什麼是鋼材的彈性極限

⑴ 鋼筋受拉破壞四個階段

鋼筋受拉破壞四個階段：

1、彈性階段：

隨著荷載的增加，應變隨應力成正比增加。如卸去荷載，試件將恢復原狀，表現為彈性變形。在這一范圍內，應力與應變的比值為一常量，稱為彈性模量E。

彈性模量反映鋼材的剛度，是鋼材在受力條件下計算結構變形的重要指標。常用低碳鋼的彈性模量E=2.0×105～2.1×105MPa，彈性極限E=180～200MPa。

2、屈服階段：

應力與應變不成比例，開始產生塑性變形，應變增加的速度大於應力增長速度，鋼材抵抗外力的能力發生「屈服」了。因比較穩定易測，常用低碳鋼的為195～300MPa。該階段在材料萬能試驗機上表現為指針不動或來回窄幅搖動。

鋼材受力達屈服點後，變形即迅速發展，盡管尚未破壞但已不能滿足使用要求。故設計中一般以屈服點作為強度取值依據。

3、強化階段：

抵抗塑性變形的能力又重新提高，變形發展速度比較快，隨著應力的提高而增強，稱為抗拉強度，用бb表示。

常用低碳鋼的為385～520MPa。抗拉強度不能直接利用，但屈服點與抗拉強度的比值，能反映鋼材的安全可靠程度和利用率。屈強比越小，表明材料的安全性和可靠性越高，結構越安全。

但屈強比過小，則鋼材有效利用率太低，造成浪費。常用碳素鋼的屈強比為0.58～0.63，合金鋼為0.65～0.75。

4、頸縮階段（破壞）：

材料變形迅速增大，而應力反而下降。試件在拉斷前，於薄弱處截面顯著縮小，產生「頸縮現象」，直至斷裂。

通過拉伸試驗，除能檢測鋼材屈服強度和抗拉強度等強度指標外，還能檢測出鋼材的塑性。塑性表示鋼材在外力作用下發生塑性變形而不破壞的能力，它是鋼材的一個重要性指標。鋼材塑性用伸長率或斷面收縮率表示。

工程量計算規則：

1、鋼筋工程，應區別現澆、預制構件、不同鋼種和規格，分別按設計長度乘以單位重量，以噸計算。

2、計算鋼筋工程量時，設計已規定鋼筋塔接長度的，按規定塔接長度計算；設計未規定塔接長度的，已包括在鋼筋的損耗率之內，不另計算塔接長度。鋼筋電渣壓力焊接、套筒擠壓等接頭，以個計算。

3、先張法預應力鋼筋，按構件外形尺寸計算長度，後張法預應力鋼筋按設計圖規定的預應力鋼筋預留孔道長度，並區別不同的錨具類型，分別按下列規定計算：

1、低合金鋼筋兩端採用螺桿錨具時，預應力的鋼筋按預留孔道長度減0.35m，螺桿另行計算。

2、低合金鋼筋一端採用徽頭插片，另一端螺桿錨具時，預應力鋼筋長度按預留孔道長度計算，螺桿另行計算。

3、低合金鋼筋一端採用徽頭插片，另一端採用幫條錨具時，預應力鋼筋增加0.15m，兩端採用幫條錨具時預應力鋼筋共增加0.3m計算。

4、低合金鋼筋採用後張硅自錨時，預應力鋼筋長度增加0.35m計算。

5、低合金鋼筋或鋼絞線採用JM、XM、QM型錨具孔道長度在20m以內時，預應力鋼筋長度增加1m；孔道長度20m以上時預應力鋼筋長度增加1.8m計算。

6、碳素鋼絲採用錐形錨具，孔道長在20m以內時，預應力鋼筋長度增加1m；孔道長在20m以上時，預應力鋼筋長度增加1.8m。

7、碳素鋼絲兩端採用鐓粗頭時，預應力鋼絲長度增加0.35m計算。

鋼筋的砼保護層厚度：

受力鋼筋的砼保護層厚度，應符合設計要求，當設計無具體要求時，不應小於受力鋼筋直徑，並應符合下面的要求：

1、處於室內正常環境由工廠生產的預制構件，當砼強度等級不低於C20且施工質量有可靠保證時，其保護層厚度可按表中規定減少5mm，但預制構件中的預應力鋼筋的保護層厚度不應小於15mm。

2、處於露天或室內高濕度環境的預制構件，當表面另作水泥砂漿抹面且有質量可靠保證措施時其保護層厚度可按表中室內正常環境中的構件的保護層厚度數值採用。

3、鋼筋砼受彎構件，鋼筋端頭的保護層厚度一般為10mm；預制的肋形板，其主肋的保護層厚度可按梁考慮。

4、板、牆、殼中分布鋼筋的保護層厚度不應小於10mm；梁、柱中的箍筋和構造鋼筋的保護層厚度不應小於15mm。

抗拉強度是鋼筋在承受靜力荷載的極限能力，可以表示鋼筋在達到屈服點以後還有多少強度儲備，是抵抗塑性破壞的重要指標。

鋼筋有熔煉、軋制過程中的缺陷，以及鋼筋的化學成分含量的不穩定，常常反映到抗拉強度上，當含碳量過高，軋制終止時溫度過低，抗拉強度就可能很高；當含碳量少，鋼中非金屬夾雜物過多時，抗拉強度就較低。抗拉強度的高低，對鋼筋混凝土結構抵抗反復荷載的能力有直接影響。

⑵ 彈性極限和屈服點的區別

機械中屈服點跟彈性極限的區別是：在達到彈性極限後應力要再增加一定數值後才達到屈服點，彈性極限時材料的所受應力不增加，材料不會自動發生應變，而達到屈服點時，外力不增加，材料會自動發生應變。

屈服點：鋼材或試樣在拉伸時，當應力超過彈性極限，即使應力不再增加，而鋼材或試樣仍繼續發生明顯的塑性變形，稱此現象為屈服，而產生屈服現象時的最小應力值即為屈服點。

彈性極限：指金屬材料受外力（拉力）到某一限度時，若除去外力，其變形（伸長）即消失而恢復原狀，彈性極限即指金屬材料抵抗這一限度的外力的能力,如果繼續使用拉力擴大，就會使這個物體產生塑性變形，直至斷裂。

⑶ 鋼材指標及意義如比例極限，彈性極限等

鋼材基本性能及指標有哪些？
1. 強度：鋼材在外力作用下，抵抗過大(塑性)變形和斷裂的能力。應力所能達到的某些最大值，也是材料本構關系曲線上的某些應力特徵點。
指標：屈服點fy(σs)
極限強度fu(σb)
彈性：鋼材在外力作用下產生變形，在外力取消後恢復原狀的性能。
指標：比例極限fp，彈性極限fe，彈性模量E
σ＜fy理想的彈性體：變形小且可恢復，且有強度儲備
σ≥ fy理想的塑性體：變形大且不可恢復，也沒有強度儲備
所以一般可將鋼材視為理想的彈塑性材料。通常取屈服點作為強度標准值，而且取受拉和受壓的屈服點相同。一則極限強度與屈服點之間的強度差作為儲備，留有強度餘地；二則屈服點對應的應變(宏觀為變形)很小，可以滿足正常使用的要求，而極限強度對應的應變(變形)很要大近20倍左右，無法滿足正常使用的要求。
2. 塑性：鋼材受力斷裂過程中發生不能恢復的殘余變形的能力。
指標：伸長率
說明：因標距不同，有δ5(l0=5d)和δ10(l0=10d)，但後一種已基本上不再採用，一則兩者共存容易產生混淆，二則可節省試件鋼材。
斷面收縮率
後者與標距無關，表徵塑性較前者更好，但測量誤差較大。塑性越好，越不容易發生脆性斷裂，受力過程中，應力和內力重分布就越充分，設計就越安全，破壞前的預兆越明顯。Z向(厚度方向性能)鋼板就是採用厚度方向拉伸的斷面收縮率作為性能級別的劃分依據。
3. 冷彎性能：常溫下鋼材承受彎曲加工變形的能力。
將試件冷彎180o而不出現裂紋或分層。
定性指標：合格或不合格。
冷彎性能合格的鋼材才具有良好的常溫加工工藝性能。
4. 韌性：鋼材在沖擊荷載作用下，變形和斷裂過程中吸收機械能的能力。
綜合反映鋼材的內在質量及力學性能，是強度和塑性的綜合指標(σ～ε曲線和坐標軸圍成的面積)。是衡量鋼材抵抗因低溫、應力集中、沖擊荷載等作用而脆性斷裂的能力。
指標：沖擊功Akv
原為梅氏(Mesnager)U形缺口試件，現採用夏比(Charpy) V形缺口試件。
5. 可焊性：反映鋼材焊接的可行性及焊縫的受力性能。
包含施工工藝和受力性能兩個方面的可焊性。
指標：碳當量。
《建築鋼結構焊接技術規程》JGJ 81-2002、J 218-2002的§2.0.1：建築鋼結構工程焊接難度可分為一般、較難和難三種情況。施工單位在承擔鋼結構焊接工程時應具備與焊接難度相適應的技術條件。建築鋼結構工程的焊接難度可按下表區分 。
6. 耐久性：鋼材在長期使用後的力學性能。
耐腐蝕性
耐老化(時效硬化)
耐長期高溫
耐疲勞
普通鋼材供應提供的材性保證：
三項保證：屈服點fy(σs)、極限強度fu(σb)、伸長率
四項保證：屈服點fy(σs)、極限強度fu(σb)、伸長率 、180°冷彎
五項保證：屈服點fy(σs)、極限強度fu(σb)、伸長率 、180°冷彎、沖擊功
提供保證的材性越多，鋼材的價格也越貴。

⑷ 鋼材力學性質有哪些

鋼材的力學性質主要包括屈服強度和抗拉強度。以下是鋼材的主要技術性能指標：
1. 抗拉性能：
- 彈性階段：在彈性階段，鋼材的應力和應變成比例增加。當荷載卸去後，鋼材能恢復原狀。彈性極限（σP）和彈性模量（E）是衡量這一特性的重要指標。例如，碳素結構鋼Q235的彈性模量E為(2.0～2.1)×10^5 MPa，彈性極限σP為(180～200) MPa。
- 屈服階段：在屈服階段，應力超過σP後，鋼材開始產生塑性變形。屈服極限（ReL）是衡量鋼材在此階段特性的重要指標。Q235鋼的ReL應不小於235 MPa。
- 強化階段：在強化階段，鋼材抵抗塑性變形的能力重新提高。抗拉強度（Rm）是這一階段的最高點應力。Q235鋼的Rm應不小於375 MPa。
- 頸縮階段：在頸縮階段，鋼材抵抗變形的能力明顯降低，直至斷裂。斷後伸長率（A）是衡量鋼材塑性大小的指標。
2. 沖擊韌性：
- 沖擊韌性是指鋼材抵抗沖擊荷載作用的能力。沖擊韌性值（ak）越大，表示鋼材的沖擊韌性越好。
3. 耐疲勞性：
- 耐疲勞性是指鋼材在交變荷載反復作用下的抗破壞能力。疲勞極限或疲勞強度是衡量這一特性的指標。
4. 硬度：
- 硬度是衡量鋼材表面局部體積內抵抗外物壓入產生塑性變形能力的指標。常用的測定方法有布氏法、洛氏法和維氏法。

⑸ 什麼叫鋼的彈性極限，欺負強度和抗拉強度

比例極限：應力 應變成比例的最大應力
彈性極限：材料只產生彈性變形的最大應力
屈服極限：屈服階段相應的應力（屈服強度）
強度極限：材料能承受的最大應力（抗拉強度）

⑹ 什麼是鋼材的技術性質

屈服強度和抗拉強度。

鋼材的技術性質——力學性能
1．抗拉性能
抗拉性能是鋼材最主要的技術性能，通過拉伸試驗可以測得屈服強度、抗拉強度和伸長率，這些是鋼材的重要技術性能指標。
低碳鋼的抗拉性能可用受拉時的應力一應變圖來闡明。
低碳鋼從受拉到拉斷，經歷了如下四個階段：
(1)彈性階段
oa為彈性階段。在oa范圍內，隨著荷載的增加，應力和應變成比例增加。如卸去荷載，則恢復原狀，這種性質稱為彈性。oa是一直線，在此范圍內的變形，稱為彈性變形。a點所對應的應力稱為彈性極限，用σP表示。在這一范圍內，應力與應變的比值為一常量，稱為彈性模量，用E表示，即 。彈性模量反映了鋼材的剛度。是鋼材在受力條件下計算結構變形的重要指標。碳素結構鋼Q235的彈性模量E=(2.0～2.1)×105MPa，彈性極限σP=(180～200)MPa。
(2)屈服階段
ab為屈服階段。在ab曲線范圍內，應力與應變不能成比例變化。應力超過σP後，即開始產生塑性變形。應力到達Reh之後，變形急劇增加，應力則在不大的范圍內波動，直到b點止。Reh點是上屈服強度，ReL點是下屈服強度，ReL也可稱為屈服極限，當應力到達ReL時，鋼材抵抗外力能力下降，發生「屈服」現象。ReL是屈服階段應力波動的次低值，它表示鋼材在工作狀態允許達到的應力值，即在ReL之前，鋼材不會發生較大的塑性變形。故在設計中一般以下屈服強度作為強度取值的依據。碳素結構鋼Q235的ReL應不小於235MPa。
(3)強化階段
bc為強化階段。過b點後，抵抗塑衡遲性變形的能力又重新提高，變形發展速度比較快，隨著應力的提高而增加。對應於最高點C的應力，稱為抗拉強度，用Rm表示， (Fm為c點時荷載，S0為試件受力截面面積)。
抗拉強度不能直接利用，但下屈服強度和抗拉強度的比值(即屈強比ReL／Rm)卻能反映鋼材的安全可靠程度和利用率。屈強比越小，表明材料的安全性和可靠性越高，材料不易發生危險的脆性斷裂。如果屈強比太小，則利用率低，造成鋼材浪費。碳素結構鋼Q235的Rm應不小於375MPa，屈強比在0.58～0.63之間。
對於在外力作用下屈服告寬現象不明顯的硬鋼類，規定產生殘余變形為0.2%L0時的應力作為屈服強度，用 表示。
(4)頸縮階段
cd為頸縮階段。過C點，材料抵抗變形的能力明顯降低。在cd范圍內，應變迅速增加，而應力則反而下降，變形不能再是均勻的。鋼材被拉長，並在變形最大處發生「頸縮」，直至斷裂。
將拉斷的鋼材拼合後，測出標距部分的長度，便可按下式求得其斷後伸長率A：
式中 L0——試件原始標距長度，mm；
Lu——試件拉斷後標距部分的長度，mm。
以A和 分別表示L0=5d0和L0=10d0時的斷後伸長率，d0為試件的原直徑或厚度。對於同一鋼材，A大於 。
伸長率反映了鋼材的塑性大小，在工程中具有重要意義。塑性大，鋼質軟，結構塑性變形大，影響使用。塑性小，鋼質硬脆，超載後易斷裂破壞。塑咐友李性良好的鋼材，偶爾超載、產生塑性變形，會使內部應力重新分布，不致由於應力集中而發生脆斷。

2．沖擊韌性
沖擊韌性是指鋼材抵抗沖擊荷載作用的能力。
鋼材的沖擊韌性是用標准試件(中部加工有V型或U型缺口)，在擺錘式沖擊試驗機上進行沖擊彎曲試驗後確定，試件缺口處受沖擊破壞後，以缺口底部處單位面積上所消耗的功，即為沖擊韌性指標，用沖擊韌性值ak(J／cm2)表示。ak越大，表示沖斷試件時消耗的功越多，鋼材的沖擊韌性越好。
鋼材進行沖擊試驗，能較全面地反映出材料的品質。鋼材的沖擊韌性對鋼的化學成分、組織狀態、冶煉和軋制質量，以及溫度和時效等都較敏感。

3．耐疲勞性
鋼材在交變荷載反復作用下，在遠小於抗拉強度時發生突然破壞，這種破壞叫疲勞破壞。疲勞破壞的危險應力用疲勞極限或疲勞強度表示。它是指鋼材在交變荷載作用下，於規定的周期基數內不發生斷裂所能承受的最大應力。
鋼材耐疲勞強度的大小與內部組織、成分偏析及各種缺陷有關。同時鋼材表面質量、截面變化和受腐蝕程度等都影響其耐疲勞性能。

4．硬度
表示鋼材表面局部體積內，抵抗外物壓入產生塑性變形的能力，是衡量鋼材軟硬程度的一個指標。
測定鋼材硬度的方法有布氏法、洛氏法和維氏法。常用的是布氏法和洛氏法。