钢材是理想的什么体

A. 钢-混凝土组合梁的设计方法

在钢－混凝土组合梁弹性分析中，采用以下假定：
1、钢材与混凝土均为理想的弹性体。
2、钢筋混凝土翼缘板与钢梁之间有可靠的连接交互作用，相对滑移很小，可以忽略不计。
3、平截面假定依然成立。
4、不考虑混凝土翼缘板中的钢筋（该假设只在正弯矩承载力计算时成立，负弯矩承载力计算式需考虑钢筋作用 ）。
钢－混凝土组合梁弹性分析采用换算截面法。(a)表示换算前截面，(b)表示换算后截面。换算截面法的基本原理是：混凝土翼缘板按照总力不变及应变相同条件，换算成弹性模量为Es、应力为бs的与钢等价的换算截面面积。具体计算时，为了混凝土截面重心高度换算前后保持不变，换算时混凝土翼缘板厚度不变而仅将翼缘板有效翼缘宽度be除以α E（钢材弹性模量与混凝土弹性模量的比值。
求得等价的钢梁截面后，可以按照材料力学的方法来计算截面的抗弯承载力。设换算后截面的惯性矩为 I换算，换算截面形心轴距离钢梁底部为y 换算，组合梁总高为y换算作用在截面上的弯矩为M，
而组合梁挠度的计算，则按照换算截面惯性矩计算组合梁截面刚度后，再由结构力学的方法计算梁的挠度。 荷载不利组合后计算得钢梁底部纤维的应力为129MPa，混凝土上表面压应力为15.2MPa。因为阿克苏市位于西北，气候干燥，混凝土收缩、徐变比较大，且昼夜温差较大，所以应计算由于混凝土收缩、徐变以及钢梁和混凝土由于骤变温差而导致的附加应力及附加挠度。经计算：由于收缩、徐变而引起的附加挠度为10.3毫米，由于温差而引起的附加挠度为11毫米。且由于混凝土收缩、徐变引起的混凝土应力为拉应力，部分抵销了荷载作用下引起的压应力，是偏于安全的。至于由此引起的钢梁应力，由于相对于荷载引起的应力很小，可以忽略不计。实际施工时，通过起拱消去由于永久荷载以及一半基本可变荷载作用而产生的挠度。
目前实际工程应用中，钢－混凝土组合梁一般采用栓钉作为剪力连接件。该工程针对阿克苏地区以前没有采用过组合梁，栓钉焊接质量不易保证，故改用槽钢剪力连接件。但是，《钢结构设计规范》（GBJ17－88）以及《钢－混凝土组合结构设计与施工规程》（DL/T5085－1999）规定槽钢肢尖的方向应该沿槽钢受剪力方向。这容易使设计人员和施工人员搞混，造成不必要的负担。研究表明：槽钢肢尖的方向对槽钢剪力连接件的抗剪性能并没有明显的影响，所以在即将颁布的新《钢结构设计规范》中将取消这一规定，这大大方便了设计和施工。

B. 衡量钢材力学性能的四大指标是什么

衡量
钢材
力学性能
的四大指标：
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。

C. 钢材的应力应变关系为什么能简化为理想弹塑模型

详解见钢结构第二版11页第三段

或者 曲线简化的依据：1）钢材在屈服点之前的性质接近理想的弹性体。2）屈服点之后的流幅现象又接近理想的塑性体，并且流幅的范围（e≈0.15％-2.5％）已足够用来考虑结构或构件的塑性变形的发展。
——————ps：来自最帅罗老师

D. 建筑结构用钢材必须具备哪些特点

钢材的特点是强度高、自重轻、刚度大，故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物版特别适宜;材料匀质性权和各向同性好，属理想弹性体，最符合一般工程力学的基本假定;材料塑性、韧性好，可有较大变形，能很好地承受动力荷载;建筑工期短;其工业化程度高，可进行机械化程度高的专业化生产;加工精度高、效率高、密闭性好，故可用于建造气罐、油罐和变压器等。其缺点是耐火性和耐腐性较差。主要用于重型车间的承重骨架、受动力荷载作用的厂房结构、板壳结构、高耸电视塔和桅杆结构、桥梁和库等大跨结构、高层和超高层建筑等。钢结构今后应研究高强度钢材，大大提高其屈服点强度;此外要轧制新品种的型钢，例如H型钢(又称宽翼缘型钢)和T形钢以及压型钢板等以适应大跨度结构和超高层建筑的需要。

E. 为什么能把钢材简化为理想的弹塑性材料

从钢材拉伸时的应力－应变曲线分析看到，钢材有较明显的弹性、屈服阶段，但当应力达屈服点后，钢材应变可达
2％～3％，这样大的变形，虽然没有破坏，但结构或构件已不适于再继续承受荷载，所以忽略弹塑性阶段，而将钢材简化为理想的弹塑性材料。

F. 衡量钢材力学性能的四大指标是什么

钢材常见的力学性能通俗解释归为四项，即：强度、硬度、塑性、韧性。

1.屈服点(σs)

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。设Ps为屈服点s处的外力，Fo为试样断面积，则屈服点σs =Ps/Fo(MPa)

2.屈服强度(σ0.2)

有的金属材料的屈服点极不明显，在测量上有困难，因此为了衡量材料的屈服特性，规定产生永久残余塑性变形等于一定值(一般为原长度的0.2%)时的应力，称为条件屈服强度或简称屈服强度σ0.2。

3.抗拉强度(σb)

材料在拉伸过程中，从开始到发生断裂时所达到的最大应力值。它表示钢材抵抗断裂的能力大小。与抗拉强度相应的还有抗压强度、抗弯强度等。设Pb为材料被拉断前达到的最大拉力，Fo为试样截面面积，则抗拉强度σb= Pb/Fo(MPa)。

4.伸长率(δs)

材料在拉断后，其塑性伸长的长度与原试样长度的百分比叫伸长率或延伸率。

5.屈强比(σs/σb)

钢材的屈服点(屈服强度)与抗拉强度的比值，称为屈强比。屈强比越大，结构零件的可靠性越高，一般碳素钢屈强比为0.6-0.65，低合金结构钢为0.65-0.75合金结构钢为0.84-0.86。

6.硬度

硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能指标之一。一般硬度越高，耐磨性越好。常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。

拓展资料：

材料的力学性能是指材料在不同环境（温度、介质、湿度）下，承受各种外加载荷（拉伸、压缩、弯曲、扭转、冲击、交变应力等）时所表现出的力学特征 。

一般来说金属的力学性能分为十种：

1.脆性 脆性是指材料在损坏之前没有发生塑性变形的一种特性。它与韧性和塑性相反。脆性材料没有屈服点，有断裂强度和极限强度，并且二者几乎一样。铸铁、陶瓷、混凝土及石头都是脆性材料。与其他许多工程材料相比，脆性材料在拉伸方面的性能较弱，对脆性材料通常采用压缩试验进行评定。

2.强度：金属材料在静载荷作用下抵抗永久变形或断裂的能力.同时，它也可以定义为比例极限、屈服强度、断裂强度或极限强度。没有一个确切的单一参数能够准确定义这个特性。因为金属的行为随着应力种类的变化和它应用形式的变化而变化。强度是一个很常用的术语。

3.塑性：金属材料在载荷作用下产生永久变形而不破坏的能力.塑性变形发生在金属材料承受的应力超过弹性极限并且载荷去除之后，此时材料保留了一部分或全部载荷时的变形.

4.硬度：金属材料表面抵抗比他更硬的物体压入的能力

5.韧性：金属材料抵抗冲击载荷而不被破坏的能力. 韧性是指金属材料在拉应力的作用下，在发生断裂前有一定塑性变形的特性。金、铝、铜是韧性材料，它们很容易被拉成导线。

6.疲劳强度：材料零件和结构零件对疲劳破坏的抗力

7.弹性 弹性是指金属材料在外力消失时，能使材料恢复原先尺寸的一种特性。钢材在到达弹性极限前是弹性的。

8.延展性 延展性是指材料在拉应力或压应力的作用下，材料断裂前承受一定塑性变形的特性。塑性材料一般使用轧制和锻造工艺。钢材既是塑性的也是具有延展性的。

9. 刚性 刚性是金属材料承受较高应力而没有发生很大应变的特性。刚性的大小通过测量材料的弹性模量E来评价。

10.屈服点或屈服应力 屈服点或屈服应力是金属的应力水平，用MPa度量。在屈服点以上，当外来载荷撤除后，金属的变形仍然存在，金属材料发生了塑性变形。

G. 判断题：钢材是一种弹性体 这是对的还是错的

对，钢材本身有强度、硬度和韧性。