1钢结构对材料性能的要求

钢结构对材料性能的要求
钢结构对材料性能的要求是多方面的，具体表现在以下方面：
1．强度
强度是材料的承载能力的体现，主要指标有:
屈服点f y ——设计时钢材可达到的最大应力。

抗拉强度f u ——钢材破坏前能够承受的最大应力。

钢材达到 fu 时，已产生很大塑性变形而失去使用性能，但fu 高则可以增加结构的安全保障，故fu/fy 的值可看作钢材强度储备系数。

该两个指标均由静力拉伸试验得出
静力拉伸试验
2．塑性
钢材的塑性为当应力超过屈服点后，能产生显著的残余变形（塑性变形）而不立即断裂的性质。

塑性好坏可用两个指标来表示：
伸长率δ——试件拉断时原标距间长度伸长值与原标距比值的百分率。

根据试件原标距长度l0与试件中间部分的直径d0 的比值为10或5而分为δ10或δ5。

%100001⨯-=l l l δ
式中，l1——试件拉断后标距间长度。

断面收缩率——试件拉断后，颈缩区的断面面积缩小值与原断面面积比值的百分率。

%100010⨯-=A A A ψ
式中，
A0 ——试件原来的断面面积；
A1 ——试件拉断后颈缩区的断面面积；
结构或构件在受力时（尤其承受动力荷载时）材料塑性好坏往往决定了结构是否安全可靠，因此钢材塑性指标比强度指标更为重要。

3．韧性
钢材的韧性是钢材在塑性变形和断裂的过程中吸收能量的能力，也是表示钢材抵抗冲击荷
载的能力，它是强度与塑性的综合表现。

钢材韧性通过冲击试验(图1)，测定冲击功来表示。

式中：
ak——冲击韧性值；
Ak——冲击功；
An——试件缺口处的净截面积。

图1 冲击试验
钢结构设计规范对钢材的冲击韧性ak有常温和负温要求的规定。

选用钢材时，根据结构的使用情况和要求提出相应温度的冲击韧性指标要求。

4．可焊性
钢材的可焊性是指在一定工艺和结构条件下，钢材经过焊接能够获得良好的焊接接头的性能。

可焊性分为施工上的可焊性和使用性能上的可焊性。

施工上的可焊性指对产生裂纹的敏感性，使用性能上的可焊性是指焊接构件在焊接后的力学性能是否低于母材。

5．冷弯性
冷弯性能是指钢材在冷加工（常温下加工）产生塑性变形时，对产生裂缝的抵抗能力。

冷弯性能用试验方法来检验钢材承受规定弯曲程度的弯曲变形性能，检查试件弯曲部分的外面、里面和侧面是否有裂纹、裂断和分层。

冷弯性能用试验
6．耐久性
耐久性需要考虑的有：耐腐蚀性、“时效”现象、疲劳现象等。

时效：随着时间的增长，钢材的力学性能有所改变。

疲劳：多次反复荷载作用下，钢材低于屈服点fy 发生的破坏。

7．Z向伸缩率
当钢材较厚时，或承受沿厚度方向的拉力时，要求钢材具有板厚方向的收缩率要求，以防厚度方向的分层、撕裂。