鋼結(jié)構(gòu)設計是以鋼材的屈服強度,作為靜力強度的設計依據(jù),它避免不了結(jié)構(gòu)的脆性斷裂。隨著現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展以及高強鋼材的大量采用,防止其脆性斷裂已顯得十分重要。可以從以下幾方面入手。
(I)合理選擇鋼材鋼材通常選用的原則是既保證結(jié)構(gòu)安全可靠,同時又要經(jīng)濟合理,節(jié)約鋼材。具體而言,應考慮到結(jié)構(gòu)的重要性、荷載特征、連接方法以及工作環(huán)境,尤其是低溫下承受動載的重要的焊接結(jié)構(gòu),應選擇韌性高的材料和焊條。另外,改進冶煉方法,提高鋼材斷裂韌性,也是減少脆斷的有效途徑。
(2)合理設計合理的設計應該在考慮材料的晰裂韌性水平、最低工作溫度、荷載特 征、應力集中等因素后,再選擇合理的結(jié)構(gòu)形式,尤其是合理的構(gòu)造細節(jié)十分重要。設計時應力求使缺陷引起的應力集中減少到最低限度,盡量保證結(jié)構(gòu)的幾何連續(xù)性和剛度的連貫性。比如,把結(jié)構(gòu)設計為超靜定結(jié)構(gòu)并采用多路徑傳力可減少脆性斷裂的危險;接頭或節(jié)點的承載力設計應比其相連的桿件強20% -50%;構(gòu)件斷面在滿足強度和穩(wěn)定的前提下應盡量寬而。辉黾訕(gòu)件厚度將增加脆斷的危機;設計焊接結(jié)構(gòu)應避免重疊交叉和焊縫集中,等等。
(3)合理制作和安裝鋼結(jié)構(gòu)制作,冷熱加工易使鋼材硬化變脆,焊接尤其易產(chǎn)生裂 紋、類裂紋缺陸以及焊接殘余應力。安裝時,不合理的工藝容易造成裝配殘余應力及其他缺陷。因此,采取合理的制作、安裝工藝,制定減少缺陷及殘余應力的措施是十分重要的。
(4)合理使用及維修措施鋼結(jié)構(gòu)在使用時應力求滿足設計規(guī)定的用途、荷載及環(huán)境, 不得隨意變更。此外,還應建立必要的維修措施,監(jiān)視缺陷或損壞情況,以防患于未然。