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洛阳钢结构产生破坏的几个问题

时间:2019-08-08 18:27:32 点击:1230 次 来源:洛阳事通钢结构工程有限公司
钢结构的塑性破坏
随着荷载的不断增加,结构构件截面上的内力达到截面的限承载力时,结构将形成 机构,丧失承载能力而破坏。由于结构钢材的延性性能好,在超 静定结构中,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限 状态。这样结构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。
如果能保证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 得明显的经济果。
钢结构的疲劳破坏
钢结构和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,具有脆性断裂的征。
影响钢结构疲劳强度的主要因素为应力集中。 钢结构和钢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。
对于防止疲劳破坏,我们可用减少初始缺陷 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。
钢结构的脆性断裂破坏
结构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。脆性断裂般突然发生,瞬间破坏,来不及 补救,结构破坏的危险性大。
影响结构脆性断裂的因素主要有裂纹尺寸、作用应 力的方式和大小以及材料的韧性等。为防止断裂般应 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, 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。
钢结构的整体失稳破坏
结构整体失稳破坏是结构所承受的外荷载尚未达到 按强度计算达到的结构强度破坏荷载时,结构已不能承 载并产生较大的变形,整个结构偏离原来的平衡位置而 碾坏。钢构件的整体失稳因截面形式的不同和受力状态 的不同可以有各种形式。对于轴心受压构件,可以有弯 曲失稳(如图1—17所示)、扭转失稳和弯扭失稳;对于 受弯构件为弯扭失稳;对于单轴压弯构件,在弯短平面 内为弯曲失稳,在弯矩作用平面外为弯扭失稳;对于双 轴压弯构件为弯扭失稳。为了防止结构的整体失稳,在 结构整体布置时必须考虑整个体系及其组成部分的稳定性要求。
钢结构的局部失稳破坏
结构和构件局部失稳是指结构和构件在保持整体稳定的条件下,结构中的局部构件或 构件中的板件在外荷载的作用下而失去稳定。这些局部构件在结构中可以是受压的柱和受 弯的梁;在构件中可以是受压的翼缘板(如图1—18所示)和受压的腹板。当发生局部失 稳时,般整个结构或构件并不会完丧失承裁能力,具有屈曲后强度。

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