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钢结构平台的材料破坏特点和预防方法

编辑: 上海睿玲?????发布日期:2018-09-26 15:30:51
       钢结构平台的破坏形式主要分为材料破坏和钢结构平台本身结构的失稳破坏引起。上次大家已经讲过钢结构平台的结构破坏形式,这里就先容钢结构平台的材料破坏 形式的特点和预防方法。
       钢结构平台的材料破坏形式分为塑性破坏,疲劳破坏和脆性断裂破坏。
       钢结构平台材料的塑性破坏
       随着荷载的不断增加,钢结构平台工程构件截面上的内力达到截面的极限承载力时,平台形成机构,丧失承载能力而破坏。由于结构钢材的延性性能好,在钢结构平 台工程中,一个截面形成塑性饺并不标志结构丧失承载能力,可以利用其延性特征,即内力塑性重分布,使超静定结构在荷载作用下相继出现几个塑性铰直至形成机构作 为结构承载能力的极限状态。这样结构平台在破坏时会出现明显变形,容易被察觉和采取措施防止破坏。
       预防方法:如果能保证钢结构只发生强度延性破坏,就可以利用材料的塑性性能,采用塑性设计方法对结构进行设计,可以取得明显的经济效果。
       钢结构平台材料的疲劳破坏
       钢结构平台的钢构件在连续反复荷载作用下会发生疲劳破坏,主要分为裂纹的扩展和后断裂两个阶段。裂纹的扩展是十分缓慢的,而断裂是裂纹扩展到一定尺寸时 瞬间完成的。在裂纹扩展部分,断口因经反复荷载频繁作用的磨合,表面光滑,而瞬间断裂的裂口部分比较粗糙并呈颗粒状,具有脆性断裂的特征。
       影响钢结构平台构件的疲劳强度的主要因素为应力集中。钢结构的构件在截面突然改变处都会产生应力集中,如梁与柱的连接节点、柱脚、梁和柱的变截面处以及截面开口等削弱处。对于非焊接结构,产生应力集中的地方有钢材表面的凹凸麻点、刻 痕,轧钢时的夹渣、分层,切割边的不平整,冷加工产生的微裂纹以及螺栓孔等。对于焊接结构,应力集中的地方还有焊缝及其缺陷处,缺陷包括气孔、咬肉、夹渣、起弧和灭弧处的不平整和焊接裂纹等等。此外,结构和构件的残余应力及其所处的环境等都会对疲劳强度有影响。
       预防方法:可用减少初始缺陷和应力集中的方法来提高疲劳寿命,具体做法有采取合理的构造细节设计,尽可能减少应力集中;严格控制施工质量,以减小初始裂纹 尺寸;采取必要的工艺措施。
       钢结构平台材料的脆性断裂破坏
       钢结构平台材料的脆性断裂破坏前通常结构没有明显征兆,如异样和明显的变形等,脆性断裂破坏时,荷载可能很小,甚至没有外荷载作用。脆性断裂一般突然发生 ,瞬间破坏,来不及补救,结构破坏的危险性大。
       预防方法:注意合理的设计和选用钢材以及合理的制造和安装,在设计时能使荷载多路径传递。例如采用超静定结构,一旦个别构件断裂,结构仍维持几何稳定,荷 载能通过其他路径传递,结构不致倒塌,可以有时间发现和补救。
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