钢：
碳素结构钢 Q235 国标《碳素结构钢》GB/T 700-88 carbon structural steels 低合金高强度结构钢 Q345 Q390 Q420 high strength low alloy structural steels 国标《低合金结构钢》GB/T 1591-94 国标《桥梁用结构钢》GB/T 714-2000
O和N：钢材中的有害杂质。O使钢热脆，N使钢冷脆。
Mn：一种弱脱氧剂，可消除硫、氧对钢材的热脆影响，能改善冷脆性 能。强度、塑性和韧性无甚影响（含量不高时）。碳素结构钢 0.3-0.8%；低合金高强度结构钢 1.0-1.6%。
Si：作为脱氧剂加在低碳钢钢液中，制成质量较高的镇静钢。强度 、塑性和韧性无甚影响（含量不高时）。碳素结构钢 ≯0.3%；低合金高强度结构钢 ≯0.55%。 Cu，Ni，Cr，Nb：加入Cu和Ni可制成耐候钢，加入Ni和Cr可制成不锈 钢，在钢中添加微量的Cr、Nb等合金元素制成耐火钢。
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
T0称为转变温度。界限温度
冲击断裂功
（1）冲击功曲线的反弯点
脆性破坏
两种破 坏均有 转变温 度区
塑性破坏
T1和T2分别为脆性转变温度
和全塑性转变温度。 （2）钢材由塑性破坏转变为 脆性破坏是在温度区间T1 ～ T2内完成的，此温度区间称为 钢材的脆性转变温度区。
脆性破坏
在破坏前无明显变形， 突然发生的， 平直和 平均应力也小（一般 呈有光 危险性大，应 尽量避免。 都小于屈服点），没 泽的晶 有任何预兆。局部高 峰值应力可能使材料 粒。 局部拉断形成裂纹； 冲击振动荷载；低温 状态等可导致脆性破 坏。 钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
试件断裂前的永久变形与原标定长度的百比。
Lo N d N
l1 - l 0 100 % l0
l0— 原标距长
L N d N
l1 —拉断后标距长度
d0 —试件直径
试件有两种标距：l0/ d0=5 和 l0/ d0=10 相应的伸长率用δ5
和δ10表示。
实际工程中以伸长率代表材料断裂前具有的塑性变形能力。
2、三向应力状态（Mises yield condition)
2 2 2 2 2 s eq s x s y s z2 - (s xs y s ys z s zs x ) 3( xy yz zx） f y
或 s eq
1 2 2 2 [(s x - s y ) 2 (s y - s z ) 2 (s z - s x ) 2 ] 3( xy yz zx） f y 2
b
设计文件中的标识方法：Q+屈服点数值+质量等级+脱氧方法 Q235钢分为A、B、C、D质量等级 ，Z TZ 可以省略。 Q235C 为镇静钢 Q235D 为特殊镇静钢 Q345、Q390、 Q420无沸腾钢和半镇静钢。名称中就无脱氧方法符号。 举例：Q235BF Q420B Q235C Q345A Q345B Q390D
冷弯性能
钢材在冷加工（常温下加工） 产生塑性变形时，对发生裂缝 的抵抗能力。 鉴别指标：通过冷弯冲头加压。 当试件弯曲至180°时，检察试件 弯曲部分的外面、里面和侧面， 如果没有裂纹、断裂或分层，即 认为试件冷弯性能合格。
冷弯性能是判别钢材塑性变形能 力和冶金质量的综合指标。
冲击韧性：
带缺口的钢材试件，在冲击试验机上被摆锤击断时所能吸收的 机械能。 Mesnager 试件 Charpy 试件 夏比冲击韧性记为Cv 规范以夏比试件为准 Q235钢 CV=27 J 为合格 , Q345、Q390 、Q420钢 CV=34 J 为 合格。
(a)弹性阶段(OB段)
OA段：纯弹性阶段 s=Ee A点对应的应力： sp （比例极限） AB段：有一定的塑性 变形, 但整个 OB段卸载时, e=0 B点对应的应力： se （弹性极限）
s
E
B
su
D A C
sy sA
O
s Ee
单调拉伸应力-应变曲线
e
（b）屈服阶段[弹塑性阶段
塑性变形阶段（塑性流动）] （BCD)
E
B
F
su
D A C
sy sA
Oபைடு நூலகம்
s Ee
e
B.对无明显屈服点的钢材
设计时以卸载后试件中残余应变为0.2％所对应的应力 作为屈服点 ——“条件屈服点”或“名义屈服点”
s
没有明显屈服点的钢 材在拉伸过程中没有 屈服阶段，塑性变形 小，破坏突然。
fu fy=f0.2
e
0.2%
εp
无屈服点钢材的应力-应变曲线
钢材的主要性能 Materials behaviour
钢材的破坏形式
特 征 断口 后 果
构件应力超过屈服点， 常为杯 并且达到抗拉极限强 形，呈 塑性破坏 度后，构件产生明显 纤维状， （延性破坏） 的变形并断裂。 色泽发 常温及静态荷载作用 暗。 下，一般为塑性破坏。 破坏时构件有明显的 颈缩现象。 在破坏前有很 明显的变形， 并有较长的变 形持续时间， 便于发现和补 救。
4.钢材硬化
钢材硬化 冷作(应变)硬化
s s fy
时效硬化
s
应变时效
fy
fy fp e
0
fp
0
fp
e
0
e
N/mm2 800
δ% Ex103
80 220 210
600
E fu δ fy
60 200 40 190 180 20
400 200
170
160 600 T(0C)
5.温度的影响
0 200 400
3、平面纯剪应力状态
s eq 3 2 f y
fy 3 0.58 f y
同号应力
seq<fy
钢材处于弹性阶段，难以进入塑性状态。 三向拉应力时，直到破坏也没有明显的塑性变形产生，脆性 破坏。
异号应力
seq>fy
钢材易进入塑性状态，钢材强度降低，塑性变形大。 局部应力集中，在动荷载及低温条件下，易使钢材产生脆性 破坏。
应力应变曲线的简化
fy 曲线简化的依据： 1）钢材在屈服点之前的性质 接近理想的弹性体。 2）屈服点之后的流幅现象又 接近理想的塑性体，并且流幅 的范围（e≈0.15％-2.5％） 已足够用来考虑结构或构件的 塑性变形的发展。 钢材是符合理想中的弹性-塑性材料
ε0
0.15%
ε
2.5%
ε
简化的应力－应变曲线
正温范围： （1）温度在150℃以内，钢材材质变化很小，钢结构可用于温度不高于 150℃的场合。 （2）温度在250℃左右的区间内出现蓝脆现象，fu 有局部性提高，同时 塑性降至最低，材料有转脆倾向。 （3）当温度达到600℃时，钢材进入热塑性状态，强度下降严重，将丧失 承载能力。 负温范围：随着温度的降低，钢材的强度提高，而塑性和韧性降低，逐渐 变脆，称为钢材的低温冷脆。钢材的冲击韧性对温度的降低十分敏感。
炼钢： 高温下氧化反应除去生铁中多余的碳和杂质。使含 碳量〈2.06%。 精炼：脱氧
炼钢炉种： 电炉： 质量最佳，费用较贵 平炉： 传统炼钢法，6~12小时 氧气转炉：现代炼钢法，38分钟左右
目前氧气转炉法成为主流。
沸腾钢：以Mn为脱氧剂 F 半镇静钢：介于沸腾钢与镇静钢之间（加入少量Si ） 镇静钢：除Mn外，增加Si为脱氧剂 Z 特殊镇静钢：在用硅脱氧后，再用铝补充脱氧 TZ
Fe：碳素钢约99%，合金钢约95%。 C：影响钢材的强度、塑性、韧性及可焊性。一般控制在0.22% 以下，在0.2%以下时，可焊性良好。 S：是钢材中的有害元素。在高温下使钢材变脆，即热脆现象。 塑性、韧性、可焊性、疲劳强度，含量不得超过0.045%。 P：是钢材中的有害元素。在低温时使钢材变脆，即冷脆现象。 塑性、韧性、可焊性、疲劳强度，含量不得超过0.045%。
冲击能 CV Pl (cos - cos )
P—摆锤重力 l — 摆长
附录一 表4
可焊性
好的可焊性是指焊接安全、可靠、不发生焊接裂缝，焊接接头 和焊缝的冲击韧性以及热影响区的塑性和力学性能都不低于母材。
影响钢材可焊性的因素
钢材的可焊性受碳含量和合金元素含量的影响。碳含量在0.12%～0.20% 范围内的碳素钢，可焊性最好（如Q235B）。碳含量再高可使焊缝和热影响 区变脆。
应力集中现象
不同槽口试件静力拉伸试验的应力——应变曲线
σ
700 600 500 400 300 200 100 0
(N/mm2)
0.4 φ10 ① ② ③ ④ 测距100 10 20 30 ④
可以看出截面槽 口改变愈急剧，应 力集中现象愈厉害， 其抗拉强度愈高， 但塑性愈差，破坏 的脆性倾向愈大。
O
s Ee
e
（c）自强（强化）阶段(DE段) 随荷载的增加σ缓慢增大,但ε增加较快
抗拉强度（极限强度）fu
第二章 钢结构的材料
试件所能承受的最大拉应力
s
（d）破坏（颈缩）阶段(EF段)
截面出现了横向收 缩，截面面积开始 显著缩小，塑性变 形迅速增大，应力 不断降低，变形却 延续发展，直至F点 试件断裂。
低碳钢在常温下的拉伸试验 （1）试验条件
（a）试件的尺寸要符合国家标准，表面光滑，没有孔洞、刻槽
等缺陷。试件的标定长度取其直径的5或10倍。 （b）荷载要分级逐次增加，直到试件破坏。 （c）试验温度要控制在室温20℃左右。
Lo
d
标准试件
钢材的应力-应变关系 A. 有屈服点钢材s-e曲线一般可以分为五个阶段：
2.冶金缺陷
1. 偏析：化学成分不一致，不均匀。 硫、磷偏析严重 影响钢材性能。 2. 非金属夹杂 ：硫化物和氧化物。 3. 气孔 ：一氧化碳气体不能充分逸出而形成。 4. 分层：非金属杂质造成的，会降低钢材的冷弯性能。
钢材的生产
铁矿石-------〉铁-------〉钢--------〉轧制成型 炼铁：以CO、C作为还原剂，高温下将铁矿石中的铁还原 出来。生铁含碳量高（ 〉2.06%）。
用轧钢机将钢锭轧成钢胚，再通过一系列不同形状和孔径的轧 机，轧成所需形状和尺寸的钢材。 钢材的热轧成型，压密钢的晶粒，改善钢的材质。薄的钢材， 辊轧次数多，压缩比大，因而屈服点及伸长率均大于厚板。 钢材的力学性能按板厚或直径分组。
3.应力集中的影响
在钢结构构件中不可避免的存在着孔洞、槽口、凹角、裂缝、厚度变 化、形状变化和内部缺陷等，此时截面中的应力分布不再保持均匀，而是 在一些区域产生局部高峰应力，形成所谓应力集中现象。
单向拉伸时钢材的力学性能指标
（1）屈服强度fy 应力应变曲线开始产生塑性流动时对应的 应力（取屈服阶段波动部分的应力最低值），它是衡量钢材 的承载能力和确定钢材强度设计值的重要指标。
（2）抗拉强度fu
应力应变曲线最高点对应的应力，它
是钢材破坏前所能承受的最大应力。 屈强比大好还是小好？
（3）伸长率δ
钢材防锈
常用方法： 涂料防护（油脂漆、环氧树脂、沥青漆等） 喷镀保护（镀锌、镀鉻） 电化学保护（外接电源阴极保护法，牺牲 阳极保护法）
影响钢材力学性能的主要因素
Main Factors of Influence on Mechanics Performance of Steel Mat.
1.化学成分
特点：应力与应变不再成正比关系，应变增加很快，应力-应变曲线呈锯齿形波动， 出现应力不增加而应变仍然在继续发展。
塑性变形：卸载后试件
不能完全恢复原来的长
度。不能恢复的这一部 分变形称为塑性变形。 屈服点（屈服强度）： 屈服阶段曲线波动部分 的最低值。 流幅：屈服台阶，水平 段。
s
E
B
su
D A C
sy sA
情形一能够测得使用期内应力变幅规律若能预测结构在使用寿命期间各种荷载的应力幅以及次数分布所构成的设计应力谱则根据累积损伤原理可将变幅疲劳折合为等效常幅疲劳将随机变化的应力幅折算为等效应力幅s的应力循环次数情形二不能测得使用期内应力变幅规律设计重级工作制吊车的吊车梁和重级中级工作制吊车桁架时应力幅是按满载得出的实际上常常发生不同程度欠载情况
①
②
③
25 φ10
100 φ10
ε
%
应力集中对σ-ε曲线关系的影响
复杂应力状态下钢材的屈服强度
Z
s
z
s
s
1
3
s
o
X
zx
zy
yx
yz
s
2
xy
xz
s
Y
y
x
s
2
单元体受复杂应力 （应力分量）
s
1
s
3
单元体主应力状态
复杂应力状态下的屈服条件（由第四强度理论确定） 1、平面应力状态
2 2 2 s eq s x s y - s xs y 3 xy f y
第二章 钢结构的材料和计算方法
1、钢结构对材料的要求
钢结构设计原理
Design Principles of Steel Structure
规范推荐的结构用钢：
碳素结构钢 Q235 国标《碳素结构钢》GB/T 700-88 carbon structural steels 低合金高强度结构钢 Q345 Q390 Q420 high strength low alloy structural steels 国标《低合金结构钢》GB/T 1591-94 国标《桥梁用结构钢》GB/T 714-2000
O和N：钢材中的有害杂质。O使钢热脆，N使钢冷脆。
Mn：一种弱脱氧剂，可消除硫、氧对钢材的热脆影响，能改善冷脆性 能。强度、塑性和韧性无甚影响（含量不高时）。碳素结构钢 0.3-0.8%；低合金高强度结构钢 1.0-1.6%。
Si：作为脱氧剂加在低碳钢钢液中，制成质量较高的镇静钢。强度 、塑性和韧性无甚影响（含量不高时）。碳素结构钢 ≯0.3%；低合金高强度结构钢 ≯0.55%。 Cu，Ni，Cr，Nb：加入Cu和Ni可制成耐候钢，加入Ni和Cr可制成不锈 钢，在钢中添加微量的Cr、Nb等合金元素制成耐火钢。
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
T0称为转变温度。界限温度
冲击断裂功
（1）冲击功曲线的反弯点
脆性破坏
两种破 坏均有 转变温 度区
塑性破坏
T1和T2分别为脆性转变温度
和全塑性转变温度。 （2）钢材由塑性破坏转变为 脆性破坏是在温度区间T1 ～ T2内完成的，此温度区间称为 钢材的脆性转变温度区。
脆性破坏
在破坏前无明显变形， 突然发生的， 平直和 平均应力也小（一般 呈有光 危险性大，应 尽量避免。 都小于屈服点），没 泽的晶 有任何预兆。局部高 峰值应力可能使材料 粒。 局部拉断形成裂纹； 冲击振动荷载；低温 状态等可导致脆性破 坏。 钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
试件断裂前的永久变形与原标定长度的百比。
Lo N d N
l1 - l 0 100 % l0
l0— 原标距长
L N d N
l1 —拉断后标距长度
d0 —试件直径
试件有两种标距：l0/ d0=5 和 l0/ d0=10 相应的伸长率用δ5
和δ10表示。
实际工程中以伸长率代表材料断裂前具有的塑性变形能力。
2、三向应力状态（Mises yield condition)
2 2 2 2 2 s eq s x s y s z2 - (s xs y s ys z s zs x ) 3( xy yz zx） f y
或 s eq
1 2 2 2 [(s x - s y ) 2 (s y - s z ) 2 (s z - s x ) 2 ] 3( xy yz zx） f y 2
b
设计文件中的标识方法：Q+屈服点数值+质量等级+脱氧方法 Q235钢分为A、B、C、D质量等级 ，Z TZ 可以省略。 Q235C 为镇静钢 Q235D 为特殊镇静钢 Q345、Q390、 Q420无沸腾钢和半镇静钢。名称中就无脱氧方法符号。 举例：Q235BF Q420B Q235C Q345A Q345B Q390D
冷弯性能
钢材在冷加工（常温下加工） 产生塑性变形时，对发生裂缝 的抵抗能力。 鉴别指标：通过冷弯冲头加压。 当试件弯曲至180°时，检察试件 弯曲部分的外面、里面和侧面， 如果没有裂纹、断裂或分层，即 认为试件冷弯性能合格。
冷弯性能是判别钢材塑性变形能 力和冶金质量的综合指标。
冲击韧性：
带缺口的钢材试件，在冲击试验机上被摆锤击断时所能吸收的 机械能。 Mesnager 试件 Charpy 试件 夏比冲击韧性记为Cv 规范以夏比试件为准 Q235钢 CV=27 J 为合格 , Q345、Q390 、Q420钢 CV=34 J 为 合格。
(a)弹性阶段(OB段)
OA段：纯弹性阶段 s=Ee A点对应的应力： sp （比例极限） AB段：有一定的塑性 变形, 但整个 OB段卸载时, e=0 B点对应的应力： se （弹性极限）
s
E
B
su
D A C
sy sA
O
s Ee
单调拉伸应力-应变曲线
e
（b）屈服阶段[弹塑性阶段
塑性变形阶段（塑性流动）] （BCD)
E
B
F
su
D A C
sy sA
Oபைடு நூலகம்
s Ee
e
B.对无明显屈服点的钢材
设计时以卸载后试件中残余应变为0.2％所对应的应力 作为屈服点 ——“条件屈服点”或“名义屈服点”
s
没有明显屈服点的钢 材在拉伸过程中没有 屈服阶段，塑性变形 小，破坏突然。
fu fy=f0.2
e
0.2%
εp
无屈服点钢材的应力-应变曲线
钢材的主要性能 Materials behaviour
钢材的破坏形式
特 征 断口 后 果
构件应力超过屈服点， 常为杯 并且达到抗拉极限强 形，呈 塑性破坏 度后，构件产生明显 纤维状， （延性破坏） 的变形并断裂。 色泽发 常温及静态荷载作用 暗。 下，一般为塑性破坏。 破坏时构件有明显的 颈缩现象。 在破坏前有很 明显的变形， 并有较长的变 形持续时间， 便于发现和补 救。
4.钢材硬化
钢材硬化 冷作(应变)硬化
s s fy
时效硬化
s
应变时效
fy
fy fp e
0
fp
0
fp
e
0
e
N/mm2 800
δ% Ex103
80 220 210
600
E fu δ fy
60 200 40 190 180 20
400 200
170
160 600 T(0C)
5.温度的影响
0 200 400
3、平面纯剪应力状态
s eq 3 2 f y
fy 3 0.58 f y
同号应力
seq<fy
钢材处于弹性阶段，难以进入塑性状态。 三向拉应力时，直到破坏也没有明显的塑性变形产生，脆性 破坏。
异号应力
seq>fy
钢材易进入塑性状态，钢材强度降低，塑性变形大。 局部应力集中，在动荷载及低温条件下，易使钢材产生脆性 破坏。
应力应变曲线的简化
fy 曲线简化的依据： 1）钢材在屈服点之前的性质 接近理想的弹性体。 2）屈服点之后的流幅现象又 接近理想的塑性体，并且流幅 的范围（e≈0.15％-2.5％） 已足够用来考虑结构或构件的 塑性变形的发展。 钢材是符合理想中的弹性-塑性材料
ε0
0.15%
ε
2.5%
ε
简化的应力－应变曲线
正温范围： （1）温度在150℃以内，钢材材质变化很小，钢结构可用于温度不高于 150℃的场合。 （2）温度在250℃左右的区间内出现蓝脆现象，fu 有局部性提高，同时 塑性降至最低，材料有转脆倾向。 （3）当温度达到600℃时，钢材进入热塑性状态，强度下降严重，将丧失 承载能力。 负温范围：随着温度的降低，钢材的强度提高，而塑性和韧性降低，逐渐 变脆，称为钢材的低温冷脆。钢材的冲击韧性对温度的降低十分敏感。
炼钢： 高温下氧化反应除去生铁中多余的碳和杂质。使含 碳量〈2.06%。 精炼：脱氧
炼钢炉种： 电炉： 质量最佳，费用较贵 平炉： 传统炼钢法，6~12小时 氧气转炉：现代炼钢法，38分钟左右
目前氧气转炉法成为主流。
沸腾钢：以Mn为脱氧剂 F 半镇静钢：介于沸腾钢与镇静钢之间（加入少量Si ） 镇静钢：除Mn外，增加Si为脱氧剂 Z 特殊镇静钢：在用硅脱氧后，再用铝补充脱氧 TZ