鋼結(jié)構(gòu)工作特性應(yīng)力集中

    在鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件中不可避免存在著孔洞、槽口、凹角、截面突變以及鋼材在冶煉、軋制中內(nèi)部留下的幾何缺陷，這些缺陷易導(dǎo)致應(yīng)力集中出現(xiàn)，此時．構(gòu)件中的應(yīng)力分布將不再保持均勻，而是在某些區(qū)域產(chǎn)生局部高峰應(yīng)力，在另外一些區(qū)域則應(yīng)力降低，形成所謂應(yīng)力集中現(xiàn)象。高峰區(qū)的最大應(yīng)力與凈截面的平均應(yīng)力之比稱為應(yīng)力集中系數(shù)。研究表面，在應(yīng)力高峰區(qū)域總是存在同號的雙向或三向應(yīng)力，這是因為高峰拉應(yīng)力引起的截面橫向收縮將受到附近應(yīng)力區(qū)的阻礙而引起垂直于內(nèi)力方向的拉應(yīng)力，使材料處千復(fù)雜受力狀態(tài)。由能量強(qiáng)度理論得知，這種同號的平面或立體應(yīng)力場有使鋼材變脆的趨勢。應(yīng)力集中系數(shù)愈大，變脆的趨勢亦愈嚴(yán)重，抗疲勞性能越差。雖然建筑鋼材的塑性較好，在一定程度上能促使應(yīng)力進(jìn)行重新分配，使應(yīng)力分布嚴(yán)重不均的現(xiàn)象趨千平緩。對常溫下承受靜荷載作用的構(gòu)件，計算中可不考慮應(yīng)力集中的影響。但在負(fù)溫下或動力荷載作用下工作的結(jié)構(gòu)，應(yīng)力集中的不利影響將十分突出，往往是引起脆性和疲勞破壞的根源，故在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計時，構(gòu)造設(shè)計應(yīng)與計算簡圖相符，傳力應(yīng)明確，減少應(yīng)力集中。對于承受循環(huán)荷載和處千低溫的結(jié)構(gòu)，設(shè)計者更應(yīng)注意結(jié)構(gòu)的細(xì)部構(gòu)造，尤論是從提高疲勞壽命和避免脆性斷裂考慮，都應(yīng)選擇應(yīng)力集中程度低的構(gòu)造方案。