钢结构断裂

        断裂已经成为钢结构行业为苦恼的问题之一,它直接关系到构件承载能力和使用寿命。

        

        曾经国内外对钢结构断裂的研究主要集中在梁柱连接节点的改进上,试图通过改进节点的连接方式来达到解决断裂的目的,并没有从力学上寻找结构钢断裂的真正原因。但如今，钢结构已经从实验着手,依据结构钢广义强度理论探寻结构钢断裂的开裂准则。 以常用建筑结构钢Q345和Q235为研究对象,对20个Q345和20个Q235钢材刻痕杆分别进行了单向拉伸断裂试验,研究了刻弧半径r和刻痕深度(d/D)对结构钢断裂模式的影响。
   
        试验结果表明:试件断裂于刻痕根部,断口有大量韧窝并伴有剪切痕迹。刻弧半径r较小且刻痕较深(d/D较小)的试件,断裂延性较差,断裂强度略高。

        结构钢广义强度理论认为,将断裂看作结构钢的另一种破坏模式,则断裂面应具有连续、光滑和外凸特征,参照结构钢广义屈服面函数类型,则以σ_m和σ_(seq)为主轴的椭球断裂面是满足该特征的简单曲面,即结构钢广义屈服面和断裂面为相切于三向等拉伸破坏点的两旋转椭球面,结构钢断裂椭球面方程为:(σ_(seq)/r)~2+(σ_m/q)~2=3t_y~2应用有限元软件ANSYS的数值模拟结果对提出的断裂准则进行了量化验证。
 
        结果表明,刻痕心部应力度集中高,应力三维度较高;当刻痕根部应力场达到建议的钢材椭球面断裂准则临界值时,刻痕杆宏观断裂,绝大多数试件刻痕根部截面上的断裂参数CI介于1.0-1.2,说明建议的断裂准则对预测高强钢刻痕杆宏观断裂具有较高精度。

        所以，随着科学的不断发展，选择钢结构工程，无论是钢结构厂房，还是钢结构雨棚、车棚，钢结构住宅，都是未来的趋势。不仅仅保障生命安全，还是新时代的走向。