什么是塑性破壞和脆性破壞?
鋼材的破壞形式有兩種:塑性破壞和脆性破壞。兩者的破壞特征有明顯的區(qū)別。
塑性破壞是由于構件的應力達到材料的極限強度而產生的,破壞前有較大的塑性變,且變形持續(xù)時間長,容易及時發(fā)現(xiàn)并采取有效補救措施,通常不會引起嚴重后果。脆性破壞是在塑性變形很小,甚至沒有塑性變形的情況下突然發(fā)生的,破壞時構件應力可能小于鋼材的屈服點fy。由于脆性破壞前沒有明顯的征兆,不能及時覺察和補救,破壞后果嚴重
鋼材屬于塑性材料,具有很好的塑性變形能力,一般情況下發(fā)生的是塑性破壞,但若因為設計、施工和使用的不恰當,往往會導致鋼構件發(fā)生脆性破壞。因此,在鋼結構的設計、施工和使用中,要充分考慮各方面因素,避免一切發(fā)生脆性破壞的可能性。
鋼結構對鋼材的要求
為了保證結構的安全,鋼結構所用的鋼材應具有下列性能要求:
1. 較高的強度
鋼材的強度指標主要有屈服強度fy和抗拉強度fu,可通過鋼材的靜力單向拉伸試驗獲得。
2. 較好的延性和韌性
延性度量經受變形的能力,以鋼材的靜力單向拉伸試驗得出的伸長率作為主要指標。韌性是指鋼材在塑性變形和斷裂過程中吸收能量的能力,韌性指標包括沖擊韌性和斷裂韌性,前者通過沖擊韌性試驗獲得,后者通過斷裂韌性試驗獲得。斷裂韌性能更好地反映斷裂的物理本質。
3. 良好的工藝性能
工藝性能是指鋼材能夠經受冷加工的性能和適合焊接的性能。冷加工性能可以由冷彎試驗考察。良好的可焊性是指采用一般焊接工藝就可完成合格的焊縫,在焊接中和焊接后均不出現(xiàn)裂紋。
此外,根據結構的具體工作條件,在必要時還應該具有耐低溫、高溫以及有害介質侵蝕等的性能。當然,鋼材還應易于生產,價格低廉。
《鋼結構設計規(guī)范》推薦的Q235鋼、Q345鋼、Q390鋼和Q420鋼是符合上述要求的,對于規(guī)范沒有推薦的鋼材,當有可靠根據時也可以選用。
規(guī)范同時規(guī)定:承重結構采用的鋼材應具有抗拉強度、伸長率、屈服強度和硫、磷含量的合格保證,對焊接結構尚應具有碳含量的合格保證;焊接承重結構以及重要的非焊接承重結構采用的鋼材還應具有冷彎試驗的合格保證;對于某些承受動力荷載的結構以及重要的受拉或受彎的焊接結構尚應具有常溫或負溫沖擊韌性的合格保證。
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