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重慶鋼結構概述

發布者: 發布時間:2016/4/12 14:29:42 閱讀:次 【字體:

一、鋼結構材料強度

典型鋼結構碳鋼的材料性能曲線。鋼最重要的性能參數有:彈性模量E,屈服限和延展性。延展性是指鋼在塑性變形和斷裂過程中吸收能量的能力,它是鋼結構的最基本性能,始于1950年的塑性設計方法,就基于鋼在破壞前可承受一定塑性變形的性能。鋼材的強度通常應考慮脆性斷裂、層狀斯裂和疲勞斷裂三個方面,結構鋼在通常情況下是有延展性的,但在某些情況下,可能變成脆性的,例如在低溫、高加載速度、化學萬分不良、三軸應力狀態和高殘余應力情況下,其破壞完全象鑄鐵或玻璃那樣突然發生,這種破壞稱之為脆性斷裂,在這種情況下,不出現應力重新分布,應力集中會使構件強度六為減弱。

由于鋼板平面的垂向強度不夠,還會出現另一種脆性斷裂,即層狀撕裂,通常,這是由于軋制鋼板內存在缺陷所致,疲勞斷裂是由比導致結構破壞的靜載荷小得多的重復載荷所造成的破壞。

二、結構構件的強度

1、概述

結構構件的承載能力取決于材料特性和幾何特性。按幾何特性,構件可大體分為節點與桿件。整體結構中的鋼材性能,在某些方面與孤立的拉、壓試件不同。這些差異來自加工、成型、裝配、焊接過程中嚴重的殘余應力。通常,效余應力對拉伸或彎曲桿件沒有不利影響、但它對整個構件的應力一應變曲線的形狀有影響。

2.構件的拉伸破壞

當細長柱體(其長度遠大于其橫向最大尺寸)受軸向集中載荷作用時,產生的應力沿其截面均勻分布。眾所周知,一個開孔的受拉無限長平板,在孔周圍產生應力集中,其應力值遠大于板上其它位里的應力值。彈性應力集中程度用應力集中系數SCF然而,在局部屈服之前,應力已重新分布,使得應力集中程度逐漸減小,在最后整個截面屈服時,應力集中也一同消失了,應力在盛個截面上均勻分布,這里忽略了初始彈性應力集中.這是結構鋼延展性的重要性能。

3.脆性斷裂

如果材料是脆性的,如鑄鐵,帶孔板的應力升高情形則不同于上面。下面概述一下脆性材料的基本性能。

4、疲勞斷裂

如上所述,若裂紋長大于L則在靜載荷作用下裂紋繼續擴展,受動荷載作用的結構.即使裂紋長小于L,也會出現裂紋擴展。如果應力變化次數超過一定值,在每個載荷循環中晶體結構將發生局部變化,這一事實表明,產生裂紋所需的功W減少了,因此裂紋以小步長擴展。

5、構件的屈曲破壞

大多數細長受壓構件會產生屈曲,而鋼結構中大多數受壓構件的細長度在50~100范圍內,因此設汁中應注意考慮屈曲。

一受壓薄板的工作性能是,板的屈曲并不著達到極限承載力。初始屈曲后,板內產生了很大的儲備能力,載荷可繼續增大,板的極限承載能力最后取決于受力最大部分的應力達到屈服強度,而圓柱薄殼則剛好與它相反,它們屈曲后的剛度顯著降低,對初始缺陷十分敏感,由實臉得到的極限承毅能力遠小于由理論得的理想構件的屈曲載荷。

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