结构的损伤累积破坏

点击量:   发表时间:2017-03-04 09:04:30

   在反复荷载作用下材料在弹塑性状态的损伤和损伤累现象。损伤和损伤累积不仅会降低材料的屈服点、弹性模量和强化系,而且当损伤累积到某一限值时,损伤部位的钢材会开裂,并最断裂而破坏。

    构件在反复荷载作用下也会出现这类情况。在强地震的作用下,钢柱或梁与柱的连接节点会进入弹塑性状态并开始受到损伤。在地面反复运动的作用下,损伤不断累积并导致断裂。严重时还会引起整个结构的倒塌。由构件损伤累积成的断裂是在强度很大的反复荷载作用下而反复次数并不很多的情况下发生的,因此也称低周疲劳断裂。其实高周疲劳断裂也是损伤累积造成的,可归结一种类型的损伤累积破坏。

    影响损伤累积破坏的因素很多,其中最重要的因素是应力集中和材料性能的变脆。为了预防损伤累积破坏,应采取以下措施:

   (1)对钢材和焊缝进行无损检测,防止在钢材或焊缝中存在不同类型和不同程度的缺陷,如分层、夹渣、气孔和裂缝等;

   (2)妥善设计节点构造细节,防止在钢材中出现三向受拉的应力状态和三向受拉的焊缝,减小三向受拉应力使钢材性能变脆的危险性;

   (3)构件和节点构造要尽量减少应力集中,因为应力集中不仅会产生高额应力,而且总会形成三向拉应力;

   (4)结构和构件处于低温工作环境时,应选择韧性好的钢材,如限制硫、磷等含量,采用镇静钢或特殊镇静钢等,防止钢材在低温时变脆;

   (5)对构造和加工工艺要特别注意防止形成所谓‘人工裂缝”。即所谓“人工裂缝”的一种形式。在焊接梁柱节点中的下翼缘焊缝时,在工艺上—般采用垫条,施焊完成后,垫条就留在节点中。这样,垫条与梁已连成一体.而与柱之间留下一条缝隙,形成所谓的“人工裂缝”。这对于损伤累积断裂是十分不利的。

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