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技术文献
钢结构设计:钢结构对钢材的要求
发布日期:2014/4/5

                                                    钢结构设计:钢结构对钢材的要求

什么是塑性破坏和脆性破坏?

 
      钢材的破坏形式有两种:塑性破坏和脆性破坏。两者的破坏特征有明显的区别。
      塑性破坏是由于构件的应力达到材料的极限强度而产生的,破坏前有较大的塑性变,且变形持续时间长,容易及时发现并采取有效补救措施,通常不会引起严重后果。脆性破坏是在塑性变形很小,甚至没有塑性变形的情况下突然发生的,破坏时构件应力可能小于钢材的屈服点fy。由于脆性破坏前没有明显的征兆,不能及时觉察和补救,破坏后果严重
      钢材属于塑性材料,具有很好的塑性变形能力,一般情况下发生的是塑性破坏,但若因为设计、施工和使用的不恰当,往往会导致钢构件发生脆性破坏。因此,在钢结构的设计、施工和使用中,要充分考虑各方面因素,避免一切发生脆性破坏的可能性。
 
钢结构对钢材的要求
 
      为了保证结构的安全,钢结构所用的钢材应具有下列性能要求:
1.  较高的强度
      钢材的强度指标主要有屈服强度fy和抗拉强度fu,可通过钢材的静力单向拉伸试验获得。
2.  较好的延性和韧性
      延性度量经受变形的能力,以钢材的静力单向拉伸试验得出的伸长率作为主要指标。韧性是指钢材在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力,韧性指标包括冲击韧性和断裂韧性,前者通过冲击韧性试验获得,后者通过断裂韧性试验获得。断裂韧性能更好地反映断裂的物理本质。
3.  良好的工艺性能
      工艺性能是指钢材能够经受冷加工的性能和适合焊接的性能。冷加工性能可以由冷弯试验考察。良好的可焊性是指采用一般焊接工艺就可完成合格的焊缝,在焊接中和焊接后均不出现裂纹。
此外,根据结构的具体工作条件,在必要时还应该具有耐低温、高温以及有害介质侵蚀等的性能。当然,钢材还应易于生产,价格低廉。
      《钢结构设计规范》推荐的Q235钢、Q345钢、Q390钢和Q420钢是符合上述要求的,对于规范没有推荐的钢材,当有可靠根据时也可以选用。
      规范同时规定:承重结构采用的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度和硫、磷含量的合格保证,对焊接结构尚应具有碳含量的合格保证;焊接承重结构以及重要的非焊接承重结构采用的钢材还应具有冷弯试验的合格保证;对于某些承受动力荷载的结构以及重要的受拉或受弯的焊接结构尚应具有常温或负温冲击韧性的合格保证。
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