钢结构钢材的疲劳破坏特点和机理

2019-04-28 10:38 钢结构建筑 华邦钢结构

　　在钢结构建筑中，决定钢结构性能的主要因素就是钢材。由于钢结构性能的良好，所以被广泛应用于钢结构厂房建筑，彩钢板活动房建筑。但是在钢结构建筑中，钢材的疲劳破坏是经常会出现的。下面就由华邦钢结构介绍钢结构钢材的疲劳破坏特点和机理。

　　钢结构的钢材在循环荷载(连续反额载)作用下，经过无限次循环，钢材发生破坏的现象，称之为疲劳。疲劳破坏是积累损伤的结果，是由于钢材内部存在缺陷造成的应力集中，循环荷载作用下微观裂纹不断发展形成宏观裂纹引起钢材断裂。钢材的疲劳破坏属于脆性破坏，破坏时截面平均应力小于钢材的屈服强度。

　　钢结构钢材的疲劳破坏过程经历三个阶段：裂纹的形成，裂纹的缓慢扩展和后迅速断裂。反复荷载作用下，总会在钢材内部质量薄弱处出现应力集中，个别点上先出现塑性交形，并硬化而逐渐形成一些微观裂痕，以后裂痕的数量增加并相互连接起来发展成为宏观裂纹，有效截面面积减小，应力集中现象越来越严重，裂纹不断扩展，当钢材截面削弱到不足以抵抗外荷载时，钢材突然断裂。因此疲劳破坏的，塑性变形极小，没有明显的破坏预兆。

　　钢结构钢材的疲劳强度主要与构件和连接的内部缺陷、应力集中、残余应力、应力循环次数和应力幅等有关。对于焊接钢结构的疲劳性能主要与应力幅有关，而对于非焊接钢结构结构的疲劳性能则与大应力、应力比、循环次数相缺门效应有关。