选用钢材的原则

点击量:   发表时间:2017-03-01 09:05:09

材选用的原则应该是:既能使结构安全可靠和满足使用要求,又要最大可节约钢材和降低造价。不同使用条件,应当有不同的质量要求。在一般结构中然不宜轻易地选用优质钢材,而在主要的结构中更不能盲目地选用质量很差的材。就钢材的力学性能来说,屈服点、抗拉强度、伸长率、冷弯性能、冲击韧等各项指标,是从各个不同的方面来衡量钢材质量的指标。在设计钢结构时,为保证承重结构的承载能力和防止在一定条件下出现脆性破坏,应该根据结构的要性、荷载特征、结构型式、应力状态、连接方法、钢材厚度和工作环境等,田适宜的钢材。钢材选择是否合适,不仅是一个经济问题,而且关系到结构的全和使用寿命。

定钢材时应考虑下列结构特点:

1.结构的类型及重要性

1于使用条件、结构所处部位等方面的不同,结构可以分为重要、一般和次类。例如民用大跨度屋架、重级工作制吊车梁等就是重要的;普通厂房的屋架和柱等属于一般的;梯子、栏杆、平台等则是次要的,应根据不同情况,有区别地选用钢材的牌号。

2.荷载的性质

所承受荷载的性质,结构可分为承受静力荷载和承受动力荷载两种。在承受动力荷载的结构或构件中,又有经常满载和不经常满载的区别。因此,荷载性不同,就应选用不同的牌号。例如对重级工作制吊车梁,就要选用冲击韧性和疲劳性能好的钢材,如Q345C或Q235C。而对于一般承受静力荷载的结构或构,如普通焊接屋架及柱等(在常温条件下),可选用Q235B, Q235BF.

3.连接方法

接方法不同,对钢材质量要求也不同。例如焊接的钢材,由于在焊接过程中不可避免地会产生焊接应力、焊接变形和焊接缺陷,在受力性质改变和温度变化的情况下,容易引起缺口敏感,导致构件产生裂纹,甚至发生脆性断裂,所以焊接钢结构对钢材的化学成分、力学性能和可焊性都有较高的要求。如钢材中的碳、硫、磷的含量要低,塑性和韧性指标要高,可焊性要好等。但对非焊接结构(如用高强度螺栓连接的结构),这些要求就可放宽。

4.结构的工作温度

吉构所处的环境和工作条件,例如室内、室外、温度变化、腐作用情况等-钢材的影响很大。钢材有随着温度下降而发生脆断(低温脆断)的特性。钢材的塑性、冲击韧性都随着温度的下降而降低,当下降到冷脆温度时,钢材处于脆状态,随时都可能突然发生脆性断裂。国内外都有这样的工程事故的实例。经常在低温下工作的焊接结构,选材时必须慎重考虑。

5.结构的受力性质

件的受力有受拉、受弯和受压等状态,由于构造原因使结构构件面上产生应力集中现象,在应力集中处往往产生三向(或双向)同号应力场,易引起构件发生脆断,而脆断主要发生在受拉区,危险性较大。因此,对受拉或受构件材性要求高一些。

结构的低温脆断事故,绝大部分是发生在构件内部有局部缺陷(如缺口、刻痕、裂纹、夹渣等)的部位。但同样的缺陷对拉应力比压应力响更大。,经常承受拉力的构件,应选用质量较好的钢材。

6.结构形式和钢材厚度

用格构式构件的结构形式,由于缀件与肢件连接处可能产生z力集中现,而且该处需进行焊接,因此对材性要求比实腹式构件高一些。

重要的受拉和受弯焊接构件,由于有焊接残余拉应力存在,往往出现向应力场,当构件的钢材厚度较大时,轧制次数少,钢材中的气孔和夹渣比薄板,存在较多缺陷,因此对钢材厚度较大的受拉和受弯构件,对材性要求应高一些。

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