Page 172 - 建筑结构设计理论及实践研究
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Theoretical and Practical Research on Architectural Structural Design
建筑结构设计理论及实践研究
1. 钢材的力学性能
钢材在各种作用下所表现出的各种特征，如弹性、塑性、强度，称为钢材的
力学性能。钢材的主要力学性能指标有五项，即抗拉强度、伸长率、屈服强度、
冷弯性能和冲击韧性，都可通过试验得到。钢材的单向均匀受拉应力 - 应变曲线
提供了前三项力学性能指标。
（1）强度与变形
钢材的强度和变形性能可以用拉伸试验得到的应力 - 应变曲线来说明。一般
低碳钢的应力 - 应变曲线，有明显的流幅。而对于高碳钢则没有明显的流幅。
图 4-21（a）是有明显流幅钢材的应力 - 应变曲线。从图中可以看到，应力
值在 .A 点以前，应力与应变成比例变化，与 A 点对应的应力称为比例极限；过
A 点后，应变较应力增长快，到达 B’ 点后钢材开始塑流，B’ 点称为屈服上限，
它与加载速度、截面形式、试件表面光洁度等因素有关，通常 B’ 点是不稳定的；
待 B’ 点降至屈服下限 B 点，这时应力基本不增加，而应变急剧增长，曲线接近
水平线。曲线延伸至 C 点，B 点到 C 点水平距离的大小称为流幅或屈服台阶；
将 B 点的应力作为钢材的屈服强度；过 C 点以后，应力又继续上升，说明钢材
的抗拉能力又有所提高；随着曲线上升到最高点 D，相应的应力称为钢材的抗拉
强度，CD 段称为钢材的强化阶段；过了 D 点，试件薄弱处的截面将会突然显著
缩小，发生局部颈缩，变形迅速增加，应力随之下降，达到 E 点时试件被拉断。
图 4-21（b）中则没有 B’点到 C 点的屈服台阶，曲线从 O 点一直增长至 D 点，
随后进入应力下降段直至试件被拉断。
（a）有明显流幅的钢材应力—应变曲线 （b）无明显流幅的钢材应力—应变曲线
图 4-21 钢材的应力—应变曲线
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