洛陽鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞的幾個(gè)問題
時(shí)間：2019-08-08 18:27:32
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來源：洛陽事通鋼結(jié)構(gòu)工程有限公司
鋼結(jié)構(gòu)的塑性破壞
隨著荷載的不斷增加，結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面上的內(nèi)力達(dá)到截面的限承載力時(shí)，結(jié)構(gòu)將形成 機(jī)構(gòu)，喪失承載能力而破壞。由于結(jié)構(gòu)鋼材的延性性能好，在超 靜定結(jié)構(gòu)中，個(gè)截面形成塑性餃并不 標(biāo)志結(jié)構(gòu)喪失承載能力，可以利用其延 性征，即內(nèi)力塑性重分布，使超靜定 結(jié)構(gòu)在荷載作用下相繼出現(xiàn)幾個(gè)塑性鉸 直至形成機(jī)構(gòu)作為結(jié)構(gòu)承載能力的限 狀態(tài)。這樣結(jié)構(gòu)在破壞時(shí)會(huì)出現(xiàn)明顯變 形，容易被察覺和采取措施防止破壞。
如果能保證結(jié)構(gòu)只發(fā)生強(qiáng)度延性破 壞，就可以利用材料的塑性性能，采用 塑性設(shè)計(jì)方法對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以取 得明顯的經(jīng)濟(jì)果。
鋼結(jié)構(gòu)的疲勞破壞
鋼結(jié)構(gòu)和鋼構(gòu)件在連續(xù)反復(fù)荷載作用下會(huì)發(fā)生疲勞破壞，主要分為裂紋的擴(kuò)展和后 斷裂兩個(gè)階段。裂紋的擴(kuò)展是十分緩慢的，而斷裂是裂紋擴(kuò)展到定尺寸時(shí)瞬間完成的。 在裂紋擴(kuò)展部分，斷口因經(jīng)反復(fù)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(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度的主要因素為應(yīng)力集中。 鋼結(jié)構(gòu)和鋼構(gòu)件在截面突然改變處都會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力 集中，如梁與柱的連接節(jié)點(diǎn)、柱腳、梁和柱的變 截面處以及截面開口等削弱處。對(duì)于非焊接結(jié)構(gòu)， 產(chǎn)生應(yīng)力集中的地方有鋼材表面的凹凸麻點(diǎn)、刻 痕，軋鋼時(shí)的夾渣、分層，切割邊的不平整，冷 加工產(chǎn)生的微裂紋以及螺栓孔等。對(duì)于焊接結(jié)構(gòu)， 應(yīng)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(jié)構(gòu)和構(gòu)件的殘余應(yīng)力及其 所處的環(huán)境等都會(huì)對(duì)疲勞強(qiáng)度有影響。
對(duì)于防止疲勞破壞，我們可用減少初始缺陷 和應(yīng)力集中的方法來提高疲勞壽命，具體做法有 采取合理的構(gòu)造細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，盡可能減少應(yīng)力集中； 嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，以減小初始裂紋尺寸；采取 必要的工藝措施。
鋼結(jié)構(gòu)的脆性斷裂破壞
結(jié)構(gòu)的脆性斷裂破壞前通常結(jié)構(gòu)沒有明顯征兆，如異樣和明顯的變形等，脆性斷裂破 壞時(shí)，荷載可能很小，甚至沒有外荷載作用。脆性斷裂般突然發(fā)生，瞬間破壞，來不及 補(bǔ)救，結(jié)構(gòu)破壞的危險(xiǎn)性大。
影響結(jié)構(gòu)脆性斷裂的因素主要有裂紋尺寸、作用應(yīng) 力的方式和大小以及材料的韌性等。為防止斷裂般應(yīng) 注意合理的設(shè)計(jì)和選用鋼材以及合理的制造和安裝，在 設(shè)計(jì)時(shí)能使荷載多路徑傳遞。例如采用超靜定結(jié)構(gòu)， 旦個(gè)別構(gòu)件斷裂，結(jié)構(gòu)仍維持幾何穩(wěn)定，荷載能通過其 他路徑傳遞，結(jié)構(gòu)不致倒塌，可以有時(shí)間發(fā)現(xiàn)和補(bǔ)救。
鋼結(jié)構(gòu)的整體失穩(wěn)破壞
結(jié)構(gòu)整體失穩(wěn)破壞是結(jié)構(gòu)所承受的外荷載尚未達(dá)到 按強(qiáng)度計(jì)算達(dá)到的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度破壞荷載時(shí)，結(jié)構(gòu)已不能承 載并產(chǎn)生較大的變形，整個(gè)結(jié)構(gòu)偏離原來的平衡位置而 碾壞。鋼構(gòu)件的整體失穩(wěn)因截面形式的不同和受力狀態(tài) 的不同可以有各種形式。對(duì)于軸心受壓構(gòu)件，可以有彎 曲失穩(wěn)(如圖1—17所示)、扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)和彎扭失穩(wěn)；對(duì)于 受彎構(gòu)件為彎扭失穩(wěn)；對(duì)于單軸壓彎構(gòu)件，在彎短平面 內(nèi)為彎曲失穩(wěn)，在彎矩作用平面外為彎扭失穩(wěn)；對(duì)于雙 軸壓彎構(gòu)件為彎扭失穩(wěn)。為了防止結(jié)構(gòu)的整體失穩(wěn)，在 結(jié)構(gòu)整體布置時(shí)必須考慮整個(gè)體系及其組成部分的穩(wěn)定性要求。
鋼結(jié)構(gòu)的局部失穩(wěn)破壞
結(jié)構(gòu)和構(gòu)件局部失穩(wěn)是指結(jié)構(gòu)和構(gòu)件在保持整體穩(wěn)定的條件下，結(jié)構(gòu)中的局部構(gòu)件或 構(gòu)件中的板件在外荷載的作用下而失去穩(wěn)定。這些局部構(gòu)件在結(jié)構(gòu)中可以是受壓的柱和受 彎的梁；在構(gòu)件中可以是受壓的翼緣板(如圖1—18所示)和受壓的腹板。當(dāng)發(fā)生局部失 穩(wěn)時(shí)，般整個(gè)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件并不會(huì)完喪失承裁能力，具有屈曲后強(qiáng)度。
