搜索
一、影响钢结构性能的因素：1、化学成分：建筑结构中所用的材料为低碳钢和低碳合金钢，铁是基本元素，低碳钢中还会含有C、Si、S、P、N、O、Mn等，低碳合金钢除以上元素外换会有Cu、矾（V）、钛（Ti）、铬（Cr）等。碳：碳含量增加，钢材的强度提高，塑性和韧性降低，焊接性和耐腐蚀性降低，因此碳的含量需加以控制，一般不超过0.22%硫磷：硫可降低钢材的强度、塑性、韧性、焊接性；磷可提高钢材的强度和耐腐蚀性，当磷的含量较高时，需减少碳的含量以保持一定的塑性和韧性。氮氧：氧和硫的作用相似，氮和磷的作用相似，但是这两种元素在冶炼过程中很容易逸出，可不做要求。硅锰：是炼钢的脱氧剂，可提高钢材的强度，含量不高时，对塑性和韧性无显著的不良影响。铬钒等稀有元素：能提高钢材的强度，又不显著降低钢的塑性和韧性。铜：可以提高钢材的强度和腐蚀性，但对很焊接性有不利影响。2、冶炼过程在冶炼过程中存在冶金缺陷，主要表现在：偏析、非金属夹杂、气孔、裂纹、分层等。3、钢材的硬化（即制作过程）冷加工：提高屈服强度，降低塑性和韧性热加工：变硬变脆，有剩余应力，材质不均匀自然时效、应变时效都会提高钢材的强度，降低钢材的塑性和韧性。4、工作环境正温范围：250度左右出现蓝脆现象（250度左右时，钢材的强度略有提高，塑性和韧性降低，材料有转脆的现象，钢材表面氧化膜呈现蓝色）负温范围：出现低温冷脆（钢材的强度有一定的提高，塑性和韧性降低，材料逐渐变脆）腐蚀环境：腐蚀使得钢材的抗冷脆性能下降、疲劳强度降低。刚才锈蚀后，使钢构件有效截面减小，强度降低，最终使钢结构材料产生破坏。故钢构件需涂防腐涂料。5、反复荷载作用反复荷载作用的钢构件，会产生疲劳破坏，降低构件的使用寿命6、复杂的应力状态钢构件中经常存在的孔洞、凹角、槽口、裂纹等缺陷，这些缺陷使截面的完整性遭到破坏，产生应力集中，使得钢材有变脆的趋势，应力集中系数越大，变脆的倾向越严重，在负温下或动力荷载作用下，需考虑应力集中的问题，并采取措施减小应力集中并采用质量优良的钢材。7、厚度的影响：随着钢材厚度的增加，抗拉、抗压、抗弯、抗剪强度均下降。二、钢结构的稳定问题1、钢结构的稳定包括局部稳定和整体稳定2、局部稳定主要是梁柱翼缘的宽厚比、腹板的高厚比问题。当局部稳定不满足时，可以增加板厚，也可以设置纵横加劲肋。3、钢结构的整体稳定（1）整体失稳可分为屈曲失稳、圧溃失稳，根据屈曲后性能也可分为稳定分岔屈曲，不稳定分岔屈曲，跃越分岔屈曲。（2）失稳的特点：失稳具有多样性，整体失稳有可能是几种失稳的组合，设计时需要考虑变形的影响。失稳具有整体性：构件作为结构的组成单元，其稳定性不能就其本身去孤立地分析，而应当考虑相邻构件对它的约束作用。这种约束作用要从结构的整体分析来确定。相关性：相关性。单轴对称截面的轴心受压构件在其对称平面外失稳时，总表现为弯曲和扭转的相关屈曲。这种不同失稳模式的耦合作用表明稳定具有相关性。这种相关性还表现在局部和整体屈曲中。局部屈曲一般并不立刻导致整体构件丧失承载能力，但它对整体稳定临界力却有影响上节课说的稳定的特点时，叠加原理不适用，静定和超静定的区分无意义，不理解。4、构件的失稳（1）轴心受压构件的屈曲有：弯曲屈曲：双轴对称截面（工字钢）弯扭屈曲：单轴对称截面（槽钢，等边角钢）扭转屈曲：十字形影响轴心受压构件屈曲的因素有：残余应力（使构件的刚度降低，对压杆的承载能力有不利影响）、初弯曲、初始偏心、杆端的约束，钢材的强度（构件在弹性阶段屈曲时与强度无关，而在弹塑性阶段屈曲时，强度高的构件比强度低的构件临界力要高）。（2）受弯构件的弯扭失稳影响梁稳定承载力的因素有：截面形式及其平面特性（抗弯刚度EIy、抗扭刚度GIt和翘曲刚度EIω）梁受压翼缘侧向支承点间的距离荷载类型及其沿梁跨度分布情况荷载作用于截面上的位置（作用在受压翼缘易失稳，作用在受拉翼缘不易失稳）端部支承约束提高梁整体稳定的承载力的方法：增加梁受压翼缘侧向支承点、加大受压翼缘