什么是钢材的弹性极限

⑴ 钢筋受拉破坏四个阶段

钢筋受拉破坏四个阶段：

1、弹性阶段：

随着荷载的增加，应变随应力成正比增加。如卸去荷载，试件将恢复原状，表现为弹性变形。在这一范围内，应力与应变的比值为一常量，称为弹性模量E。

弹性模量反映钢材的刚度，是钢材在受力条件下计算结构变形的重要指标。常用低碳钢的弹性模量E=2.0×105～2.1×105MPa，弹性极限E=180～200MPa。

2、屈服阶段：

应力与应变不成比例，开始产生塑性变形，应变增加的速度大于应力增长速度，钢材抵抗外力的能力发生“屈服”了。因比较稳定易测，常用低碳钢的为195～300MPa。该阶段在材料万能试验机上表现为指针不动或来回窄幅摇动。

钢材受力达屈服点后，变形即迅速发展，尽管尚未破坏但已不能满足使用要求。故设计中一般以屈服点作为强度取值依据。

3、强化阶段：

抵抗塑性变形的能力又重新提高，变形发展速度比较快，随着应力的提高而增强，称为抗拉强度，用бb表示。

常用低碳钢的为385～520MPa。抗拉强度不能直接利用，但屈服点与抗拉强度的比值，能反映钢材的安全可靠程度和利用率。屈强比越小，表明材料的安全性和可靠性越高，结构越安全。

但屈强比过小，则钢材有效利用率太低，造成浪费。常用碳素钢的屈强比为0.58～0.63，合金钢为0.65～0.75。

4、颈缩阶段（破坏）：

材料变形迅速增大，而应力反而下降。试件在拉断前，于薄弱处截面显著缩小，产生“颈缩现象”，直至断裂。

通过拉伸试验，除能检测钢材屈服强度和抗拉强度等强度指标外，还能检测出钢材的塑性。塑性表示钢材在外力作用下发生塑性变形而不破坏的能力，它是钢材的一个重要性指标。钢材塑性用伸长率或断面收缩率表示。

工程量计算规则：

1、钢筋工程，应区别现浇、预制构件、不同钢种和规格，分别按设计长度乘以单位重量，以吨计算。

2、计算钢筋工程量时，设计已规定钢筋塔接长度的，按规定塔接长度计算；设计未规定塔接长度的，已包括在钢筋的损耗率之内，不另计算塔接长度。钢筋电渣压力焊接、套筒挤压等接头，以个计算。

3、先张法预应力钢筋，按构件外形尺寸计算长度，后张法预应力钢筋按设计图规定的预应力钢筋预留孔道长度，并区别不同的锚具类型，分别按下列规定计算：

1、低合金钢筋两端采用螺杆锚具时，预应力的钢筋按预留孔道长度减0.35m，螺杆另行计算。

2、低合金钢筋一端采用徽头插片，另一端螺杆锚具时，预应力钢筋长度按预留孔道长度计算，螺杆另行计算。

3、低合金钢筋一端采用徽头插片，另一端采用帮条锚具时，预应力钢筋增加0.15m，两端采用帮条锚具时预应力钢筋共增加0.3m计算。

4、低合金钢筋采用后张硅自锚时，预应力钢筋长度增加0.35m计算。

5、低合金钢筋或钢绞线采用JM、XM、QM型锚具孔道长度在20m以内时，预应力钢筋长度增加1m；孔道长度20m以上时预应力钢筋长度增加1.8m计算。

6、碳素钢丝采用锥形锚具，孔道长在20m以内时，预应力钢筋长度增加1m；孔道长在20m以上时，预应力钢筋长度增加1.8m。

7、碳素钢丝两端采用镦粗头时，预应力钢丝长度增加0.35m计算。

钢筋的砼保护层厚度：

受力钢筋的砼保护层厚度，应符合设计要求，当设计无具体要求时，不应小于受力钢筋直径，并应符合下面的要求：

1、处于室内正常环境由工厂生产的预制构件，当砼强度等级不低于C20且施工质量有可靠保证时，其保护层厚度可按表中规定减少5mm，但预制构件中的预应力钢筋的保护层厚度不应小于15mm。

2、处于露天或室内高湿度环境的预制构件，当表面另作水泥砂浆抹面且有质量可靠保证措施时其保护层厚度可按表中室内正常环境中的构件的保护层厚度数值采用。

3、钢筋砼受弯构件，钢筋端头的保护层厚度一般为10mm；预制的肋形板，其主肋的保护层厚度可按梁考虑。

4、板、墙、壳中分布钢筋的保护层厚度不应小于10mm；梁、柱中的箍筋和构造钢筋的保护层厚度不应小于15mm。

抗拉强度是钢筋在承受静力荷载的极限能力，可以表示钢筋在达到屈服点以后还有多少强度储备，是抵抗塑性破坏的重要指标。

钢筋有熔炼、轧制过程中的缺陷，以及钢筋的化学成分含量的不稳定，常常反映到抗拉强度上，当含碳量过高，轧制终止时温度过低，抗拉强度就可能很高；当含碳量少，钢中非金属夹杂物过多时，抗拉强度就较低。抗拉强度的高低，对钢筋混凝土结构抵抗反复荷载的能力有直接影响。

⑵ 弹性极限和屈服点的区别

机械中屈服点跟弹性极限的区别是：在达到弹性极限后应力要再增加一定数值后才达到屈服点，弹性极限时材料的所受应力不增加，材料不会自动发生应变，而达到屈服点时，外力不增加，材料会自动发生应变。

屈服点：钢材或试样在拉伸时，当应力超过弹性极限，即使应力不再增加，而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形，称此现象为屈服，而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。

弹性极限：指金属材料受外力（拉力）到某一限度时，若除去外力，其变形（伸长）即消失而恢复原状，弹性极限即指金属材料抵抗这一限度的外力的能力,如果继续使用拉力扩大，就会使这个物体产生塑性变形，直至断裂。

⑶ 钢材指标及意义如比例极限，弹性极限等

钢材基本性能及指标有哪些？
1. 强度：钢材在外力作用下，抵抗过大(塑性)变形和断裂的能力。应力所能达到的某些最大值，也是材料本构关系曲线上的某些应力特征点。
指标：屈服点fy(σs)
极限强度fu(σb)
弹性：钢材在外力作用下产生变形，在外力取消后恢复原状的性能。
指标：比例极限fp，弹性极限fe，弹性模量E
σ＜fy理想的弹性体：变形小且可恢复，且有强度储备
σ≥ fy理想的塑性体：变形大且不可恢复，也没有强度储备
所以一般可将钢材视为理想的弹塑性材料。通常取屈服点作为强度标准值，而且取受拉和受压的屈服点相同。一则极限强度与屈服点之间的强度差作为储备，留有强度余地；二则屈服点对应的应变(宏观为变形)很小，可以满足正常使用的要求，而极限强度对应的应变(变形)很要大近20倍左右，无法满足正常使用的要求。
2. 塑性：钢材受力断裂过程中发生不能恢复的残余变形的能力。
指标：伸长率
说明：因标距不同，有δ5(l0=5d)和δ10(l0=10d)，但后一种已基本上不再采用，一则两者共存容易产生混淆，二则可节省试件钢材。
断面收缩率
后者与标距无关，表征塑性较前者更好，但测量误差较大。塑性越好，越不容易发生脆性断裂，受力过程中，应力和内力重分布就越充分，设计就越安全，破坏前的预兆越明显。Z向(厚度方向性能)钢板就是采用厚度方向拉伸的断面收缩率作为性能级别的划分依据。
3. 冷弯性能：常温下钢材承受弯曲加工变形的能力。
将试件冷弯180o而不出现裂纹或分层。
定性指标：合格或不合格。
冷弯性能合格的钢材才具有良好的常温加工工艺性能。
4. 韧性：钢材在冲击荷载作用下，变形和断裂过程中吸收机械能的能力。
综合反映钢材的内在质量及力学性能，是强度和塑性的综合指标(σ～ε曲线和坐标轴围成的面积)。是衡量钢材抵抗因低温、应力集中、冲击荷载等作用而脆性断裂的能力。
指标：冲击功Akv
原为梅氏(Mesnager)U形缺口试件，现采用夏比(Charpy) V形缺口试件。
5. 可焊性：反映钢材焊接的可行性及焊缝的受力性能。
包含施工工艺和受力性能两个方面的可焊性。
指标：碳当量。
《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ 81-2002、J 218-2002的§2.0.1：建筑钢结构工程焊接难度可分为一般、较难和难三种情况。施工单位在承担钢结构焊接工程时应具备与焊接难度相适应的技术条件。建筑钢结构工程的焊接难度可按下表区分 。
6. 耐久性：钢材在长期使用后的力学性能。
耐腐蚀性
耐老化(时效硬化)
耐长期高温
耐疲劳
普通钢材供应提供的材性保证：
三项保证：屈服点fy(σs)、极限强度fu(σb)、伸长率
四项保证：屈服点fy(σs)、极限强度fu(σb)、伸长率 、180°冷弯
五项保证：屈服点fy(σs)、极限强度fu(σb)、伸长率 、180°冷弯、冲击功
提供保证的材性越多，钢材的价格也越贵。

⑷ 钢材力学性质有哪些

钢材的力学性质主要包括屈服强度和抗拉强度。以下是钢材的主要技术性能指标：
1. 抗拉性能：
- 弹性阶段：在弹性阶段，钢材的应力和应变成比例增加。当荷载卸去后，钢材能恢复原状。弹性极限（σP）和弹性模量（E）是衡量这一特性的重要指标。例如，碳素结构钢Q235的弹性模量E为(2.0～2.1)×10^5 MPa，弹性极限σP为(180～200) MPa。
- 屈服阶段：在屈服阶段，应力超过σP后，钢材开始产生塑性变形。屈服极限（ReL）是衡量钢材在此阶段特性的重要指标。Q235钢的ReL应不小于235 MPa。
- 强化阶段：在强化阶段，钢材抵抗塑性变形的能力重新提高。抗拉强度（Rm）是这一阶段的最高点应力。Q235钢的Rm应不小于375 MPa。
- 颈缩阶段：在颈缩阶段，钢材抵抗变形的能力明显降低，直至断裂。断后伸长率（A）是衡量钢材塑性大小的指标。
2. 冲击韧性：
- 冲击韧性是指钢材抵抗冲击荷载作用的能力。冲击韧性值（ak）越大，表示钢材的冲击韧性越好。
3. 耐疲劳性：
- 耐疲劳性是指钢材在交变荷载反复作用下的抗破坏能力。疲劳极限或疲劳强度是衡量这一特性的指标。
4. 硬度：
- 硬度是衡量钢材表面局部体积内抵抗外物压入产生塑性变形能力的指标。常用的测定方法有布氏法、洛氏法和维氏法。

⑸ 什么叫钢的弹性极限，欺负强度和抗拉强度

比例极限：应力 应变成比例的最大应力
弹性极限：材料只产生弹性变形的最大应力
屈服极限：屈服阶段相应的应力（屈服强度）
强度极限：材料能承受的最大应力（抗拉强度）

⑹ 什么是钢材的技术性质

屈服强度和抗拉强度。

钢材的技术性质——力学性能
1．抗拉性能
抗拉性能是钢材最主要的技术性能，通过拉伸试验可以测得屈服强度、抗拉强度和伸长率，这些是钢材的重要技术性能指标。
低碳钢的抗拉性能可用受拉时的应力一应变图来阐明。
低碳钢从受拉到拉断，经历了如下四个阶段：
(1)弹性阶段
oa为弹性阶段。在oa范围内，随着荷载的增加，应力和应变成比例增加。如卸去荷载，则恢复原状，这种性质称为弹性。oa是一直线，在此范围内的变形，称为弹性变形。a点所对应的应力称为弹性极限，用σP表示。在这一范围内，应力与应变的比值为一常量，称为弹性模量，用E表示，即 。弹性模量反映了钢材的刚度。是钢材在受力条件下计算结构变形的重要指标。碳素结构钢Q235的弹性模量E=(2.0～2.1)×105MPa，弹性极限σP=(180～200)MPa。
(2)屈服阶段
ab为屈服阶段。在ab曲线范围内，应力与应变不能成比例变化。应力超过σP后，即开始产生塑性变形。应力到达Reh之后，变形急剧增加，应力则在不大的范围内波动，直到b点止。Reh点是上屈服强度，ReL点是下屈服强度，ReL也可称为屈服极限，当应力到达ReL时，钢材抵抗外力能力下降，发生“屈服”现象。ReL是屈服阶段应力波动的次低值，它表示钢材在工作状态允许达到的应力值，即在ReL之前，钢材不会发生较大的塑性变形。故在设计中一般以下屈服强度作为强度取值的依据。碳素结构钢Q235的ReL应不小于235MPa。
(3)强化阶段
bc为强化阶段。过b点后，抵抗塑衡迟性变形的能力又重新提高，变形发展速度比较快，随着应力的提高而增加。对应于最高点C的应力，称为抗拉强度，用Rm表示， (Fm为c点时荷载，S0为试件受力截面面积)。
抗拉强度不能直接利用，但下屈服强度和抗拉强度的比值(即屈强比ReL／Rm)却能反映钢材的安全可靠程度和利用率。屈强比越小，表明材料的安全性和可靠性越高，材料不易发生危险的脆性断裂。如果屈强比太小，则利用率低，造成钢材浪费。碳素结构钢Q235的Rm应不小于375MPa，屈强比在0.58～0.63之间。
对于在外力作用下屈服告宽现象不明显的硬钢类，规定产生残余变形为0.2%L0时的应力作为屈服强度，用 表示。
(4)颈缩阶段
cd为颈缩阶段。过C点，材料抵抗变形的能力明显降低。在cd范围内，应变迅速增加，而应力则反而下降，变形不能再是均匀的。钢材被拉长，并在变形最大处发生“颈缩”，直至断裂。
将拉断的钢材拼合后，测出标距部分的长度，便可按下式求得其断后伸长率A：
式中 L0——试件原始标距长度，mm；
Lu——试件拉断后标距部分的长度，mm。
以A和 分别表示L0=5d0和L0=10d0时的断后伸长率，d0为试件的原直径或厚度。对于同一钢材，A大于 。
伸长率反映了钢材的塑性大小，在工程中具有重要意义。塑性大，钢质软，结构塑性变形大，影响使用。塑性小，钢质硬脆，超载后易断裂破坏。塑咐友李性良好的钢材，偶尔超载、产生塑性变形，会使内部应力重新分布，不致由于应力集中而发生脆断。

2．冲击韧性
冲击韧性是指钢材抵抗冲击荷载作用的能力。
钢材的冲击韧性是用标准试件(中部加工有V型或U型缺口)，在摆锤式冲击试验机上进行冲击弯曲试验后确定，试件缺口处受冲击破坏后，以缺口底部处单位面积上所消耗的功，即为冲击韧性指标，用冲击韧性值ak(J／cm2)表示。ak越大，表示冲断试件时消耗的功越多，钢材的冲击韧性越好。
钢材进行冲击试验，能较全面地反映出材料的品质。钢材的冲击韧性对钢的化学成分、组织状态、冶炼和轧制质量，以及温度和时效等都较敏感。

3．耐疲劳性
钢材在交变荷载反复作用下，在远小于抗拉强度时发生突然破坏，这种破坏叫疲劳破坏。疲劳破坏的危险应力用疲劳极限或疲劳强度表示。它是指钢材在交变荷载作用下，于规定的周期基数内不发生断裂所能承受的最大应力。
钢材耐疲劳强度的大小与内部组织、成分偏析及各种缺陷有关。同时钢材表面质量、截面变化和受腐蚀程度等都影响其耐疲劳性能。

4．硬度
表示钢材表面局部体积内，抵抗外物压入产生塑性变形的能力，是衡量钢材软硬程度的一个指标。
测定钢材硬度的方法有布氏法、洛氏法和维氏法。常用的是布氏法和洛氏法。