鋼結構工程對所用材料的要求可分為鋼材的破壞形式和鋼結構對所用材料的要求兩種類型。
一、鋼材的破壞形式
鋼材的斷裂破壞通常是在受拉狀態下發生的,可分為塑性破壞和脆性破壞兩種方式。鋼材在產生拉絲形以后發生的斷裂破壞稱為塑性破壞,也稱為延性。破壞發生時應力達抗拉強度,構件有明顯的頸縮現象。由于塑性破壞發生前有明顯的變形,并且有較長的變形持續時間,因而易及時發現和補救。在鋼結構工程中未經發現和補救而真正發生的塑性破壞是很少見的。鋼材在變形很小的情況下,突然發生斷裂破壞稱為脆性破壞。脆性破壞發生時的應力常小于鋼材的屈服強度fy,斷口平直,呈有光澤的晶粒狀。由于破壞前變形很小且突然發生,事先不易發現,難以采取補救措施,因而危險性很大。
二、鋼結構對所用材料的要求
鋼材的種類繁多,碳素銘有上百種,合金鋼有多種,性能差別很大,符合鋼結構要求的鋼材只是其中的小部分。用以建造鋼結構工程的鋼材稱為結構鋼它必須滿足下列要求:
(1)抗拉強度幾和屈服強度幾較高。鋼結構設計把f,作為強度承載力極限狀態的標志。幾高可減輕結構自重,節約鋼材和降低造價。幾是鋼材披拉斷能力的極限,fu高可增加結構的安全保障。
(2)塑性和韌性好。塑性和韌性好的鋼材在價載和動載作用下有足夠的應變能力,既可減輕結構脆性破壞的傾向,又能通過較大的塑性變形調整局部應力,且又具有較好的抵抗重復荷載作用的能力。
(3)良好的加工性能。材料應適合冷、熱加工.具有良好的可焊性.不致因加工而對結構的強度、塑性和韌性等造成較大的不利影響。
(4)耐久性好。
(5)價格便宜。
此外,根據結構的具體工作條件,有時還要求鋼材具有is應低厚、舀皿等環垅的能力。根據上述要求,結合多年的實踐經驗,《鋼結構設計規范)(GB J17.88)推薦碳家結構鋼中的Q235鋼、低合金結構鋼中的Q345鋼(16錳鋼)和Q390鋼(15錳釩鋼)可作為結構用鋼。Q420鋼(15MnV)也將被推薦使用。隨著研究的深入,必將有一些滿足要求的其他種類鋼材可供使用。若選用鋼結構設計規范還未推薦的鋼材時,需有可靠的依據,以確保鋼結構的質量。