今天給各位分享鋼材截面特性的知識(shí)，現(xiàn)在開始吧！

鋼結(jié)構(gòu)力學(xué)

你好，

鋼結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能基本上可以分為三類：

1、強(qiáng)度

影響強(qiáng)度的因素有：截面面積、凈截面模量（截面特性）、截面塑性發(fā)展系數(shù)（只與截面類型有關(guān)）、鋼材材質(zhì)。

2、剛度：

影響剛度的原因有截面的慣性矩（截面特性）、桿件約束條件（剛接鉸接等）

3、穩(wěn)定：

影響穩(wěn)定的因素有桿件的計(jì)算長(zhǎng)度、約束條件、鋼材材質(zhì)及截面的寬度、高度、等截面特性。對(duì)于受壓的桿件要考慮長(zhǎng)細(xì)比，此數(shù)值僅和計(jì)算長(zhǎng)度及回轉(zhuǎn)半徑（截面特性）有關(guān)。同時(shí)是否偏心對(duì)穩(wěn)定性也有影響。

希望對(duì)你有幫助！

鋼材理論重量計(jì)算截面特性計(jì)算公式

鋼材理論重量=鋼材的體積乘以鋼材的比重。鋼材的比重是一個(gè)常數(shù)7.8克/立方厘米。

而鋼材的體積=底面積（截面積）X高，常用的截面主要有圓、正方形、長(zhǎng)方形等，它們的計(jì)算公式分別為：

1；圓的截面積=半徑X半徑X3.14；

相應(yīng)的圓柱體的體積公式=半徑X半徑X3.14X高（長(zhǎng)）

圓錐體的體積公式=1/3半徑X半徑X3.14X高（長(zhǎng)）

圓柱體鋼材的重量=底面積（半徑X半徑X3.14）X高（長(zhǎng)）X比重（7.8克、千克、噸/厘 米、分米、米）

圓錐體鋼材的重量=1/3X底面積（半徑X半徑X3.14）X高（長(zhǎng)）X比重（同上）

2；正方形的截面積=邊長(zhǎng)X邊長(zhǎng)；

正方體的體積=棱長(zhǎng)X棱長(zhǎng)X棱長(zhǎng)

正方體鋼材的重量=棱長(zhǎng)X棱長(zhǎng)X棱長(zhǎng)X比重（同上）

3；長(zhǎng)方形的截面積=長(zhǎng)X寬。

長(zhǎng)方體的體積=截面積（長(zhǎng)X寬）X高

長(zhǎng)方體的鋼材重量=截面積（長(zhǎng)X寬）X高X比重（同上）

鋼一般分為哪些類?他們有什么區(qū)別?各有什么特性和用途.

一 鋼材的種類

按用途可分為：結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼和特殊鋼；

按冶煉方法可分為：轉(zhuǎn)爐鋼和平爐鋼；

按脫氧方法可分為：沸騰鋼(F)、半鎮(zhèn)靜鋼(b)、鎮(zhèn)靜鋼(Z)和特殊鎮(zhèn)靜鋼(TZ),鎮(zhèn)靜鋼和特殊鎮(zhèn)靜鋼的代號(hào)可以省去；

按成型方法可分為：軋制鋼（熱軋、冷軋）、鍛鋼和鑄鋼；

按化學(xué)成分可分為：碳素鋼和合金鋼。

1．鋼材的牌號(hào)

鋼材的品種繁多，鋼結(jié)構(gòu)中采用的鋼材主要有二類。

⑴碳素結(jié)構(gòu)鋼

根據(jù)現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》(GB700)的規(guī)定，碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)由代表屈服點(diǎn)的字母Q、屈服點(diǎn)的數(shù)值（N/mm2）、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)和脫氧方法符號(hào)等四個(gè)部分按順序組成。

碳素結(jié)構(gòu)鋼分為Q195、Q215、Q235、Q255和Q275等五種，屈服強(qiáng)度越大，其含碳量、強(qiáng)度和硬度越大，塑性越低。其中Q235在使用、加工和焊接方面的性能都比較好，是鋼結(jié)構(gòu)常用鋼材之一。

質(zhì)量等級(jí)分為A、B、C、D四級(jí)，由A到D表示質(zhì)量由低到高。不同質(zhì)量等級(jí)鋼對(duì)化學(xué)成分和力學(xué)性能的要求不同。A級(jí)無沖擊功規(guī)定，對(duì)冷彎試驗(yàn)只在需方有要求時(shí)才進(jìn)行，其碳、錳、硅含量也可以不作為交貨條件；B級(jí)、C級(jí)、D級(jí)分別要求保證20℃、0℃、－20℃時(shí)夏比V形缺口沖擊功不小于27J(縱向)，都要求提供冷彎試驗(yàn)的合格保證，以及碳、錳、硅、硫和磷等含量的質(zhì)保。所有鋼材交貨時(shí)供方應(yīng)提供屈服點(diǎn)、極限強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率等力學(xué)性能的質(zhì)保。

沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼、半鎮(zhèn)靜鋼和特殊鎮(zhèn)靜鋼分別用漢字拼音字首F、Z、b和TZ表示。對(duì)Q235，A、B級(jí)鋼可以是Z、b或F，C級(jí)鋼只能是Z，D級(jí)鋼只能是TZ。Z和TZ可以省略不寫。

如Q235－AF表示屈服強(qiáng)度為235N／mm2的A級(jí)沸騰鋼；Q235-Bb表示屈服強(qiáng)度為235N／mm2的B級(jí)半鎮(zhèn)靜鋼；Q235-C表示屈服強(qiáng)度為235N／mm2的C級(jí)鎮(zhèn)靜鋼。

(2) 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼

低合金鋼是指在煉鋼過程中添加一種或幾種少量合金元素，其總量低于5％的鋼材。低合金鋼因含有合金元素而具有較高的強(qiáng)度。根據(jù)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》(GBT/l591)的規(guī)定，其牌號(hào)與碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)的表示方法相同，常用的低合金鋼有Q345、Q390、Q420等。

低合金鋼交貨時(shí)供方應(yīng)提供屈服強(qiáng)度、極限強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率和冷彎試驗(yàn)等力學(xué)性能質(zhì)保；還要提供碳、錳、硅、硫、磷、釩、鋁和鐵等化學(xué)成分含量的質(zhì)保。

低合金鋼的質(zhì)量等級(jí)除與碳素結(jié)構(gòu)鋼A、B、C、D四個(gè)等級(jí)相同外，增加E級(jí)，其要求提供－40℃時(shí)夏比V型缺口沖擊功不小于27J(縱向)。不同質(zhì)量等級(jí)對(duì)碳、硫、磷、鋁的含量的要求也有區(qū)別。 低合金鋼的脫氧方法為鎮(zhèn)靜鋼或特殊鎮(zhèn)靜鋼。 Q345-B表示屈服強(qiáng)度為345N／mm2的B級(jí)鎮(zhèn)靜鋼；Q390－D表示屈服強(qiáng)度為390N／mm2的D級(jí)特殊鎮(zhèn)靜鋼。

碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金鋼都可以采取適當(dāng)?shù)臒崽幚?如調(diào)質(zhì)處理)進(jìn)一步提高其強(qiáng)度。例如用于制造高強(qiáng)度螺栓的45號(hào)優(yōu)質(zhì)碳素鋼以及40硼（40B）、20錳鈦硼（20MnTiB）就是通過調(diào)質(zhì)處理提高強(qiáng)度的。

注意:質(zhì)量等級(jí)的劃分與要求：碳素鋼分(A、B、C、D) 四級(jí)，低合金鋼分(A、B、C、D、E)五級(jí)。各級(jí)鋼的保證條件為:

A級(jí)鋼-抗拉強(qiáng)度、屈服點(diǎn)和伸長(zhǎng)率,冷彎試驗(yàn)只在需方要求時(shí)進(jìn)行,無沖擊韌性要求;

B級(jí)鋼-抗拉強(qiáng)度、屈服點(diǎn)和伸長(zhǎng)率,冷彎試驗(yàn)合格,常溫(20℃)沖擊試驗(yàn),要求沖擊功不小于27 J;

C級(jí)鋼-抗拉強(qiáng)度、屈服點(diǎn)和伸長(zhǎng)率,冷彎試驗(yàn)合格,0℃沖擊試驗(yàn),要求沖擊功不小于27 J;

D級(jí)鋼-抗拉強(qiáng)度、屈服點(diǎn)和伸長(zhǎng)率,冷彎試驗(yàn)合格,－20℃沖擊試驗(yàn),要求沖擊功不小于27 J;

E級(jí)鋼-抗拉強(qiáng)度、屈服點(diǎn)和伸長(zhǎng)率,冷彎試驗(yàn)合格,－40℃沖擊試驗(yàn),要求沖擊功不小于27 J.

二、鋼材的規(guī)格

鋼結(jié)構(gòu)所用的鋼材主要為熱軋成型的鋼板、型鋼以及冷彎成型的薄壁型鋼。

1．鋼板

鋼板有薄鋼板（厚度0.35~4mm）、厚鋼板（厚度4.5~60mm）、特厚板（板厚＞60mm）和扁鋼(厚度4~60mm，寬度為12~200mm)等。鋼板用“—寬厚長(zhǎng)”或“—寬厚”表示，單位為mm，如—45083100，—4508。

2．型鋼

鋼結(jié)構(gòu)常用的型鋼是角鋼、工字型鋼、槽鋼和H型鋼、鋼管等。除H型鋼和鋼管有熱軋和焊接成型外，其余型鋼均為熱軋成型。

（1）角鋼

角鋼有等邊角鋼和不等邊角鋼兩種。等邊角鋼以“L肢寬肢厚”表示，不等邊角鋼以“L長(zhǎng)肢寬短肢寬肢厚”表示，單位為mm，如L635，L100808。

（2）工字鋼

工字鋼有普通工字鋼和輕型工字鋼兩種。普通工字鋼用“I截面高度的厘米數(shù)”表示，高度20mm以上的工字鋼，同一高度有三種腹板厚度，分別記為a、b、c，a類腹板最薄、冀緣最窄，b類較厚較寬，c類最厚最寬，如I20a。同樣高度的輕型工字鋼的翼緣要比普通工字鋼的冀緣寬而薄，腹板亦薄，輕型工字鋼可用漢語拼音符號(hào)“Q”表示，如QI40等。

（3）槽鋼

槽鋼也分普通槽鋼和輕型槽鋼兩種，以“［或Q［截面高度厘米數(shù)”表示，如［20 b， Q［22等。

（4）H型鋼

H型鋼分熱軋和焊接二種。熱軋H型鋼有寬翼緣（H W）、中翼緣 (HM)、窄翼緣 (HN)和H型鋼柱(HP)等四類。H型鋼用“高度寬度腹板厚度翼緣厚度”表示，單位為mm，如HW250250914、HM294200812。

焊接H型鋼是由鋼板用高頻焊接組合而成，也用“高度寬度腹板厚度翼緣厚度”表示，如H3502501016。

（5）鋼管

鋼管有熱軋無縫鋼管和焊接鋼管兩種。無縫鋼管的外徑為32~630mm。鋼管用“外徑壁厚”來表示，單位為mm，如2735。

我國(guó)生產(chǎn)的各型鋼規(guī)格和截面特性見附錄三。對(duì)普通鋼結(jié)構(gòu)的受力構(gòu)件不宜采用厚度小于5mm的鋼板、壁厚小于3mm的鋼管、截面小于L454或L56364的角鋼。

3．冷彎薄壁型鋼

冷彎薄壁型鋼采用薄鋼板冷軋制成。其壁厚一般為1.5~12mm，但承重結(jié)構(gòu)受力構(gòu)件的壁厚不宜小于2mm。薄壁型鋼能充分利用鋼材的強(qiáng)度以節(jié)約鋼材，在輕鋼結(jié)構(gòu)中得到廣泛應(yīng)用。常用冷彎薄壁型鋼截面型式有等邊角鋼（a）、卷邊等邊角鋼（b）、槽鋼（c）、卷邊槽鋼（d）、 Z型鋼、卷邊Z型鋼（C型鋼） （e）、鋼管[（f）、（g）、（h）]等。

表示方法為：按字母B、截面形狀符號(hào)和長(zhǎng)邊寬度短邊寬度卷邊寬度壁厚的順序表示，單位為mm，長(zhǎng)、短邊相等時(shí)，只標(biāo)一個(gè)邊寬，無卷邊時(shí)不標(biāo)卷邊寬度，如B[ 120402.5、BC16060203。

壓型鋼板是冷彎薄壁型鋼的另一種形式，它是用厚度為0.4~2mm的鋼板、鍍鋅鋼板或彩色涂層鋼板經(jīng)冷軋成的波形板。

型材的截面特性有什么用，怎么算型材的承受力和選型

型材截面特性的CAD計(jì)算方法

目前,很多門窗軟件附帶型材截面特性的計(jì)算功能,但采用AutoCAD查詢型材截面特性操作還是比較方便

一、型材慣性矩、抵抗矩的物理參數(shù)查詢

1、從CAD中調(diào)出門窗校核對(duì)象中主受力構(gòu)件梃(或組合構(gòu)件)的截面圖(制圖比例必須為1:1);

2、在你的CAD中調(diào)出“實(shí)體”快捷鍵,其中包括“差集”、“并集”;

3、取截面的面域:點(diǎn)擊“面域”-用鼠標(biāo)選取整個(gè)截面輪廓;

4、驗(yàn)證選取面域是否成功:點(diǎn)擊每個(gè)輪廓線時(shí)都是連續(xù)的、封閉的,說明成功,否則,需要檢查截面圖,找出不連續(xù)位置后修改,再重復(fù)選擇面域;

5. 差集(將實(shí)體中的空缺刪除,僅保留實(shí)體部分):下圖為是4個(gè)截面的組合,每個(gè)截面中間都有空腔,因此必須作4個(gè)截面各自的差集:選擇“差集”,先左擊第一個(gè)截面的外輪廓線,右擊確定后,再左擊該截面的內(nèi)輪廓線(有幾個(gè)內(nèi)輪廓線,就左擊幾個(gè)),右擊完成;再接著作下一個(gè)截面的差集;

6、驗(yàn)證差集是否成功:點(diǎn)擊一個(gè)截面上任意一點(diǎn),顯示該截面上所有內(nèi)外輪廓線;

7、并集(將所有實(shí)體合并為一個(gè)整體):選擇“并集”連續(xù)左擊每個(gè)實(shí)體,右擊完成。

鼠標(biāo)左擊截面,右擊完成。

二、查詢

1、選擇“工具”-“查詢”-“面域/質(zhì)量特性”

2、點(diǎn)擊截面任意處,彈出查詢結(jié)果。

3、選擇慣性矩值Ix:下圖是查詢結(jié)果表,其中的“慣性矩”,是該截面相對(duì)于世界坐標(biāo)“0,0”的慣性矩值,“主力拒與值心的X-Y方向”的兩個(gè)值才是我們需要的慣性矩,注意兩個(gè)慣性矩的受力方向:第一個(gè)是沿著【1.0000 0.0000】,即x=1.0000,y=0.0000,畫一個(gè)坐標(biāo),顯然受力方向是沿x軸的;同理,第二個(gè)的受力方向是沿y軸的。本例中的構(gòu)件受力方向(風(fēng)壓方向)顯然是沿y軸的,

因此取慣性矩為:

Ix=387464mm4=38.7464cmm4

4、計(jì)算抵抗矩:

由材料力學(xué)論證定義:

抵抗矩Wx=Ix/Ymanx

Ymanx是材料截面的中性軸距離材料截面輪廓線的最大垂直距離。

計(jì)算方法1:

在查詢表中,已經(jīng)給出“邊界框”的兩組坐標(biāo)和“質(zhì)心”的坐標(biāo),具體位置如右圖所示。由于該型材的受力方向是垂直于X軸的,很顯然:該截面距中性軸的兩個(gè)Y值分別為:

Y1=28515.2-28482.7=32.5

Y2=28542.7-28515.2=27.5

即:Ymanx= Y1=32.5

抵抗矩Wx=Ix/Ymanx=387464mm4/32.5mm=38.7464cm4/3.25cm=11.9218 cm3

計(jì)算方法2:

用質(zhì)心坐標(biāo)[69653.8,28515.2]在CAD中劃出中性軸,再直接測(cè)量Y1和Y2,選擇移動(dòng),取質(zhì)心坐標(biāo)點(diǎn),將截面圖拖到質(zhì)心坐標(biāo)與世界坐標(biāo)[0,0]重合的位置,再查詢時(shí),查詢表上的“慣性矩”就是我們要的數(shù)據(jù)。

雙肢不等邊角鋼截面特性

雙肢不等邊角鋼截面特性是耐腐蝕。不等邊角鋼指斷面為角形且兩邊長(zhǎng)不相等的鋼材。是角鋼中的一種。

Q235槽鋼的許用彎曲強(qiáng)度是多少？為什么機(jī)械手冊(cè)上沒有彎曲強(qiáng)度呢？

Q235槽鋼一般設(shè)計(jì)值取215N/mm^2，如薄壁鋼管設(shè)計(jì)值取205N/mm^2等。

機(jī)械手冊(cè)上的表格中表示的是鋼材截面特性，截面特性根彎曲強(qiáng)度是無關(guān)的，彎曲強(qiáng)度是與鋼材的種類有關(guān)，所以彎曲強(qiáng)度不在機(jī)械手冊(cè)上的表格中表示，鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)根據(jù)鋼材厚度或直徑（按規(guī)范表格中不同鋼材的種類情況取用）數(shù)據(jù)比較復(fù)雜，是由設(shè)計(jì)人員根據(jù)設(shè)計(jì)要求在設(shè)計(jì)規(guī)范中取用。

鋼材截面特性的介紹就聊到這里吧，感謝你花時(shí)間閱讀本站內(nèi)容。