如何预防钢结构建筑的脆性断裂?
2019-11-01 10:18 西安钢结构 华邦建设
钢结构因其自重轻、强度高、韧性好，抗震性能优越，施工工期短，结构体系灵活，造型美观，经济效益显著等诸多优点,因而被广泛地应用于厂房，仓库，桥梁，大型商场超市等各类建筑中。对于所使用到的钢构件，建筑商和企业最大的担心无非就是钢构件发生断裂，从而造成整个结构倒塌。
钢构件建筑的脆性断裂主要原因有过载断裂、非过载断裂、应力腐蚀断裂、疲劳断裂、腐蚀疲劳断裂、氢脆断裂等，这是由于钢结构建筑的制作工艺和使用保养维护共同决定的。对于脆性破坏的钢结构，几乎观察不到构件的塑性发展过程，一般没有破坏的预兆，所以脆性破坏的后果是灾难性的，一定要提前做好预防措施。工程设计的任何领域，无一例外地都要力求避免结构的脆性破坏。
合理的设计能够有效的避免钢结构建筑发生脆性断裂，但是在安装与维护过程中，对于钢构件的质量把控也是起着至关重要的作用。就拿钢结构厂房来说，合理的设计需要在考虑材料的断裂韧性水平、最低工作温度、荷载特征、应力集中等因素后，再选择合理的结构型式，尤其是合理的构造细节十分重要。设计时应力求使缺陷引起的应力集中减少到最低限度，尽量保证结构的刚度连贯性与几何连续性。这样可以避免构件在设计初期出现不合理的现象，从而造成在建造后期出现脆性断裂的情况。
对于钢结构厂房的钢构件在使用时应力求满足设计规定的用途、荷载及环境，不得随意变更。此外，还需要建立必要的维修措施。钢材通常选用的原则是既保证结构安全可靠，同时又要经济合理，节约钢材。选择钢构件的时候需要考虑到结构的重要性、荷载特征、连接方法以及工作环境，尤其是在低温下承受动载的重要的焊接结构，需要选择韧性高的材料和焊条。另外，改进冶炼方法，提高钢材断裂韧性也是减少脆断的有效途径。
把钢结构厂房设计为超静定结构并采用多路径传力可减少脆性断裂的危险;接头或节点的承载力设计应比其相连的杆件强20%一50%;构件断面在满足强度和稳定的前提下应尽量宽而薄。增加构件厚度将增加脆断的危机，尤其是设计焊接结构应避免重叠交叉和焊缝集中。
