哈工大钢结构基本原理课件.ppt

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,土木工程学院,主讲：

邵永松教授,钢结构基本原理及设计,钢结构基本原理及设计,使用教材:

钢结构设计原理张耀春高等教育出版社参考用书:

钢结构魏明钟主编武汉理工大学出版社钢结构钟善桐中国建筑工业出版社,钢结构基本原理及设计,课程内容体系介绍,结构,轴心构件受弯构件偏心构件,材料,发展,构件,厂房,高层建筑,桥梁结构,大跨度建筑,塔桅结构,焊接铆接螺栓,焊接铆接螺栓,计算方法设计原理,钢结构基本原理及设计,1-1钢结构发展简史,1-2钢结构特点及应用,1-3钢结构的设计方法,1-4钢结构的新发展,第1章绪论,第1章绪论,1-1钢结构发展简史,全国重点保护文物泸定铁索桥，建于17051706年，桥身共由13根铁链组成；每根（铁链）由862977节铁环相扣，每根铁链重13001800kg。

1.古代发展,1-1钢结构发展简史,根据文献记载，中国早在公元前五十年就建成了跨度达百米的铁索桥，而欧美直到十七世纪尚未出现铁索桥。

泸定铁索桥,防腐问题,1-1钢结构发展简史,公元1061年（宋代）在湖北荆州玉泉寺建成的13层铁塔，目前依然存在。

铁塔高17.9米，八角十三级，重53.3吨，为我国现存最高、最重、最大的铁塔。

已有900多年的历史。

我国古代金属结构建筑在世界上处于领先地位。

镇江甘露寺铁塔、荆州玉泉寺铁塔等等。

1-1钢结构发展简史,甘露寺铁塔位于天王殿东北，实际上是唐宝历元年（八二五年）卫公李德裕建，故又称卫公塔。

宋代重铸为铁塔，原塔为七级。

十九世纪末又因大风疾雷，倾倒四层。

1-1钢结构发展简史,建国前,2.现代,19271937年是我国土木工程及金属结构建设的黄金时代，代表作品有：

沈阳皇姑屯机车厂钢结构厂房（1927）,广州中山纪念堂圆屋顶（19281931）,钱塘江大桥（1937）,1-1钢结构发展简史,广州中山纪念堂是为了纪念孙中山先生建造的，于1931年10月竣工。

厅内容积为33300立方米，容量为5000人。

建国后，广州市的标志性建筑，为国家一级文物。

1-1钢结构发展简史,由茅以升先生主持兴建的杭州钱塘江大桥。

该桥由他带领一批留学生自行设计和监造（实际施工由丹麦康益洋行承包下部结构和沉箱基础工程，上部结构钢梁则由英商道门朗公司承包制造和安装）。

1-1钢结构发展简史,建国后,第一个五年计划：

以工业厂房（156个大型项目）、交通工程为主。

第一重型机械厂,第一汽车制造厂,1-1钢结构发展简史,人民大会堂,第二第四个五年计划：

以公共建筑为主。

钢屋架,跨度61米高度7米,1-1钢结构发展简史,第五个五年计划：

以工业厂房、公共建筑、交通工程为主,宝钢厂区,1-1钢结构发展简史,芜湖长江大桥,九江长江大桥,（钢材15MnVN）,1-1钢结构发展简史,瑞金饭店27层107米金沙江大酒店14层41.4米锦江宾馆43层153.21米静安希尔顿宾馆,京广中心53层208米京城大厦52层国贸中心40层长富宫25层,1-1钢结构发展简史,1-1钢结构发展简史,1997年，我国钢产量达1亿吨,1998年投产的轧制H型钢系列1991年2月4日马鞍山钢铁公司轧制我国第一根H型钢1996年建成的深圳地王大厦高度325米1998年建成的大连远洋大厦，钢结构高层建筑（高度201米，51层），全部由我国自己完成,1-1钢结构发展简史,上海金茂大厦,上海证券大厦,1-1钢结构发展简史,主跨602米的结合梁斜拉桥在1994年建成时居世界斜拉桥跨度之首，现名列第三。

上海杨浦大桥,1-1钢结构发展简史,自1996年超过1亿吨以来，一直位列世界钢产量的首位，2006年更达到创纪录的3.8亿吨。

我国新的钢结构设计规范GB50017和冷弯薄壁型钢结构技术规范GB50018也已发布实施。

所有这些，为钢结构在我国的快速发展创造了条件。

1-1钢结构发展简史,于1777-1781年，世界上第一座铸铁桥。

它的建造者是钢铁大王亚伯拉罕达比。

由建筑师TF普里查德协助设计。

这座桥横跨塞文河，跨度为30.5米。

3.钢结构在国外的发展史简介,1-1钢结构发展简史,框架结构最初在美国得到发展，其主要特点是以生铁框架代替承重墙。

1858-1868年建造的巴黎圣日内维夫图书馆，是初期生铁框架形式的代表。

1-1钢结构发展简史,英国利兹货币交易所,伦敦老火车站,美国1850-1880年间“生铁时代”建造的大量商店、仓库和政府大厦多应用生铁构件门面或框架。

1-1钢结构发展简史,第一座依照现代钢框架结构原理建造起来的高层建筑是芝加哥家庭保险公司大厦。

（1883-1885，WilliamLeBaronJenney）,共十层外形仍然保持着古典的比例,1-1钢结构发展简史,巴黎的埃菲尔铁塔，在1889年为纪念法国大革命一百周年而建造，落成之日，设计者埃菲尔骄傲地向世人宣称，世界上只有法国的国旗具有300米高的旗杆。

1-1钢结构发展简史,英国福斯桥,建于1889年，是世界上第一座现代化钢桥。

计算简图,1-1钢结构发展简史,钢拱桥是二十世纪早期常见的桥梁形式。

1-1钢结构发展简史,美国旧金山的金门大桥，建于20世纪30年代用了二万多根钢丝缆绳组成,1-1钢结构发展简史,纽约帝国大厦,马来西亚石油大厦,1-1钢结构发展简史,纽约帝国大厦1931年102层381米芝加哥汉考克大厦1970年100层337米纽约世界贸易中心1973年110层411米芝加哥西尔斯大厦1974年109层442米马来西亚石油大厦1996年88层450米金茂大厦88层421米,1-1钢结构发展简史,1-1钢结构发展简史,芝加哥西尔斯大厦,柳京饭店，它有一百零五层，高三百八十米，约有三千个房间，朝鲜最高的建筑，朝鲜建筑史上的奇迹。

平壤古代又名柳京。

介绍一座混凝土建筑：

1-1钢结构发展简史,框架结构体系框架支撑结构体系框架剪力墙体系框架-筒体结构体系悬挂结构体系成束筒结构,4.高层钢结构结构体系,构件,连接,1-1钢结构发展简史,一、钢结构的特点,2.塑性、韧性好，各向同性、力学性能与力学假定符合程度好，抗震性能好；,1.强度/重量比大；稳定性,3.具可焊性、易加工制造、具良好的装配性；,4.密封性好；,5.可以重复利用；,6.有一定的耐热性，但是耐火性较差；,7.易锈蚀、有焊接残余应力；,8.低温冷脆。

1-2钢结构特点及应用,1-2钢结构特点及应用,工业化程度高（具可焊性、易加工制造、具良好的装配性）,1-2钢结构特点及应用,密封性能好,1-2钢结构特点及应用,耐火性不好，易锈蚀,钢结构通常在450650温度中就会失去承载能力发生很大的变形，导致钢柱、钢梁弯曲，因过大变形不能使用一般不加保护的钢结构的耐火极限为15分钟左右。

1-2钢结构特点及应用,A.外包层在钢结构外表添加外包层，可以现浇成型，可以采用喷涂法。

B.充水（水套）空心型钢结构内充水是抵御火灾最有效的防护措施。

提高钢结构耐火性的措施,1-2钢结构特点及应用,屏蔽钢结构设置在耐火材料组成的墙体或顶棚内，或将构件包藏在两片墙之间的空隙里增加少许耐火材料或不增加即能达到防火的目的一种经济的防火方法。

D.膨胀材料采用钢结构防火涂料保护构件具有防火隔热性能好、施工不受钢结构几何形体限制等优点一般不需要添加辅助设施，涂层质量轻，美观先进防火技术措施。

1-2钢结构特点及应用,1.大跨度结构,有空间桁架、网架、网壳、悬索、张弦梁、拱架和框架等,二.钢结构的应用,国家大剧院,1-2钢结构特点及应用,北京中华世纪坛,1-2钢结构特点及应用,2.工业厂房,鞍钢1700连铸主厂房工程,鞍钢大连镀锌线主厂房工程,1-2钢结构特点及应用,3.受动力荷载作用的结构（桥梁、吊车梁）,1-2钢结构特点及应用,深圳地王大厦,4.多层与高层结构,香港中银,汇丰银行,1-2钢结构特点及应用,上海环球金融中心根据设计方案，大厦高492米、101层，建成后其高度将超过目前居世界第一的马来西亚大厦（高452米）。

1-2钢结构特点及应用,青岛电视塔,5.高耸结构,神州飞船发射塔,1-2钢结构特点及应用,多伦多电视塔,多伦多电视塔,东方明珠,1-2钢结构特点及应用,6.可拆卸移动结构,应用于建筑、铁路、公路、水利、商业、旅游和军事等领域的办公室、指挥部、宿舍、会议室、仓库、商店及各种临时用房。

1-2钢结构特点及应用,7.容器和管道,1-2钢结构特点及应用,各种筒仓,南京扬子石化化工厂,1-2钢结构特点及应用,配以零件、扣件、门窗等形成比较完善的建筑体系，即轻钢结构体系。

体系由工厂制作，现场按要求拼装形成。

具有自重轻，建设周期短，适应性强，外表美观，造价低，易维护等特点。

由于自重轻，也降低了基础的造价。

8.轻型钢结构,彩钢板作屋面和墙面薄壁型钢作檩条和圈梁H型截面做柱与梁现场用螺栓或焊接门式钢架为主要结构的一种建筑,1-2钢结构特点及应用,厂房、库房、体育馆展览馆机场机库,已建和在建的浦东国际机场、首都国际机场、萧山国际机场、成都双流国际机场等重要工程。

1-2钢结构特点及应用,全钢结构无吊车,砼柱+钢屋盖排架结构,1-2钢结构特点及应用,多层循环类停车设备,1-2钢结构特点及应用,9.钢与混凝土组合结构,黑龙江省联通大厦,1-2钢结构特点及应用,1.传统的容许应力法和最大荷载法（统称单系数法）20世纪初五十年代,前言、钢结构设计方法的发展演变,最大荷载法也称极限荷载法SK是容许荷载产生的荷载效应；Rb是结构构件的破坏抗力。

1-3钢结构的设计方法,1-3钢结构的设计方法,2.三系数极限状态设计法五十年代七十年代,将一个安全系数分解为三个系数：

超载系数材料均质系数工作条件系数,特点-提出两种极限状态：

（1）承载力极限；

（2）正常使用极限状态。

1-3钢结构的设计方法,3.半概率极限状态设计法八十年代,SK是荷载效应标准值；Rk是结构构件抗力标准值。

K1荷载系数（1.23）K2材料系数（3号钢K2为1.143，16Mn钢为1.175）K3调整系数（一般等于1）,令,是构件截面的几何特征,1-3钢结构的设计方法,公式形为容许应力法表达式，实为半概率半经验的极限状态设计法。

缺点：

系数大小并不反映可靠度，例如3号钢K=1.41，16Mn钢K=1.45，并不说明用16Mn的结构比3号钢安全。

1-3钢结构的设计方法,1.3.1概率极限状态设计法,将影响结构功能的诸因素作为随机变量，认为任何设计都不能保证绝对安全，而是存在一定风险，只要失效概率小到可接受的程度，可认为结构是安全的。

思想：

半概率法近似概率法全概率法,1-3钢结构的设计方法,结构的功能要求结构在规定的设计使用年限内应满足的功能有：

（1）正常施工和正常使用时，能承受可能出现各种作用；

（2）正常使用时具有良好的工作性能；（3）正常维护下具有足够的耐久性；（4）在设计规定的偶然事件（如地震、火灾、爆炸、撞击等）发生时及发生后，仍能保持必须的整体稳定性。

1-3钢结构的设计方法,二.结构的可靠度结构在规定的时间内，规定的条件下，完成预定功能的概率。

一般建筑物的设计基准期为50年。

三.结构的极限状态极限状态-整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求。

承载力极限状态强度破坏、疲劳破坏、结构和构件丧失稳定。

（2）正常使用极限状态影响结构、构件和非结构构件正常使用或耐久性能的局部损坏。

1-3钢结构的设计方法,R、S受许多随机因素影响而不具确定性。

结构可靠度定义：

结构在规定时间内，在规定条件下，完成预定功能的概率。

四.概率极限状态设计原理,1-3钢结构的设计方法,结构可靠度失效概率,归并R、S两个基本变量，设二者都服从正态分布，这样Z也是正态随机变量。

平均值,标准差,2.失效概率可靠指标,1-3钢结构的设计方法,可靠指标,表示平均值，确定曲线位置；表示离散程度，确定形状。

只要二者确定，正态分布f（z）就确定令：

f（z）,Z,指标确定了f（z）的分布，由其可确定失效概率Pf,1-3钢结构的设计方法,半概率法是分别考虑荷载效应与抗力的变异性，概率法是用可靠指标将荷载与抗力的变异性对结构的影响联合考虑。

五.设计表达式,按照概率表达式不符合人们习惯将公式转化为设计人员熟悉的分项系数设计式：

Z=RS,1.承载力极限状态表达式,1-3钢结构的设计方法,根据结构功能要求，进行承载能力极限状态设计时，应考虑作用效应的基本组合，必要时应考虑作用效应的偶然性（如火灾、爆炸、撞击、地震等偶然事件的组合）,

（1）基本组合可变荷载效应控制的组合：

结构重要性系数,荷载效应值,分项系数,组合值系数,1-3钢结构的设计方法,构件本身的承载能力（抗力）R是材料性能和构件几何因素的函数：

材料强度的标准值,抗力分项系数,几何因素（截面积或截面抵抗矩）,材料或连接设计强度,1-3钢结构的设计方法,永久荷载效应控制的组合：

对于一般排架、框架结构，可采用简化式计算：

由可变荷载效应控制的组合：

由永久荷载效应控制的组合，仍按上式进行计算,1-3钢结构的设计方法,

（2）偶然组合极限状态设计表达式宜按下列原则确定：

偶然作用的代表值不乘分项系数；与偶然作用同时出现的可变荷载，应根据观测资料和工程经验采用适当的代表值具体的设计表达式及各种系数，应符合专门规范的规定。

2.正常使用极限状态表达式结构只考虑荷载的标准组合，其设计式为：

1-3钢结构的设计方法,1-4钢结构的新发展,1.4.1结构用钢的新发展,高强度高性能钢、低屈服点钢和耐火钢的开发和应用Q420钢，该钢材（15MnVN）已应用在九江长江大桥建设压型钢板薄壁型钢应用,网架和网壳结构张弦桁架悬挂结构变截面轻钢门式刚架金属拱型波纹屋盖钢-混凝土组合结构和混合结构,1.4.2新型结构体系的应用和发展,1-4钢结构的新发展,1.4.3设计方法的新发展设计方法还有待发展开展整个框架结构体系为对象的二阶非弹性分析,预应力钢结构计算机应用结构优化,1-4钢结构的新发展,第2章钢结构材料,2-1概述,2-2钢材的生产,2-3钢材的主要性能,第2章钢结构材料,2-4各种因素对钢材性能的影响,2-5钢材的疲劳,2-6建筑用钢的种类、规格和选用,1）有较高的强度，屈强比满足要求，保证安全储备,2）有足够的变形能力,塑性-破坏前有预兆，能内力重分布,韧性-在动载下破坏能吸收较大能量,2-1概述,4）适应低温、有害介质侵蚀及承受疲劳荷载,5）易生产、价格便宜,3）有良好的加工性能，适应冷热加工，有良好的可焊性,钢结构设计规范（GB50017-2002）推荐的普通碳素结构钢Q235钢和低合金高强度结构钢Q345、Q390及Q420符合要求,2-1概述,2-2钢材的生产,2.2.1钢材的冶炼,一.炼铁,二.炼钢碳素钢低合金高强度结构钢常用的炼钢炉有三种形式：

转炉、平炉和电炉。

电炉炼钢炼成的钢质量好。

耗电量大，成本高。

转炉炼钢是利用高压空气或氧气氧气顶吹转炉冶炼的钢中有害元素和杂质少，生产周期短，效率高、质量好、成本低。

钢材的生产分为炼铁、炼钢和轧制,2-2钢材的生产,2-2钢材的生产,2-2钢材的生产,平炉炼钢，平炉的原料广泛，容积大，产量高，冶炼工艺简单，化学成分易于控制，炼出的钢质量优良。

平炉钢周期长，效率低成本高,三.钢材的浇注和脱氧按脱氧的方法和程度的不同，碳素结构钢可分为沸腾钢、半镇静钢、镇静钢和特殊镇静钢4类。

沸腾钢采用脱氧能力较弱锰作脱氧剂，脱氧不完全。

钢中留有较多氧化铁夹杂和气孔。

质量较差。

镇静钢采用锰加硅作脱氧剂，脱氧较完全，硅在还原氧化铁过程中还会产生热量，使钢液冷却缓慢，使气体充分逸出，浇注时不出现沸腾现象。

质量好，成本高。

半镇静钢的脱氧程度介于上述二者之间。

特殊镇静钢是在锰硅脱氧后，再用铝补充脱氧，脱氧程度高于镇静钢。

低合金高强度结构钢一般都是镇静钢。

2-2钢材的生产,以“Q”代表屈服点屈服点数值共分195、215、235、255和275（MPa）5种质量等级按有害成分硫、磷含量由多到少的规律，分别由A、B、C、D符号表示脱氧方法以F表示沸腾钢，b表示半镇静钢，Z表示镇静钢，TZ表示特殊镇静钢。

Z和TZ在钢的牌号中予以省略C级只能是Z，D级只能是TZ。

例如：

Q235AF表示屈服点为235MPa的A级沸腾钢Q215B，表示屈服点为215MPa的B级镇静钢Q215Bb表示屈服点为215MPa的B级半镇静钢,2-2钢材的生产,一.钢材的组织构造碳素结构钢是在纯铁中加适量的碳来提高强度铁素体强度、硬度较低，而塑性、韧性良好渗碳体铁碳化合物熔点高，硬度大，几乎没有塑性与铁素体晶粒形成珠光体，在铁素体晶粒空隙中，形成网状间层。

珠光体强度很高，坚硬富有弹性低合金结构钢是在低碳钢中加入少量的合金元素合金元素及其化合物溶解于铁素体和珠光体中，使强度提高，塑性、韧性和焊接性能不降低,2.2.2钢材的组织构造和缺陷,2-2钢材的生产,二.钢材的铸造缺陷冶金缺陷，如偏析、非金属夹杂、气孔、缩孔和裂纹等,热加工、冷加工和热处理三种。

将钢坯加热至塑性状态，依靠外力改变其形状,产生出各种厚度的钢板和型钢，称为热加工在常温下对钢材进行加工称为冷加工通过加热、保温、冷却的操作方法，使钢的组织结构发生变化，称为热处理,2.2.3钢材的加工,2-2钢材的生产,一.热加工开轧和锻压温度控制在11501300钢材轧制成钢板或型钢，使金属的晶粒变细，压合钢坯中的气孔、裂纹等缺陷，改善钢材的力学性能。

热轧薄板和壁厚较薄的热轧型钢，因辊轧次数较多，钢材的性能改善明显，其强度、塑性、韧性和焊接性能均优于厚板和厚壁型钢钢材强度按板厚分组,2-2钢材的生产,钢中的硫化物和氧化物等非金属夹杂，经轧制之后被压成薄片会出现分层现象。

使钢板沿厚度方向受拉的性能恶化,钢材沿轧制方向（纵向）的性能优于垂直轧制方向（横向）的性能，使各向异性增大。

钢板部件应沿其横向切取试件进行拉伸和冷弯试验。

2-2钢材的生产,二.冷加工冷轧卷板和冷轧钢板冷弯薄壁型钢和压型钢板高强钢丝,2-2钢材的生产,2-2钢材的生产,三.热处理包括退火、正火、淬火和回火退火和正火改善组织以提高钢的机械性能其操作方法为：

在炉中钢材加热保温一段时间后，随炉温冷却至500以下，再放至空气中冷却的工艺称为完全退火若保温后从炉中取出在空气中冷却的工艺称为正火。

正火的冷却速度比退火快，强度和硬度有所提高低温退火，主要用来消除铸件、热轧件、锻件、焊接件和冷加工件中的残余应力,2-2钢材的生产,淬火工艺是将钢件加热到900以上，保温后快速在水中或油中冷却增加了钢材强度和硬度，使塑性和韧性降低回火工艺将淬火后的钢材加热到某一温度进行保温，而后在空气中冷却消除残余应力，调整强度和硬度，减少脆性，增加塑性和韧性，形成较稳定的组织。

通常称淬火加高温回火的工艺为调质处理。

强度较高的钢材，如Q420中的C、D、E级钢和高强度螺栓的钢材都要经过调质处理。

2-2钢材的生产,钢材有两种完全不同的破坏形式：

塑性破坏脆性破坏塑性破坏的主要特征是，破坏前具有较大的塑性变形，常在钢材表面出现明显的相互垂直交错的锈迹剥落线。

破坏后的断口呈纤维状，色泽发暗。

脆性破坏的主要特征是，破坏前塑性变形很小，或根本没有塑性变形，而突然迅速断裂。

破坏后的断口平直，呈有光泽的晶粒状或有人字纹。

2-3钢材的主要性能,2.3.1钢材的破坏形式,2-3钢材的主要性能,钢材的多项性能指标通过单向拉伸试验获得给出相应钢材的单调拉伸应力应变曲线。

由试验曲线看出，在比例极限p以前钢材的工作是弹性的；比例极限以后，进入了弹塑性阶段；达到了屈服点fy后，塑性平台；出现强化阶段，产生颈缩而破坏。

2.3.2钢材在单向一次拉伸下工作性能,2-3钢材的主要性能,一.四个工作阶段：

1）弹性阶段：

2）弹塑性阶段：

应力由0比例极限fp,应力由fp屈服点fy,3）塑性阶段：

应力保持fy不变，应变由（0.10.2）%（23）%;,4）强化阶段：

应力由fy抗拉强度fu,设计以钢材的屈服点fy作为静力强度承载力极限,2-3钢材的主要性能,fy,如果没有残余应力，比例极限与屈服应力合为一点，弹塑性阶段消失，为简化计算，将应力应变关系简化为如图,二.理想弹塑性体,理想弹塑性体应力应变关系,1强度设计时以钢材的屈服强度为基础，抗拉强度u是钢材破坏前所承受最大应力，此时结构因塑性变形很大而失去使用性能，uy值的大小，作为钢材强度储备的参数,三.钢材的机械性能,2-3钢材的主要性能,衡量钢材塑性变形能力的主要指标是伸长率和断面收缩率。

2塑性,原标距间长度的伸长值与原标距比值的百分率。

一般以l0d0=5为标准试件。

伸长率5：

式中：

l0试件原标距长度；d0试件标距长度内的直径；l1试件拉断后标距间的长度。

2-3钢材的主要性能,断面的颈缩率：

式中：

A0试件标准断面的面积A1试件拉断后颈缩区的断面积,钢材单调拉伸应力应变曲线提供了三个重要的力学性能指标：

抗拉强度fu、伸长率和屈服点fy。

抗拉强度fu是钢材一项重要强度指标，反映钢材受拉时能承受的极限应力伸长率是衡量钢材断裂前所具有的塑性变形能力的指标，其相应伸长率分别用5或10表示屈服点fy是钢结构设计中应力允许达到的最大限值,2-3钢材的主要性能,一.冷弯性能钢材的冷弯性能由冷弯试验确定试验时，根据钢材的牌号和不同的板厚，按国家相关标准规定的弯心直径，在试验机上把试件弯曲180以试件表面和侧面不出现裂纹和分层为合格冷弯试验不仅能检验材料承受规定的弯曲变形能力大小，还能显示其内部的冶金缺陷判断钢材塑性变形能力和冶金质量的综合指标,2.3.3钢材的其它性能,2-3钢材的主要性能,冷弯性能试验方法具有一定弯心直径d的冲头对标准试件中部施加荷载使之弯曲不出现裂纹或分层，判断钢材的冷弯性能,冷弯性能试验,2-3钢材的主要性能,二.冲击韧性单调拉伸试验比较不同钢材在正常情况下韧性好坏冲击韧性是评定带有缺口钢材冲击荷载作用下抵抗脆性破坏能力的指标，通常用带有夏比V型缺口的标准试件,冲击韧性值随温度的降低而降低相当温度下的冲击韧性指标：

在寒冷地区承受动力作用重要承重结构，应根据工作温度和所用钢材牌号，提出相当温度下的冲击韧性指标要求,2-3钢材的主要性能,钢材的冲击韧性是指钢材在冲击荷裁作用下，断裂过程中吸收机械动能的一种能力，是衡量钢材抵抗冲击荷裁作用我国以前曾采用过梅氏试件（U形缺口）作冲击韧性试验。

2-3钢材的主要性能,多轴应力下，材料的综合强度指标要用变形时单位体积中积聚的能量来衡量,形状改变比能理论：

三向应力下，形状改变比能等于单向拉伸下积聚的比能时，钢材由弹性转入塑性状态,2.3.4钢材在复杂应力状态下的屈服条件,时，为塑性状态；时，为弹性状态,2-3钢材的主要性能,对塑性材料，同号应力状态易发生脆断，钢材在异号应力状态时容易发生塑性破坏。

正应力与剪应力表示：

2-3钢材的主要性能,当1、2、3为同号应力且数值接近时，即使它们各自都远大于fy，折算应力zs仍小于fy说明钢材很难进入塑性状态破坏表现为脆性,2-3钢材的主要性能,在实腹梁的腹板中：

当纯剪时：

钢材的抗剪设计强度为：

平面应力状态下,2-3钢材的主要性能,碳含碳量低，钢的强度不高但塑性大伸长率和冲击韧性高，钢质柔软，易于冷加工、切削和焊接含碳量较高，钢的强度高，但塑性小，硬度大，性脆，不易加工,2.4.1化学成分的影响,2-4各种因素对钢材性能的影响,2-4各种因素对钢材性能的影响,锰元素（Mn）是一种弱脱氧剂锰提高钢材的屈服强度和抗拉强度，改善钢材的冷脆倾向，降低硫、氧对钢材的热脆影响，改善钢材热加工性能，