钢结构的基本性能
钢结构的力学性能分析与设计
钢结构的力学性能分析与设计引言：钢结构已经成为了现代建筑中不可或缺的一部分。
不同于传统的木结构和混凝土结构，钢结构因为其优秀的力学性能而获得了越来越广泛的应用。
本文将对钢结构的力学性能进行分析，探讨其设计与应用。
第一章：钢结构的力学性能1.1 钢的性质钢是一种由铁和碳组成的合金材料，具有优异的力学性能，如高强度、高弹性模量、高韧性、高耐磨性和耐蚀性等，因此广泛应用在建筑、机械、航空、电力等领域。
1.2 钢结构的优点(1) 轻量化：钢结构相比于混凝土结构更轻，能够减轻建筑物自重，降低地震和风灾害对建筑物的影响。
(2) 高强度：钢结构的强度远高于混凝土结构和木结构。
(3) 易于施工：钢结构件可以在工厂内制造，然后进行现场组装，缩短了建筑周期。
(4) 灵活性：钢结构可以采用许多组合方式，以适应不同的建筑需要。
1.3 钢结构的应用钢结构广泛应用于建筑、桥梁、船舶和机械等领域。
在建筑领域，钢结构主要用于高层建筑、体育馆、工厂、大跨度建筑和桥梁等。
第二章：钢结构的设计2.1 钢结构的设计要点(1) 强度设计：钢结构的强度设计包括耐力设计和稳定性设计。
(2) 刚度设计：钢结构的刚度设计包括初始刚度设计和极限状态刚度设计。
(3) 疲劳和断裂控制：在考虑钢结构的疲劳和断裂控制时，需要采用一些特殊的设计方法。
2.2 钢结构的设计规范钢结构的设计必须遵循相应的国家标准和建筑规范。
在中国，目前主要应用的是《建筑结构设计规范》和《钢结构设计规范》。
2.3 钢结构的设计软件钢结构的设计软件可以帮助设计师进行结构设计、计算和分析。
常见的钢结构设计软件包括SAP2000、ETABS、AutoCAD和ANSYS等。
第三章：钢结构的力学模型3.1 钢结构的力学模型分类(1) 框架模型：框架模型是钢结构中最常见的模型之一，其基本原理是将主要的荷载通过柱和梁传递到地基上。
(2) 空间网格模型：空间网格模型可以分为面网格和空间网格。
面网格由连接着若干个支座的截面组成，而空间网格则是沿三维方向排列着的蜂窝状结构。
轻钢结构房屋的五大性能
轻钢结构房屋的五大性能轻钢结构在很多房屋的建筑当中得到的广泛的应用，由于轻钢结构就有抗震，抗风，自重轻，造价低，保温，耐用和环保等优点，因而是轻钢结构房屋的最佳建筑架构。
今天，苏州恒光钢构将为大家详细介绍轻钢结构房屋的五大性能。
第一，结构抗震、抗风1、钢结构具有良好的延性，抗震性、抗风性能好且受损轻。
在地震实验室里得到的数据表明，轻钢结构的房屋的抗震性是传统砖木房屋的2-3倍，砖木结构房屋倒塌，而轻钢结构房屋只发生可恢复性弯曲，而且由于钢材便于加工，灾后容易修复。
2、轻钢龙骨结构建筑的构件与外墙板形成"蒙皮效应"，抗水平荷载和垂直荷载的能力都大大提高。
3、房屋主体采用螺栓组装，房屋形成一个整体，与基础紧密相连，抗震可达9度设防。
4、钢结构采用的是热镀锌高强冷轧钢板，镀锌量185克/平米，使用寿命更长。
5、采用的轻钢结构，结构自重轻，抗风抗震性能极佳，可抵御12级台风。
第二，自重轻、基础造价低，增加建筑使用面积1、轻钢龙骨结构建筑构件的截面面积在所有建筑类型中最小，在满足相同承载能力的前提下，重量最轻，且采用轻质功能建筑材料，整体重量约为砖混结构建筑的1/5-1/6。
建筑基础要求较传统建筑低，工程造价相应降低。
2、轻钢龙骨结构建筑的围护墙厚度为14-20cm，建筑使用面积比混凝土结构建筑增加10％。
3、超轻钢结构住宅相比砖混住宅来说，可以避免烧结砖带来的资源浪费。
4、超轻钢结构住宅的综合经济指标不高于钢筋混凝土结构。
第三，保温、隔热性能1、轻钢集成房屋外墙使用挤塑板或聚氨酯包裹，形成连续的外保温，隔断冷桥，形成优良的保温层。
2、外墙挂板与结构板材之间形成通风间层，远离酷热。
3、先进的外保温方式，满足我国最新建筑节能标准，杜绝冷热桥现象，使建筑远离潮湿变形、霉变、锈蚀等伤害。
独有的热反射及通风间层设计使得建筑围护隔热效果更优越，温度可下降5-8℃。
第四，经久耐用、节能环保1、节能：耗能减少65%-90%。
钢结构(含螺栓)力学指标
钢结构(含螺栓)力学指标
钢结构力学指标是指描述钢结构在受力作用下所表现出的力学性能的参数。
这些指标包括但不限于以下几个方面：
1. 强度指标，强度是材料抵抗外部力量破坏的能力。
对于钢结构而言，常见的强度指标包括屈服强度、抗拉强度、抗压强度、剪切强度等。
这些指标反映了钢材在受力下的承载能力，是设计和施工中必须考虑的重要参数。
2. 刚度指标，刚度是材料抵抗变形的能力，它描述了材料在受力下的变形特性。
对于钢结构而言，刚度指标包括弹性模量、剪切模量等。
这些指标反映了钢结构在受力下的变形情况，对于结构的稳定性和变形控制具有重要意义。
3. 疲劳指标，疲劳是材料在交变应力作用下发生破坏的现象，对于钢结构而言，疲劳指标是评价结构在长期使用中抵抗疲劳破坏能力的重要参数。
常见的疲劳指标包括疲劳极限、疲劳寿命等。
4. 螺栓连接指标，钢结构中的螺栓连接是常见的连接方式，其力学指标包括螺栓的抗剪强度、抗拉强度等。
这些指标影响着螺栓
连接的可靠性和安全性。
总之，钢结构力学指标涵盖了强度、刚度、疲劳和螺栓连接等多个方面，这些指标对于评价钢结构的安全性、稳定性和可靠性具有重要意义。
在设计、制造和使用钢结构时，需要充分考虑这些力学指标，以确保结构的安全和可靠运行。
钢材基本性能及指标
钢结构的特点
钢结构的特点钢结构的特点：1、轻质高强2、塑性、韧性好3、各向同性，性能稳定4、可焊性5、不易渗漏6.制造简便，施工周期短7、耐腐蚀性差8、耐热但不耐火9、存在稳定性问题。
应用范围：重型工业厂房，大跨度结构，高耸结构，与高层结构受动力荷载作用的结构，可拆卸与移动的结构，容器与管道，轻型钢结构其她建筑一一支架等。
钢结构的设计方法主要以概率极限状态设计法为主，对疲劳以及压力容器沿用以经验为主的容许应力设计法。
钢材力学性能指标包括：抗拉强度FU反映钢材受拉时所能承受的极限应力，伸长率衡量钢材断裂前所具有的塑性形变能力指标，以试件破坏后在标定的长度内残余应变表示，屈服点，断面收缩率衡量钢材塑性与韧性，冷弯性能判断钢材塑性变形能力与冶金质量与冲击韧性用于比较韧性的好坏。
钢结构的破坏形式：1、塑性破坏。
特征：构件应力超过屈服点，并且达到抗拉极限强度后，构件产生明显的变形。
断口：色泽发暗。
后果:在破坏前有很明显的变形，并有较长的变形持续时间，便于发现与补救。
2、脆性破坏:在破坏前无明显变形，没有任何预兆。
断口:平齐与呈有光泽的晶粒。
后果：突然发生的，危险性大，应尽量避免。
1）屈服点fy――应力应变曲线开始产生塑性流动时对应的应力（取屈服阶段波动部分的应力最低值），它就是衡量钢材的承载能力与确定钢材强度设计值的重要指标。
（2）抗拉强度fu ――应力应变曲线最高点对应的应力，它就是钢材破坏前所能承受的最大应力。
3）钢材的塑性一一当应力超过屈服点后，钢材能产生显著的残余变形（塑性变形）而不立即断裂的性质。
塑性好坏可用断面收缩率与伸长率表示，通过静力拉伸试验得到。
元素对钢结构性能的影响：碳（C）――钢材强度的主要来源，但就是随其含量增加，强度增加，塑性、冷弯、冲击、抗疲劳降低，可焊性降低,抗腐蚀性降低。
硫（S）――有害元素，引起热脆与分层。
磷（P）――冷脆性。
抗腐蚀性略有提高，但可焊性、塑性与韧性降低。
锰（Mn）――合金元素。
第1讲二钢结构的性能及其主要影响因素.
第二章钢结构的性能及其主要影响因素2.1钢结构对钢材的要求钢材的种类很多，用途不同，所需的钢材种类和品牌各异。
因此，必须按使用用途对钢材的性能的要求选择合适的钢材类别和牌号。
我国钢材的种类一般有以下几类：1、按化学成分分为(1) 碳素钢——指含碳量Wc＜2%的铁碳含量。
按质量和用途的不同，又可分为普通碳素结构钢，优质碳素结构钢和工具碳素钢三大类。
按含碳量的不同可分为：1) 工业纯铁——Wc≤0.04%2) 低碳钢——Wc≤0.25%3) 中碳钢——Wc=0.25% ~ 0.60%4) 高碳钢——Wc＞0.60%(2) 合金钢——指在碳素钢的基础上，在冶金时加入一些合金元素而炼成的钢，按其合金元素的总含量，可分为：1) 低合金钢——合金元素总含量≤5%2) 中合金钢——合金元素总含量5% ~ 10%3) 高合金钢——合金元素总含量＞10%2、按用途分有(1) 结构钢——又可分为建筑及工程用结构钢和机械制造用结构钢两类(2) 工具钢——指用于制造各种工具的钢，如刃具钢，模具钢和量具钢等。
(3) 特殊钢 —— 指用特殊方法生产，具有特殊物理、化学性能或力学性能的钢。
一般分为不锈耐酸刚，耐热钢，低温用钢，耐磨钢，磁钢，抗磁钢和超高强度钢（ζb ≥1400Mpa ）等。
(4) 专业用途钢 —— 指各个工业部门专业用途的钢，如：农机用钢，机床用钢，汽车用钢，航空用钢，锅炉用钢，焊条用钢等等。
*建筑及工程用结构钢 —— 指用于建筑、桥梁、船舶及其他工程上制作金属结构构件的钢，主要有：①普通碳素结构钢 —— 可分为：一般用途普碳钢、专用普碳钢；②低合金钢 —— 可分为：低合金结构钢、耐腐蚀钢、低温用钢、钢筋钢、钢轨钢、耐磨钢及特殊用途专用钢等。
*机械制造用结构钢 —— 指用于制造机械设备上结构零件的钢。
这类钢基本上为优质钢或高级优质钢，主要有： 按其工艺特征分为①优质碳素结构钢②合金结构钢冷塑性成形用钢（如冷冲压钢、冷镦钢、冷挤压用钢等）表面硬化结构钢表面淬火用钢氮碳共渗钢氮化钢调质结构钢渗碳钢③易切结构钢④弹簧钢⑤滚动轴承钢虽然钢材种类很多，但符合钢结构性能要求的钢材只有少数几种。
钢结构 用钢指标
钢结构用钢指标
钢结构使用的钢材需要具备以下指标：
1. 强度：钢材的强度指标包括抗拉强度、屈服强度等，要求抗拉强度在400 MPa以上，屈服强度在250 MPa以上。
这些指标能够确保钢材能够承受各种荷载和力的作用。
2. 韧性：钢材的韧性指标包括冲击韧性和断裂韧性，这些指标对于保证钢结构在受到冲击、震动等作用时不会发生破损非常重要。
3. 延展性：钢材的延展性指标是指材料在拉伸过程中能够伸长的程度，它关系到钢结构在荷载作用下的变形能力和抗震性能。
一般要求材料的伸长率在15%以上。
4. 可焊性：钢材的可焊性指标主要包括焊接性能、熔深、强度和裂纹敏感性等，这对于需要进行焊接加工的钢结构非常重要。
5. 耐腐蚀性：钢材的耐腐蚀性指标主要包括耐大气腐蚀、耐海洋腐蚀和抗化学腐蚀等方面，一般要求钢材的耐大气腐蚀性高于Grade 2级别，并且需
要进行表面防腐处理。
此外，还需要考虑钢材的冷弯性能、耐久性等指标。
在采购和使用钢材时，需要根据具体的工程要求，选择合适的材料，并严格把关材料的质量和性能，以确保钢结构的质量和安全。
钢结构八大特点
钢结构八大特点,值得收藏目录一、钢结构的特点 (1)二、常用钢结构用钢的牌号及性能 (1)三、钢结构的材料选用原则 (2)四、主要钢结构技术内容 (2)五、钢结构的目标与措施 (5)六、钢结构的连接方法 (5)七、焊接连接 (7)八、螺栓连接 (9)正文一、钢结构的特点1钢结构自重较轻2钢结构工作的可靠性较高3钢材的抗振（震）性、抗冲击性好4钢结构制造的工业化程度较高5钢结构可以准确快速地装配6容易做成密封结构7钢结构易腐蚀8钢结构耐火性差二、常用钢结构用钢的牌号及性能1碳素结构钢：Q195、Q215、Q235等2低合金高强度结构钢3优质碳素结构钢及合金结构钢4专门用途钢三、钢结构的材料选用原则钢结构的材料选用原则是保证承重结构的承载能力和防止在一定条件下出现脆性破坏，根据结构的重要性、荷载特征、结构形式、应力状态、连接方法、钢材厚度和工作环境等因素综合考虑的。
《钢结构设计规范》GB50017-2003提出的四种钢材型号是“宜”使用的型号，是在条件许可时的首先选择，并不禁止其它型号的使用，只要使用的钢材满足规范的要求即可。
四、主要钢结构技术内容1.高层钢结构技术根据建筑高度和设计要求分别采用框架、框架支撑、筒体和巨型框架结构，其构件可采用钢、劲性钢筋混凝土或钢管混凝土。
钢构件质轻延性好，可采用焊接型钢或轧制型钢，适用于超高建层建筑；劲性钢筋混凝土构件刚度大，防火性能好，适用于中高层建筑或底部结构；钢管混凝土施工简便，仅用于柱结构。
2.空间钢结构技术空间钢结构自重轻、刚度大、造型美观，施工速度快。
以钢管为杆件的球节点平板网架、多层变截面网架及网壳等是我国空间钢结构用量最大的结构型式。
具有空间刚度大，用钢量低的优点，在设计、施工和检验规程，并可提供完备的CAD。
除网架结构外，空间结构尚有大跨悬索结构、索膜结构等。
3.轻钢结构技术伴随着轻型彩色钢板制成墙体和屋面围护结构组成的新结构形式。
由5mm以上钢板焊接或轧制的大断面薄壁H 型钢墙梁和屋面檩条，圆钢制成柔性支持系统和高强螺栓连接构成的轻钢结构体系，柱距可从6m到9m，跨度可达30m或更大，高度可达十几米，并可设轻型吊四。
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第一章钢结构的基本性能钢结构的内在特性：所用的原材料、所经受的一系列加工过程决定的。
外界作用：各类荷载和气象环境对它的性能也有不可忽视的影响。
钢结构所用钢材：塑性较好，拉力作用下，应力—应变曲线有明显的屈服点和屈服平台，然后进入强化阶段。
钢结构设计准则：屈服点作为钢材强度的极限，并把局部屈服作为承载能力的准则（薄腹梁不同）。
钢材塑性性能：在一定条件下是可以利用的：简支梁可以允许塑性在弯矩最大截面上发展；连续梁和框架的塑性设计方法，允许在结构中出现塑性铰以及继之而来的内力重分布。
这种利用塑性的设计方法已提到日程。
稳定问题：一个突出的问题。
构件及其局部有受压的可能，在设计时就应考虑如何防止失稳。
有时，局部性的失稳还不是构件承载能力的极限，则可以不加防止，并对屈曲后强度加以利用。
建筑结构钢材有较好的韧性。
动力作用的重要结构采用钢结构。
但设计这类钢结构，还必须正确选用钢材，当荷载多次重复时，还应从计算、构造和施工几个方面来考虑疲劳问题。
钢材的韧性并不是一成不变的。
材质、板厚、受力状态、温度等都会对它有所影响。
钢结构曾经有过脆性断裂的事故，脆断一直成为一个引人注目的问题。
1.1钢材的生产及其对材性的影响建筑结构所用的钢材包括两大类：热轧型钢和钢板（图 1.1）; 冷成型（冷弯、冷冲、冷轧）的薄壁型钢和压型钢板（图 1.2）o图1.1热轧钢材图1.2冷弯型钢钢在熔炼炉中炼成后，先浇注成钢锭，然后经过多次辊轧才形成钢材。
冶炼、脱氧、辊轧等环节都对钢材的性能有很大影响。
1.1.1钢的熔炼冶炼按需要生产的钢号进行，它决定钢材的主要化学成分。
冶炼炉种不同，所得钢材也有差异。
平炉钢和氧气转炉钢，二者质量不相上下。
早期转炉钢都用空气吹炼，所含有害杂质多，尤其是含氮较多, 使钢易脆，并对时效敏感。
转炉钢用氧气吹炼，大大改善质量。
如果吹入的氧气纯度高于99.5%,贝U钢材的综合性能优于平炉钢：含氮量低，冲击韧性高20%〜30%。
1.1.2 钢的脱氧钢的熔炼是把铁水中过多的碳和有害元素硫、磷加以氧化而脱去，不可避免有少量的铁也氧化，形成氧化铁(FeO),需要进行脱氧。
脱氧方法：在钢液中加入和氧亲合力比铁高的锰、硅或铝。
脱氧的程度对钢材质量颇有影响。
锰是弱脱氧剂，脱氧很不充分。
钢液中还含有较多的FeO，浇注时FeO 和碳相互作用，形成CO 气体逸出，引起钢液的剧烈沸腾，称之为沸腾钢。
沸腾钢在钢锭模中冷却很快，气体只能逸出部分，夹杂有较多的FeO,冷却后有许多气泡［图1.3 (a)］。
硅是较强脱氧剂，加入适量的硅(硅铁)，脱氧即比较充分。
硅在还原氧化铁的过程中放出热量，使钢液冷却缓慢，气体大多可以逸出，所得钢锭称为镇静钢［图1.3 (b)］0这种钢锭在缓慢冷却和凝固过程中出现的晶粒多，晶粒上部形成较大缩孔，缩孔的孔壁有些氧化，在辊轧时不能焊合，必须先把钢锭头部切去。
切头后实得钢材仅为钢锭的80%〜85%。
图1.$钢锭剖面图1.3钢锭剖面沸腾钢质量比镇静钢差，杂质多而组织欠均匀，气泡周围容易集中硫化物，形成硫偏析，组织也不够致密。
但沸腾钢生产周期短，消耗脱氧剂少，轧钢时切头很小，成品率高，因此成本低廉。
镇静钢性能优于沸腾钢：易保证必要的冲击韧性，包括低温冲击和时效冲击。
静力作用下，屈服点比沸腾钢稍高。
沸腾钢易存在硫偏析，焊接结构中硫偏析可能引起热裂纹。
因此欧洲一些国家规定：当不能避免在偏析区施焊时，不应采用非镇静钢。
英国焊接结构规定都用镇静钢或半镇静钢，沸腾钢只能用于厚度5mm 以下个别情况。
半镇静钢是介于沸腾钢和镇静钢之间的钢材。
性能比沸腾钢好，价格比镇静钢便宜。
鉴别沸腾钢和镇静钢，可通过硅的含量来进行。
《碳素结构钢》(GB700-88)规定：沸腾钢含硅量不超过0.07%，实际上常低于0.03%〜0.07%;镇静钢含硅量在0.12%〜0.30%间，实际下限常在0.15%〜0.17%间；半镇静钢含硅量在上述二者之间，不超过0.17%，实际常不低于0.10%〜0. 12%。
GB700-88还规定，Q235钢分为A，B，C，D 四级。
前二级可以是沸腾钢、半镇静钢或镇静钢， C 级必须是镇静钢。
对冲击韧性（尤其是低温冲击韧性）要求高的重要结构，如寒冷地区的露天结构，钢材宜用以硅脱氧后再用铝补充脱氧的特殊镇静钢。
GB700-88 所规定的Q235D 钢，即属于特殊镇静钢，要求含有酸溶铝不少于0.015％（或全铝不少于0.020％）。
低合金结构钢要求-20°C或-40°C冲击韧性者，也有类似要求。
用铝进行补充脱氧，不仅进一步减少钢中的有害氧化物，而且能够细化晶粒。
这种钢比一般镇静钢具有更高的室温冲击韧性和更低的冷脆倾向性和时效倾向性。
冶金工厂承载运转特别繁重的硬钩吊车的吊车梁，采用这种钢材也比较合适。
当然，用铝脱氧也使钢材成本进一步提高。
图1.4 给出化学成分（除硅外）十分接近的镇静钢板和沸腾钢板冲击韧性值随温度变化的曲线。
钢的含碳量为0.20％（钢液化验的数字，钢板化验为0.23%）。
曲线1的钢板厚10mm,为铝补充脱氧的镇静钢，脆性转变温度低达-60o C。
曲线2的钢板厚18mm，为沸腾钢，它的冲击韧性在室温下并不比镇静钢低多少，但在负温度下就相差悬殊，脆性转变温度为-10o C。
1. i*理耦z-图i.. i頸静锢栢漓牌钢的冲击制性高强度低合金钢一般都是镇静钢，我国过去的普通低合金结构钢系列中也有半镇静钢，即18铌鉡，但GB1591-88中已改为18铌。
1.1.3钢的轧制辊轧是型钢和钢板成型的工序，给钢材组织和性能很大影响。
辊轧有热轧和冷轧之分，以前者为主。
冷轧只用于生产小号型钢和薄板。
热轧可以破坏钢锭的铸造组织，细化钢材的晶粒（图 1.5），并消除显微组织的缺陷。
浇注时形成的气泡、裂纹和疏松，可在高温和压力作用下焊合。
经过热轧后，钢材组织密实，力学性能得到改善。
这种改善主要体现在沿轧制方向上，从而使钢材在一定程度上不再是各向同性体。
经过轧制之后，钢材内部的非金属夹杂物（主要是硫化物和氧化物，还有硅酸盐）被压成薄片，出现分层（夹层）现象。
分层使钢材沿厚度方向受拉的性能大大恶化，并且有可能在焊缝收缩时出现层间撕裂（图1.6）。
焊缝收缩诱发的局部应变时常达到屈服点应变的数倍，比荷载引起的应变大得多。
ffl' 1-5舸的轧制柜品粒细比对于型钢和扁钢，轧制形成的非各向同性并不引起什么问题，因为它们总是沿轧方向受力的，对钢板则有所不同，下料切成小块后有可能垂直于辊轧方向受力，大块的板也可能处于平面应力状态。
因此钢板拉力试验的试样应垂直于轧制方向切取（图1.7）o冲击试验则只作纵向试样rtL图层间捧裂L*f 1. 7钢板和塌钢试件取坪实践表明，热轧钢材厚度小者强度高于厚度大者，而且塑性及冲击韧性也比较好。
因此钢材的机械性能要按厚度分级。
如Q235钢只是在厚度不超过16mm时屈服点为235N/mm2。
超过16mm时要按厚度的递增而逐步减小。
薄钢材性能好的原因，是辊轧次数多，轧制的压缩比大。
厚度很大的钢材，压缩比过小，内部组织不如压缩比大的钢材，机械性能较差，尤其是冲击韧性差别最为显著。
同一根热轧型钢的不同部分，因压轧条件不同，机械性能也会有差别。
轧制普通工字钢的轧机只有两个水平轧辊（图 1.8）o辊轧成型时，腹板所受压力大于翼缘，翼缘所受压力和它内侧的斜度有关。
压力不同，其结果是翼缘和腹板在组织上有差别，机械性能随之也有差别：腹板的性能优于翼缘。
但是，工字钢用作受弯构件时，翼缘的应力大于腹板，承载能力主要取决于翼缘的性能。
因此，拉力试样如能在翼缘上取样，将更为合理，但翼缘内侧有坡度，不便做试样。
因此，我国目前规定，工字钢和槽钢拉力试验和冲击试验的样坯都从腹板上切取，如图1.9( a，b)。
不过，冲击韧性试样从腹板上切取可能会导致不安全的后果。
英国标准BS4360:1979规定: 工字钢拉伸试验可以在翼缘或腹板取样，而冲击试验则必须在翼缘取样［图1.9 (d)。
（3）沏1.9那［钢试昨取樺宽翼缘工字钢（H型钢）的翼缘内侧没有坡度，用2个水平轧辊和两个竖向轧辊同时辊压（图1.10），翼缘也直接受到压力，情况要比普通工字钢好得多。
但由于厚度不同，翼缘和腹板的性能还会有差别。
差别的幅度，不同的试验报告有一些出入。
B.W.Young所得的结果是：翼缘的屈服点变动在腹板屈服点的76%〜98%之间D.J. L. Kennedy和M. G. Aly在分析宽翼缘工字钢的统计参数时取翼缘屈服点为腹板的热轧的另一后果，是不均匀冷却造成的残余应力。
以图1.11（a）的钢板而言，板的两边和空气接触的面积大，冷却得快，中部则相反，在边部已经完全冷却后还保持一定温度。
这时，中部的收缩受到边部的约束，形成拉应力，而边部则有与之相平衡的压应力。
板的尺寸越大，冷却后的应力也越大。
这种在没有外力作用下内部自相平衡的应力叫做残余应力。
各种截面的热轧型钢都有这类残余应力，随截面形式和尺寸不同，残余应力的分布有所区别。
普通工字钢翼缘厚而窄，冷却得慢，最后呈现残余拉应力，而腹板大部分是残余压应力［图1.11(b)］。
宽翼缘工字钢翼缘和腹板交接处材料最厚，冷却最慢，其翼缘残余应力分布和极类似，但腹板两边受拉，分布图形和普通工字钢相似［图1.11(c)］。
一般地说，截面尺寸越大，残余应力也越大。
残余应力虽然是自相平衡的，对钢构件在外力作用下的性能还是有一定影响。
如对变形、稳定性、抗疲劳等方面都可能产生不利的作用。
热轧钢材残余应力的绝对值和屈服点无关，因此对屈服点高的钢材来说，残余应力和屈服点的比值要小些。
b圉热耗钢材的残余应力1.1.4矫直和热处理钢材在热轧成型之后往往需要矫直。
矫正原有的弯曲，必须反弯至出现塑性变形才能生效。
图1.12所示宽翼缘工字钢绕弱轴有原始弯曲，给以反弯曲时沿翼缘宽度的应力分布如图中折线ABCDE所示，AB和DE为屈服区。
在卸去施加的弯矩时，变形和应力都按线弹性规律变化，即相当于从ABCDE应力图中减去MCN应力。
因此，截面中残存有应力RSCTU。
反弯时受拉一侧为残余压应力。
以上分析是按钢材不存在初始残余应力的条件做出的。
实际上，钢材热轧冷却后存在残余应力，因此矫直后的残余应力应是对原始残余应力进行重新分布。
重分布使翼缘原始残余压应力峰值有所降低，将减轻用作压杆时的不利作用。
矫直有两种方法：辊床调直和顶直前法使整个杆长原始残余应力都重新分布，后法则重分布只发生在中部较短范围内。
热处理是改善钢材性能的重要手段之一。
建筑结构用的钢材，一般以热轧状态交货，即不进行热处理。
但是，屈服点超过400N/mm2 的低合金钢常常要进行调质处理或正火处理。
调质热处理包括淬火和高温回火两道工序。
淬火时把钢材加热至900o C以上，保温一定时间.然后放入水或油中快速冷却。