鋼結(jié)構(gòu)的材料要求
鋼結(jié)構(gòu)在使用過程中會受到各種形式的作用(荷載奇钞、基礎(chǔ)不均勻沉降澡为、溫度等),所以要求鋼材應(yīng)具有良好的機械性能(強度景埃、塑性媒至、韌性)和加工性能(冷熱加工和焊接性能),以保證結(jié)構(gòu)安全可靠谷徙。鋼材的種類很多拒啰,符合鋼結(jié)構(gòu)要求的只是少數(shù)幾種,如碳素鋼中的Q235蒂胞,低合金鋼中的l6Mn图呢,用于高強螺栓的20錳釩鋼(20MnV)等条篷。
性能指標(biāo)
1骗随、強度
鋼材的強度指標(biāo)由彈性極限σe,屈服極限σy赴叹,和抗拉極限σu鸿染,設(shè)計時以鋼材的屈服強度為基礎(chǔ),屈服強度高可以減輕結(jié)構(gòu)的自重乞巧,節(jié)省鋼材涨椒,降低造價。抗拉強度σu即是鋼材破壞前所能承受的最大應(yīng)力蚕冬,此時的結(jié)構(gòu)因塑性變形很大而失去使用性能免猾,但結(jié)構(gòu)變形大而不垮,滿足結(jié)構(gòu)抵抗罕遇地震時的要求囤热×蕴幔‘σu/σy值的大小,可以看作鋼材強度儲備的參數(shù)旁蔼。
2锨苏、塑性
鋼材的塑性一般指應(yīng)力超過屈服點后,具有顯著的塑性變形而不斷裂的性質(zhì)棺聊。衡量鋼材塑性變形能力的主要指標(biāo)是伸長率δ和斷面收縮率ψ伞租。
3、冷彎性能
鋼材的冷彎性能是衡量鋼材在常溫下彎曲加工產(chǎn)生塑性變形時對產(chǎn)生裂紋的抵抗能力限佩。鋼材的冷彎性能是用冷彎實驗來檢驗鋼材承受規(guī)定彎曲程度的彎曲變形性能葵诈。
4、沖擊韌性
鋼材的沖擊韌性是指鋼材在沖擊荷載作用下祟同,斷裂過程中吸收機械動能的一種能力驯击,是衡量鋼材抵抗沖擊荷裁作用,可能因低溫耐亏、應(yīng)力集中徊都,而導(dǎo)致脆性斷裂的一項機械性能。一般通過標(biāo)準(zhǔn)試件的沖擊試驗來獲得鋼材的沖擊韌性指標(biāo)广辰。
5暇矫、焊接性能
鋼材的焊接性能是指在—定的焊接工藝條件下,獲得性能良好的焊接接頭择吊。焊接性能可分為焊接過程中的焊接性能和使用性能上的焊接性能兩種李根。焊接過程中的焊接性能是指焊接過程中焊縫及焊縫附近金屬不產(chǎn)生熱裂紋或冷卻不產(chǎn)生冷卻收縮裂紋的敏感性。 焊接性能好几睛,是指在一定焊接工藝條件下房轿,焊縫金屬和附近母材均不產(chǎn)生裂紋。使用性能上的焊接性能是指焊縫處的沖擊韌性和熱影響區(qū)內(nèi)延性性能所森,要求焊縫及熱影響區(qū)內(nèi)鋼材的力學(xué)性能不低于母材的力學(xué)性能囱持。我國采用焊接過程的焊接性能試驗方法,也采用使用性使用性質(zhì)上的焊接性能試驗方法焕济。
6纷妆、耐久性
影響鋼材耐久性的因素很多。首先是鋼材的耐腐蝕性差晴弃,必須采取防護措施掩幢,防止鋼材腐蝕生銹逊拍。防護措施有:定期對鋼材油漆維護,采用鍍鋅鋼材际邻,在有酸芯丧,堿,鹽等強腐蝕介質(zhì)條件下世曾,采用特殊防護措施注整,如海洋平臺結(jié)構(gòu)采用“陽極保護”措施防止導(dǎo)管架腐蝕,在導(dǎo)管架上固定上鋅錠度硝,海水電解質(zhì)會自動先腐蝕鋅錠肿轨,從而達到保護鋼導(dǎo)管架的功能。其次由于鋼材在高溫和長期荷載作用下蕊程,其破壞強度比短期強度降低較多椒袍,故對長期高溫作用下的鋼材,要測定持久強度藻茂。鋼材隨時間推移會自動變硬驹暑、變脆、即“時效”現(xiàn)象辨赐。對低溫荷載作用下的鋼材要檢驗其沖擊韌性优俘。