鋼結構發生脆性破壞的主要原因是什麼

2021-03-09 12:01:53 字數 1625 閱讀 2046

1樓:匿名使用者

1、鋼材的

質量差:鋼材的碳、硫、磷、氧、氮等元素含量過高,晶粒較粗,夾雜物等冶金缺陷嚴重,韌性差等。

2、結構構件構造不當:孔洞、缺口或截面改變急劇或佈置不當等使應力集中嚴重。

3、製造安裝質量差:焊接、安裝工藝不合理,焊縫交錯,焊接缺陷大,殘餘應力嚴重。

4、結構承受較大動力荷載,或在較低環境溫度下工作等:該項對較厚鋼材影響更為嚴重。

鋼結構是主要由鋼製材料組成的結構,是主要的建築結構型別之一。結構主要由型鋼和鋼板等製成的鋼樑、鋼柱、鋼桁架等構件組成,各構件或部件之間通常採用焊縫、螺栓或鉚釘連線。因其自重較輕,且施工簡便,廣泛應用於大型廠房、場館、超高層等領域。

2樓:血刺月殤

脆性斷裂破壞大致可分為以下幾類。①過載斷裂:由於過載,

鋼材強度不足而導致的斷裂。這種斷裂破壞發生的速度通常極高(可高達2 100 m/s),後果極其嚴重.在鋼結構中,過載斷裂只出現在高強鋼絲束、鋼絞線和鋼絲繩等脆性材料做成的構件。

②非過載斷裂:塑性很好的鋼構件在缺陷、低溫等因素影響下突然呈脆性斷裂。

③應力腐蝕斷裂:在腐蝕性環境中承受靜力或準靜力荷載作用的結構,在遠低於屈服極限的應力狀態下發生的斷裂破壞稱為應力腐蝕斷裂。它是腐蝕和非過載斷裂的綜合結果。

一般認為,強度越高則對應力腐蝕斷裂越敏感。而對於常見碳鋼和低合金鋼而言,屈服強度大於700 mpa時,才表現出對應力腐蝕斷裂的敏感性.

④疲勞斷裂與腐蝕疲勞斷裂:在交變荷載作用下,裂紋的失穩擴充套件導致的斷裂破壞稱為疲勞斷裂;腐蝕性介質的作用,會對構件的疲勞壽命產生更顯著的不利影響。近年來,由于海洋工程結構的發展,腐蝕疲勞已經成為疲勞研究的一個重要課題。

疲勞斷裂有高周和低周之分。迴圈週數在10以上者稱為高周疲勞,屬於鋼結構中常見的情況。低周疲勞斷裂前的週數只有幾百或幾十次,每次都有較大的非彈性應變.

典型的低周疲勞破壞往往產生於強烈**作用下。

⑤氫脆斷裂:氫可以在冶煉和焊接過程中侵人金屬,造成材料韌度降低導致斷裂。焊條在使用前需要烘乾,就是為了防止氫脆斷裂.

鋼結構脆性破壞在鉚接結構時期就已經有所發生,不過為數不多,因而沒有引起人們的重視;在焊接逐漸取代鉚接的時期,脆性破壞事故增多。從2023年發生比利時哈塞爾特的全焊空腹析架橋破壞到2023年止,除船舶外,世界各地至少發生過40起引人注目的大型焊接結構破壞事故。

焊接結構出現脆性破壞事故比鉚接結構頻繁,其原因如下。

①焊縫經常會或多或少存在一些缺陷,如裂紋、欠焊、夾渣和氣孔等,這些缺陷往往成為斷裂的起源。

②焊接後鋼結構內部存在殘餘應力。殘餘應力未必是破壞的主因,但和其他因素結合在一起,可能導致開裂。

③焊接鋼結構的連線處往往有較大剛性,當出現三條相互垂直的焊縫時,材料的塑性變形就很難發展。給出焊接區應力一應變關係曲線和原材料應力一應變曲線的對比。

④焊接使結構形成連續的整體,一旦裂縫開展,就有可能一斷到底,不像在鉚接結構中,裂縫常常在接縫處終止。

⑤對選材在防止脆性破壞中的重要性認識不足。

鋼結構脆性破壞事故的不斷髮生,除了採用焊接外,還有以下原因:結構比過去複雜,有些結構的使用條件惡劣(如海洋結構),有的荷載很大,鋼材強度和鋼板厚度都有提高和增大的趨勢,設計時採用更精細的計算方法並利用材料非彈性效能以降低造價,致使結構的實際安全儲備比過去有所降低。這些因素綜合在一起,發生脆斷的概率就會提高。

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