重庆钢结构的强度性能

发布者: 发布时间:2016/2/24 16:27:55 阅读:次 【字体:

一个钢结构的优劣应按下列条件评定,即:

(1)安全可靠,不会突然破坏;

(2)在相同荷载下具有最轻自重,便于运输安装;

(3)制造、加工方便,且具有较高的精度,工业化程度高,能成批大量生产;

(4)现场拼装、装吊简易,施工周期短;

(5)能提供良好的气密和水密条件;

(6)具有耐热、耐寒及耐腐蚀性;

(7)经济效益优良。

钢材与其他材料相比,具有综合的巨大优势。如以材料自身的容重与其屈服点的比值作指标,钢材与其他材料相比为最低。因此世界上跨度最大的桥梁和高度最高的电视塔等,都采用钢结构。同时钢材材质比较均匀,弹性模量大,有良好的塑性和韧性,为理想的弹塑性体,完全符合作为计算基础的各向同性体的概念,因此钢结构计算准确可靠。此外,它还具有很好的气密和水密性,所以高压容器,大型油库,气柜以至海底钻井架和航天火箭等都需要用钢结构。在耐热性、防火性、耐腐蚀性等方面,钢材有其不足之处,但可以采用合金钢或徐料保护层及隔热措施来解决。钢材过去曾对人类的文明作出过巨大的贡献,今后随着科学技术的发展和钢产量的不断增长,它仍将具有不可估量的作用。

故在下面对钢材的强度作必要的讨论:

钢结构强度

钢材的强度指标可分为比例极限,弹性极限,屈服极限,标准屈服极限和极限强度五种。这些点子可在低碳钢和中碳钢的应力应变曲线图中一一找到。如图1一3所示。

图中A点为比例极限,曲线OA段是一条斜直线,在比例极限以下,荷载与变形成正比,完全符合虎克定律。A点的荷载为比例极限荷载,相应的应力称为比例极限,OA段斜率即为弹性模量。“B”点为弹性极限,在此点以下,钢材处于弹性工作阶段,变形随荷载而增加,卸载时荷载降到零则变形也恢复到零。此点的荷载称为弹性极限荷载,其应力称为弹性极限。

当荷载超过P后,变形和荷载呈非线性关系且增加很块,曲线呈锯齿形波动(BC段),甚至出现荷载不增加而变形仍在继续发展的现象,这就是钢材对外力的屈服,这个阶段称为屈服阶段。应力超过弹性极限后,材料除了弹性变形外,还出现了塑性变形,特别是在屈服阶段以后、塑性变形增大,卸载后材料不能完全恢复到原来的形状,而留有残余变形。屈服阶段曲线常会上、下波动,屈服荷载P,取波动部分的最低值,相应的应力叫作屈服点或称流限。从屈服阶段开始到曲线再度上升(强化)的变形范围较大,相应的应变幅度称为流幅,流幅越大,则钢材的塑性越好。不过,热处理后的合金钢和硬质钢以及有色金属合金等材料没有这一明显的屈服点。一般可人为地规定相应于微小塑性变形即应力作为规定的标准屈服点。在屈服阶段之后,钢材内部组织重新建立了平衡,又局部地恢复了抵抗外荷载的能力,但这时弹性能力并没有完全恢复,塑性特征还非常明显,曲线只是略有上升而达到顶点D,这一阶段称为强化阶段(CD段)。对应于D点的荷载是试件所能承受的最大荷载,叫作极限荷载,相应的应力叫作极限强度,所谓弹性极限,就是材料所能承受的、同时又不产生残余变形的最大应力。超过这一极限,材料便开始出现塑性变形。如果卸载,将出现残余变形。因弹性极限点发生的位置很难准确测定,一般是先规定某一数值为弹性极限,有规定为当残余变形为试件标距的0.001%的,也有规定为0,03%的,由此可见,测定弹性极限的精确值需用精密的仪器。

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