水工金属结构及安装
金属构造及其安装
7 钢结构
Steel structures
7.1 钢材
Steel products
7.1.1 结构钢
structural steel
工程结构钢，也称作建筑钢，以及机器结构钢和超韧钢等，是用于各类工程结构和工程机械承重结构的型材统称。其中，低碳钢和低合金钢是应用较为广泛的工程结构钢种类。
7.1.2 碳素钢(碳钢)
carbon steel
这是一种铁碳合金，其含碳量小于1.35%。根据碳含量的不同，这类合金可以进一步细分为低碳钢，其碳含量为0.6%。
7.1.3 普通低碳钢(软钢)
常见的低碳钢，即软钢。
按照常规技术标准炼制的碳素钢，其碳含量通常小于0.259/6。在建筑领域，广泛使用的低碳钢，其碳含量通常不会超过0.22%。
7.1.4 普通低合金钢(低碳低合金钢，低合金钢)
common low alloy steel
在一般的碳素钢中加入一种或数种合金元素，这些元素的总含量通常不会超过5%。
合金中包含锰、硅、钡、钛、铜、铌、稀土元素、磷、钼、硼等多种成分。这些元素的加入显著增强了合金的性能，从而使得其强度相较于普通的碳素钢有了显著提升，增幅达到了25%至150%。
7.1.5 铸钢
cast steel
用于浇注铸件的钢材。
铸钢的牌号以“ZG”开头，紧随其后的数字指示了平均含碳量，例如ZG35，则表示其含碳量介于0.32%至0.42%之间。铸件的质量等级分为I、Ⅱ、Ⅲ三个级别，分别对应高级、优质和普通质量。在使用过程中，需将铸件的质量等级标识在铸钢牌号之后，其中Ⅲ级可以省略不提。比如kaiyun.ccm，ZG35 I便指的是高级质量等级的35号铸钢。
7.1.6 优质钢
fine steel
含硫、磷元素均不超过0.04％的具有较高机械性能的钢材。
优质钢的编号是通过其平均含碳量的万分比数值来确定的，例如，含碳量为0.45%的钢材被称为45号。对于高级优质钢，编号中会在数字之后加上字母“A”，比如50A。这类钢材通常在经过热处理之后才会被投入使用。
7.1.7 沸腾钢
boiling steel
脱氧程度最轻的钢材。
在浇注钢液之前，通常仅采用少量的锰铁或铝作为脱氧剂。因此，钢液中会残留一定量的FeO。在浇注过程中，碳与FeO发生反应，导致钢液中持续析出CO气体，从而引发沸腾现象，因此这类钢被称为沸腾钢。沸腾钢用“F”符号表示。这种钢材的成材率较高，但其中含有许多微小气泡，且偏析现象较为严重，因此在钢结构中，它主要被用于那些需要承受静态载荷的结构。
7.1.8 镇静钢
killed steel
钢液在浇注之前经过比较充分脱氧的钢材。
钢液在凝固过程中不会产生沸腾现象，这有助于将杂质和气泡带到液面之上。正因为如此，镇静钢的氧气含量和气泡含量相对较低，从而提升了其性能。然而，在轧制前需要切除钢锭的头部，这导致了成材率不高，价格也因此较为昂贵。因此，这种钢材通常被应用于需要承受动态载荷或位于寒冷地区的钢结构中。
7.1.9 半镇静钢
semi-killed steel
脱氧程度介于沸腾钢与镇静钢之间的钢材。
注：此类钢用符号“b”表示。
7.1.10 甲类钢(A类钢)
type A steel
此类钢材主要依据机械性能进行供应。在出厂时，钢材需确保其抗拉强度与伸长率均达到国家规定的标准。同时，硫、磷、氮的含量也需严格控制在同号乙类钢规定的范围内。
7.1.1l 乙类钢(B类钢)
type B steel
供应依据化学成分的钢材，其出厂时必须确保碳、锰、硅、硫、磷等关键元素的含量以及铜的残留量均达到国家规定的标准。然而，鉴于其机械性能无法得到保障，此类钢材通常不会直接应用于承重结构。
7.1.12 特类钢(c类钢)
type C steel
供应的钢材需遵循机械性能与化学成分的标准。出厂前，钢材需确保具备足够的抗拉强度、屈服点、伸长率以及通过冷弯试验等机械性能，并且碳、锰、硅、硫等元素的含量需满足国家相关标准。若需云开·全站体育app登录，还可额外要求低温冲击韧性。鉴于特类钢价格较高，一般仅适用于在低温条件下作业的承重构件，或是承受动力荷载及其他关键结构的场合。
7.2 内力、应力、应变
Internal force，stress，strain
7.2.1 内力
internal force
物体内反抗质点间位置改变的力。
7.2.2 应力
stress
受力物体内单位面积上的内力。
7.2.3 正应力(法向应力)
nonml stress
方向与作用平面相垂直的应力。
7.2.4 剪力应(切应力)
shear stress
方向与作用平面相切的应力。
7.2.5 应变
strain
物体在应力作用下原有单位几何量度的改变量。为无因次量。
7.2.6 正应变(法向应变)
non'hal strain
物体在正应力作用下沿正应力方向原有单位长度的改变量。
7.2.7 剪应变(切应变)
shear strain
由剪应力引发的变形，其值等同于在剪应力作用下，相对的两个面所发生的相对滑动距离，除以这两个面之间的实际距离。
7.2.8 应力集中
slress concentration
在受力构件截面或体形急剧改变处出现的局部应力增长的现象。
7.2.9 应力集中系数
应力集中的要素
构件在弹性受力区域应力汇聚点的最大应力数值，与该截面的平均应力（即名义应力）数值之间的比例关系。
7.2.10 残余应力
residual stress
在外因消除以后构件内部残存着的自相平衡的应力。
7.2.11 接触应力
contact stress
两个弹性体通过点、线或面接触并施加压力，相互作用后，在接触面及其周边区域产生的应力。
7.2.12 端面承压应力
bearing stress
构件端部截面经过加工与另一大面积的部件相互顶紧时的压应力。
7.3 钢材的力学性能
钢材的机械性能
7.3.1 弹性
elasticity
卸除外力后物体能够恢复原来尺寸及形状的特性。
7.3.2 弹性模量(弹性系数，杨氏模数)
modulus of elasticity
材料单向拉伸时在弹性范围内正应力与它所引起的正应变之比值。
7.3.3 剪切弹性模量(剪切弹性系数)
sheaths rmdulus of elasticity
材料在弹性范围内开yun体育app官网网页登录入口，剪应力与它所引起的剪应变之比值。
7.3.4 比例极限
limit of proportionality
材料拉伸试验的应力与应变满足线性关系的最大(极限)应力值。
这种线性规律是由英国科学家罗伯特·虎克在1698年首次揭示的，因此被命名为虎克定律。在弹性力学领域，我们将其称为7.3.5弹性极限。
limit of elasticity
材料拉伸试件在卸载后不产生残余变形的最大(极限)应力值。
7.3.6 屈服点(屈服强度)
yield point
在材料承受荷载并持续增加的过程中，一旦荷载停止增长，材料开始出现塑性形变，此时所对应的应力即为材料在荷载作用下的应力。
7.3.7 流幅
yield step
钢材屈服情况下的应变范围。
7.3.8 泊松比(波桑比)
Poisson's ratio
在单向拉伸或压缩的作用下，弹性材料的侧向（即垂直于受力方向）的形变程度与作用力的方向密切相关。
