基于断裂韧性的钢厚板防脆断性能研究(II)——选材方法

随着国内钢结构厚板的大量应用和我国大范围低温区域的建筑业快速发展,低温环境和板厚增大逐渐成为钢板脆性断裂的重要因素.现行规范中仍采用冲击韧性指标来指导选材,而基于断裂力学理论的断裂韧性指标能更准确地评定断裂破坏的发生.本文在钢结构厚板低温断裂韧性指标CTOD试验结果的基础上提出了一套定量化的钢厚板防脆断的选材方法,并从...     

基于冲击韧性的钢结构厚板防止脆性断裂的选材方法

建筑钢结构在我国正逐步兴起,结构向高层、超高层或大跨度方向发展的同时带来了钢材的厚板化。我国存在着大范围的寒冷地区,环境低温和钢板厚度增大导致钢材的韧性变差,从而使钢结构厚板工程的应用面临着较为严峻的低温冷脆问题。而现行钢结构设计规范尚缺乏防止厚板脆性断裂的选材规定。在厚板低温冲击韧性试验结果的基础上,从低温条件、钢板厚度及韧脆转变温度三方面对选材方法进行探讨,为钢结构厚板工程的防脆断设计提供选材建议。     

960MPa高强度钢材及其焊缝低温冲击韧性试验研究

对14 mm厚的960 MPa高强度钢材及其对接焊缝进行了低温冲击韧性试验研究,得到了母材、焊缝区和热影响区(HAZ)的夏比冲击功Akv随温度的变化关系及韧脆转变温度,将该结果与460 MPa钢材及345 MPa钢厚板进行比较分析,最后通过扫描电镜对其断裂微观机理进行了分析.结果表明:Akv随温度降低而下降,韧脆转变特征明显;960 MPa高强度钢材的Akv总体上大于460 MPa钢材;与345 MPa钢厚板相比,常温下高强度钢材的Akv较小,但随温度降低,普通强度钢厚板的Akv下降幅度更大;钢材强度过高使其吸收的弹性功较高,低温下厚度对其冲击韧性的影响较强度更明显,母材的低温Akv小于焊缝区,但焊缝区更容易发生韧脆转变,体现了960 MPa高强度焊接钢材较大的缺陷敏感性.试验为960 MPa高强度钢材及其焊接钢材在低温地区的推广应用提供了参考数据,同时也为研究冲击韧性和断裂韧性2个指标之间的关系提供了依据.     

钢结构的低温疲劳性能研究进展综述

为明确建筑和桥梁钢结构低温疲劳性能可以进一步研究的内容和方向,从而提出其低温环境下的抗疲劳设计方法建议,从钢材力学性能与断裂韧性、基于材料与构造细节层面的应力疲劳寿命与疲劳裂纹扩展性能等方面,全面综述了国内外学者在钢结构低温疲劳性能方面取得的研究成果。结果表明,低温对钢结构疲劳性能的影响与钢材种类和其所在结构细节等因素有关;钢材疲劳韧-脆转变温度的存在,对钢材疲劳裂纹扩展行为会产生转折性的影响;对低温下建筑和桥梁钢结构的疲劳性能还要从材料、构造细节和构件3个层面,基于S-N曲线和断裂力学的方法,进行系统的理论与试验研究。     

钢结构厚板层状撕裂及其防止措施的研究现状

层状撕裂是钢结构厚板中的一种脆性断裂形式,通常发生在十字形接头、T形接头和角接接头中。本文结合正在进行的《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)的修订工作,对钢结构厚板的层状撕裂问题进行专门的研究综述。从钢材材质、接头应力状态及焊接工艺等三方面分析了层状撕裂的产生机理及其影响因素;并从钢材选材、结构接头设计、加工及焊接工艺措施等方面提出了防止钢结构厚板层状撕裂的技术措施。最后,简要介绍了国内外关于钢结构厚板层状撕裂的相关研究进展。本文对厚板钢材的选材及防止钢结构厚板的层状撕裂具有一定的指导意义。     

房屋建筑钢结构的设计与应用(二)

四、钢结构的材料钢结构的主要材料是钢。钢的种类繁多,性能差别很大,适用于建筑钢结构的钢材只是其中一小部分。用作钢结构的钢材,必需具有较高的抗拉强度σ_b、屈服点σ_8、塑性、韧性和耐疲劳强度,同时还要有冷加工、热加工和可焊性等良好的工艺性能,有的还要求具有适应低温、高温和腐蚀性环境的能力。 (一)钢材的主要性能 1.钢材的破坏形式钢材有两种性质完全不同的破坏形式,即塑性破坏和脆性破坏。塑性破坏是由于结构受力后变形过大,超过了材料或构件可能的应变能力而产生的。它的主要特征是具有较大的、明显可见的塑性     

考虑低温冷脆钢结构构件的实用简化设计方法

在低温下,结构钢材往往在远未达到屈服应力的情况下发生脆性断裂。通过对结构钢构件裂纹尖端张开位移（CTOD）的研究,提出基于CTOD指标的低温下考虑冷脆效应的钢结构构件简化设计方法。该方法属于分级设计方法,以考虑裂纹扩展而提高部分的最大承载能力作为构件的承载力,并研究构件温度和厚度对结构钢材断裂韧性的影响,计算得到各种温度和厚度情况下的强度折减系数,最后给出利用此简化设计方法计算的设计算例。     

高层钢结构厚板焊接工艺研讨会在浙江精工P-D钢结构有限公司召开

随着高层钢结构建筑的兴建 ,厚板焊接是钢结构构件加工及现场施工安装中的关键技术 ,为帮助企业提高厚板焊接技术和解决焊接工艺中的难题 ,中国钢结构协会组织设计、焊接、监理和钢材方面的专家于 2 0 0 3年 3月 18日在浙江绍兴精工P -D钢结构有限公司召开了“高层钢结构厚板焊     

钢结构低温冷脆现象的试验研究方法

在研究钢材及其构件脆性破坏时，有许多物理量指标需要通过试验手段来测定。本文系统地介绍了国外常用钢结构低温冷脆现象的试验研究方法，并对此进行了分类比较。文中着重介绍了大尺寸试件的低温拉伸试验设备及其冷却方式。     

钢轨钢材冲击韧性对断裂韧性的影响

列举了国内常用钢轨钢材冲击韧性和断裂韧性的试验研究成果,探讨了钢轨钢材冲击韧性和断裂韧性指标随温度的变化规律,指出了这两项指标在钢轨钢材抗断裂设计中的意义。最后,本文根据已有研究成果讨论了U71Mn钢轨钢材冲击韧性指标和断裂韧性指标之间的关系。     

钢材缺陷及焊接对Z向性能的影响分析

对于钢材的Z向性能,最广泛而直接的影响是产生层状撕裂破坏。Z向性能不足导致的层状撕裂在钢结构建筑体型越来越大,厚板应用越来越多的情况下更加普遍。为了研究Z向性能的影响机理,文中着重分析了钢材自身缺陷、焊接的不利影响、厚板及连接的拘束作用及Z向残余应力的影响。有以下结论:Z向层状撕裂实际是焊接时基体金属在Z向应力下沿夹杂物与基体金属界面开裂和扩展的过程。在钢材材质及缺陷,焊接工艺及方法上进行优良的改进可以大大避免Z向破坏的发生。     

水上大跨度空间网格结构的低温灾害与防腐技术研究

水上大跨度钢屋盖结构在低温雨雪冰冻灾害过程中,钢材性能的变化和材料的腐蚀,都对大跨度空间钢结构的性能产生了一定的影响。基于低温条件下钢材的主要力学性能指标变化,通过APDL语言编程建模,分析了一种典型空间钢网格结构在低温条件下的静力性能变化;引入钢材材料腐蚀级别,得到了腐蚀对结构的静力影响曲线,最后提出了新型建筑钢材的防腐技术,为大跨度空间钢结构防灾防腐提供了一定的参考。     

钢结构构件断裂韧性指标的选取

影响钢材韧性的因素有工作温度、板件厚度、名义应力大小、缺陷等级等。在介绍我国断裂韧性方面的研究进展的基础上,对我国钢结构设计规范与国外钢结构设计规范在韧性指标选择规定上的差异给予比较,指出我国现行规范对影响韧性因素考虑不足的问题,给出参考建议。     

低温对钢结构疲劳性能影响研究综述

寒冷地区存在大量低温下承受交变荷载的钢结构构件,其发生疲劳破坏的可能性和危害性很大.按目前国内外基于线性累积损伤准则的疲劳分析方法,得出的疲劳寿命随温度降低而增加的结论往往与实际破坏状况不符.为给低温环境下钢结构的疲劳性能研究和疲劳设计提供参考依据,文中对国内外有关低温钢材疲劳性能的试验研究、计算方法以及相应规范进行了综述和分析评价,介绍了断裂力学理论在疲劳寿命评估中的应用,对基于弹塑性断裂力学的低温下疲劳寿命评估研究进行了展望,并探讨了计算机数值仿真技术用于结构疲劳寿命预估的思路和方法.     

低温环境下输电线铁塔的选材方法

为了选择适合寒冷地区的输电线铁塔钢材,降低因低温冷脆破坏带来的杆塔断裂事故。根据低温拉伸和冲击韧性试验结果,结合相关规范要求和低温塑性及韧性指标,给出了低温环境下铁塔钢管和角钢钢材的选材方法。通过工程选材算例,给出了输电线铁塔钢材的选材结果。结果表明:算例钢材的低温塑性和韧性指标均能基本满足要求;建议在寒冷地区优先采用Q420B钢管钢材。     

钢结构建筑防火与防腐蚀发展趋势

钢材是一种高强度、高效能的材料.发展钢结构建筑,替代砖砌体和混凝土建筑是较为明智的选择.尤其是在高层建筑、大跨度结构中,钢结构发挥着独特而不可替代的作用.钢材虽然不具备可燃性,但是钢材的导热系数大,一旦发生火灾易产生结构变形和破坏;另一方面,钢材易受腐蚀性介质的侵蚀.由于火灾及腐蚀引起的生命财产损失巨大,所以,必须对钢结构及钢材制品进行防火和防腐蚀保护.     

低温对结构钢材强度与韧性指标影响分析

温度的变化对于结构钢材的性能影响很大 ,尤其是在低温下 ,结构容易发生脆性断裂破坏。本文根据一段时期以来这一方面的研究成果 ,总结了结构钢材力学性能和常用力学指标在低温下的变化规律     

房屋建筑钢结构的设计与应用(七)

八、钢结构的防锈和防火 1.钢结构防锈除了采用不锈钢和耐大气腐蚀钢两类特殊钢材的钢结构以外,通常必须采取防锈措施,以保证其使用寿命。钢结构的破坏,往往是由于钢材的锈蚀引起的。钢材的锈蚀现象是钢材与周围介质相互起化学或电化学(短路微电池)作用,使其表面遭受逐步破坏的过程。组成电池的基本条件是钢材两点之间的电位差。钢材某两点材质的不同、受力和变形程度不同、环境湿度和温度不同、氧的供给条件不同等,都将导致电位差,成为组成电池的重要因素。组成电池或决定腐蚀反应的根本条件是电位差、水和氧。钢材受腐蚀后,将在表面产生铁锈,其体积比未     

高强度钢材及其焊缝脆性断裂与疲劳性能的研究进展

简单阐述了高强度钢材的优、缺点以及在国内外建筑工程和桥梁工程中的应用情况,并分析了其实际工程中存在的若干问题。总结了国内外对高强度钢材及其焊缝的脆性断裂与疲劳破坏的相关研究,引出研究高强度建筑用结构钢材及其连接焊缝的断裂韧性和疲劳性能以及影响因素变化规律的必要性,得出了如下结论:低温、焊缝缺陷、钢材厚度的增加和高频动荷载极大降低了高强度钢材的抗脆断能力及疲劳寿命;同时高强度钢材由于特殊冶金工艺而具有的力学性能和韧性加上这些外因限制了其使用范围。     

鞍钢宽厚板厂钢结构安装和问题处理

鞍钢宽厚板厂钢结构安装和问题处理李政（鞍钢建设公司１１４００１）鞍钢宽厚板厂主厂房建筑面积９．４１７万ｍ２，全长７２６ｍ，宽１５６ｍ，钢结构安装量约１．６万ｔ，全部由鞍钢建设公司安装，吊装中总的质量是好的，但也出现了一些问题。１屋架钢材裂缝ＣＤ跨行３...