如何預防鋼結構建筑的脆性斷裂?
2019-11-01 10:18 西安鋼結構 華邦建設
鋼結構因其自重輕、強度高、韌性好，抗震性能優(yōu)越，施工工期短，結構體系靈活，造型美觀，經濟效益顯著等諸多優(yōu)點,因而被廣泛地應用于廠房，倉庫，橋梁，大型商場超市等各類建筑中。對于所使用到的鋼構件，建筑商和企業(yè)最大的擔心無非就是鋼構件發(fā)生斷裂，從而造成整個結構倒塌。
鋼構件建筑的脆性斷裂主要原因有過載斷裂、非過載斷裂、應力腐蝕斷裂、疲勞斷裂、腐蝕疲勞斷裂、氫脆斷裂等，這是由于鋼結構建筑的制作工藝和使用保養(yǎng)維護共同決定的。對于脆性破壞的鋼結構，幾乎觀察不到構件的塑性發(fā)展過程，一般沒有破壞的預兆，所以脆性破壞的后果是災難性的，一定要提前做好預防措施。工程設計的任何領域，無一例外地都要力求避免結構的脆性破壞。
合理的設計能夠有效的避免鋼結構建筑發(fā)生脆性斷裂，但是在安裝與維護過程中，對于鋼構件的質量把控也是起著至關重要的作用。就拿鋼結構廠房來說，合理的設計需要在考慮材料的斷裂韌性水平、最低工作溫度、荷載特征、應力集中等因素后，再選擇合理的結構型式，尤其是合理的構造細節(jié)十分重要。設計時應力求使缺陷引起的應力集中減少到最低限度，盡量保證結構的剛度連貫性與幾何連續(xù)性。這樣可以避免構件在設計初期出現(xiàn)不合理的現(xiàn)象，從而造成在建造后期出現(xiàn)脆性斷裂的情況。
對于鋼結構廠房的鋼構件在使用時應力求滿足設計規(guī)定的用途、荷載及環(huán)境，不得隨意變更。此外，還需要建立必要的維修措施。鋼材通常選用的原則是既保證結構安全可靠，同時又要經濟合理，節(jié)約鋼材。選擇鋼構件的時候需要考慮到結構的重要性、荷載特征、連接方法以及工作環(huán)境，尤其是在低溫下承受動載的重要的焊接結構，需要選擇韌性高的材料和焊條。另外，改進冶煉方法，提高鋼材斷裂韌性也是減少脆斷的有效途徑。
把鋼結構廠房設計為超靜定結構并采用多路徑傳力可減少脆性斷裂的危險;接頭或節(jié)點的承載力設計應比其相連的桿件強20%一50%;構件斷面在滿足強度和穩(wěn)定的前提下應盡量寬而薄。增加構件厚度將增加脆斷的危機，尤其是設計焊接結構應避免重疊交叉和焊縫集中。
