影响钢结构工件疲劳寿命的因素有哪些
钢结构工程钢的疲劳破坏:钢材在连续反复荷载作用下会发生疲劳破坏,这种疲劳破坏在钢结构和钢构件中同样会发生。与钢材发生疲劳破坏的不同处在于钢结构和钢构件由于制作或构造上的原因总会存在缺陷,而这些缺陷就成为裂缝的起源,在疲劳破坏过程中,可以认为不存在裂纹形成这个阶段。
因此,钢结构和钢构件疲劳破坏的阶段为裂纹的扩展和然后断裂两个阶段。裂纹的扩展是缓慢的,而断裂是在裂纹扩展到确定尺寸时瞬间完成的。在裂纹扩展部分,断口因经反复荷载频繁作用的磨合,表面光滑而且愈近裂纹源愈光滑,而瞬面断裂的裂口比较粗糙并呈颗粒状,具有脆性断裂的特征。
影响工件疲劳寿命的因素很多,有应力集中、零件尺寸、表面状态、环境介质、加载顺序和频率等,其中前三种为主要。
1、应力集中的影响:零件受载时,在几何形状突然变化处,如圆角、孔、凹槽等,要产生应力集中,对应力集中敏感还与材料有关,常用应力集中系数(可查有关手册)来考虑应力集中对疲劳强度的影响。材料的强渡限度越高,对应力集中越敏感。如果在同一个截面上同时有几个应立集中源时,应该采用其中大应力集中系数进行计算。
2、尺寸的影响:零件尺寸的大小对疲劳强度的影响可以用尺寸系数(可以查有关手册)来表示。当其他条件相同时,尺寸越大,对零件疲劳强度的影响越明显。原因是由于材料的晶粒较粗大,出现缺陷的概率大,同时机械加工后表面冷作硬化层(对疲劳强度有利)相对较薄。
3、表面状态的影响:零件表面质量对疲劳强度的影响可以用表面状态系数(可以查有关手册)来表示。铸铁对于加工后的表面状态很不敏感,可以取钢的强度限度高,表面越粗糙,表面状态系数越低,所以用合金钢制造的零件,为了使疲劳强度有所提升,其表面应该有较不错的加工质量。此外,还可以采取下列措施来改进表面。
钢结构房优点到底在哪:
1、钢结构住宅比守旧建筑能良好的达到建筑上大开间灵活分隔的要求,并可通过减少柱的截面面积和使用轻质墙板,提升面积使用率,户内使用面积提升约6%。
2、节能效果不错,墙体采用轻型节能标准化的C型钢、方钢、夹芯板,保温性能不错,抗震度好。节能50%,
3、将钢结构体系用于住宅建筑可充足发挥钢结构的延性不错、塑性变形能力不错,具有优良的抗震抗风性能,提升了住宅的稳定性。在遭遇地震、台风灾害的情况下,钢结构能够避免建筑物的倒塌性破坏。
4、建筑总重轻,钢结构住宅体系自重轻,约为混凝土结构的一半,可以减少基础造价。
5、施工速度不慢,工期比守旧住宅体系至少缩短三分之一,一栋1000平米只需20天、五个工人方可完工。
6、环保效果不错。钢结构住宅施工时减少了砂、石、灰的用量,所用的材料主要是绿色,回收或降解的材料,在建筑物拆除时,大部分材料可以再用或降解,不会造成垃圾。
7、以灵活、丰实。大开间设计,户内空间可多方案分割,可达到用户的不同需求。
8、符合住宅产业化和可持续发展的要求。钢结构适宜工厂大批量生产,工业化程度好,并且能将节能、不怕水、隔热、门窗等成品集合于一体,成套应用,将设计、生产、施工一体化,提升建设产业的水平。