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洛陽鋼結構產生破壞的幾個問題

時間:2019-08-08 18:27:32 點擊:947 次 來源:洛陽事通鋼結構工程有限公司
鋼結構的塑性破壞
隨著荷載的不斷增加,結構構件截面上的內力達到截面的限承載力時,結構將形成 機構,喪失承載能力而破壞。由于結構鋼材的延性性能好,在超 靜定結構中,個截面形成塑性餃并不 標志結構喪失承載能力,可以利用其延 性征,即內力塑性重分布,使超靜定 結構在荷載作用下相繼出現幾個塑性鉸 直至形成機構作為結構承載能力的限 狀態。這樣結構在破壞時會出現明顯變 形,容易被察覺和采取措施防止破壞。
如果能保證結構只發生強度延性破 壞,就可以利用材料的塑性性能,采用 塑性設計方法對結構進行設計,可以取 得明顯的經濟果。
鋼結構的疲勞破壞
鋼結構和鋼構件在連續反復荷載作用下會發生疲勞破壞,主要分為裂紋的擴展和后 斷裂兩個階段。裂紋的擴展是十分緩慢的,而斷裂是裂紋擴展到定尺寸時瞬間完成的。 在裂紋擴展部分,斷口因經反復荷載頻繁作用的磨合,表面光滑,而瞬間斷裂的裂口部分 比較粗糙并呈顆粒狀,具有脆性斷裂的征。
影響鋼結構疲勞強度的主要因素為應力集中。 鋼結構和鋼構件在截面突然改變處都會產生應力 集中,如梁與柱的連接節點、柱腳、梁和柱的變 截面處以及截面開口等削弱處。對于非焊接結構, 產生應力集中的地方有鋼材表面的凹凸麻點、刻 痕,軋鋼時的夾渣、分層,切割邊的不平整,冷 加工產生的微裂紋以及螺栓孔等。對于焊接結構, 應力集中的地方還有焊縫及其缺陷處,缺陷包括 氣孔、咬肉、夾渣、起弧和滅弧處的不平整和焊 接裂紋等等,此外,結構和構件的殘余應力及其 所處的環境等都會對疲勞強度有影響。
對于防止疲勞破壞,我們可用減少初始缺陷 和應力集中的方法來提高疲勞壽命,具體做法有 采取合理的構造細節設計,盡可能減少應力集中; 嚴格控制施工質量,以減小初始裂紋尺寸;采取 必要的工藝措施。
鋼結構的脆性斷裂破壞
結構的脆性斷裂破壞前通常結構沒有明顯征兆,如異樣和明顯的變形等,脆性斷裂破 壞時,荷載可能很小,甚至沒有外荷載作用。脆性斷裂般突然發生,瞬間破壞,來不及 補救,結構破壞的危險性大。
影響結構脆性斷裂的因素主要有裂紋尺寸、作用應 力的方式和大小以及材料的韌性等。為防止斷裂般應 注意合理的設計和選用鋼材以及合理的制造和安裝,在 設計時能使荷載多路徑傳遞。例如采用超靜定結構, 旦個別構件斷裂,結構仍維持幾何穩定,荷載能通過其 他路徑傳遞,結構不致倒塌,可以有時間發現和補救。
鋼結構的整體失穩破壞
結構整體失穩破壞是結構所承受的外荷載尚未達到 按強度計算達到的結構強度破壞荷載時,結構已不能承 載并產生較大的變形,整個結構偏離原來的平衡位置而 碾壞。鋼構件的整體失穩因截面形式的不同和受力狀態 的不同可以有各種形式。對于軸心受壓構件,可以有彎 曲失穩(如圖1—17所示)、扭轉失穩和彎扭失穩;對于 受彎構件為彎扭失穩;對于單軸壓彎構件,在彎短平面 內為彎曲失穩,在彎矩作用平面外為彎扭失穩;對于雙 軸壓彎構件為彎扭失穩。為了防止結構的整體失穩,在 結構整體布置時必須考慮整個體系及其組成部分的穩定性要求。
鋼結構的局部失穩破壞
結構和構件局部失穩是指結構和構件在保持整體穩定的條件下,結構中的局部構件或 構件中的板件在外荷載的作用下而失去穩定。這些局部構件在結構中可以是受壓的柱和受 彎的梁;在構件中可以是受壓的翼緣板(如圖1—18所示)和受壓的腹板。當發生局部失 穩時,般整個結構或構件并不會完喪失承裁能力,具有屈曲后強度。

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