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不锈钢管和碳结钢管的使用及其差异
碳钢的规划规则不能用于不锈钢是由于碳钢与不锈钢之间有着底子的差异:
1.不锈钢没有屈服点,一般以ó0.2来标明该屈服应力被认为是当量值。
2.应力/应变曲线形状不同,不锈钢的弹性极限大约是屈服应力的50%,就标准中所规则的最小值而论,该屈服应力值低于中碳钢的屈服应力值。
3.冷加工时不锈钢发作加工硬化,例如,弯曲时具有各向异性,即:横向和纵向功用不同。
可以运用由冷加工而增高的强度,不过如果与总面积比较弯曲面积较小而忽略不计这种增加时,强度增高可以在必定程度上前进安全系数。
根本规划程序
不锈钢的规划程序大体上是从现适用于结构工程规划的各个方面的原则派生出来的。但是由于一般运用的不锈钢是薄标准型钢,所以,它的规划进程比碳钢薄标准材料杂乱得多。重要的是判定不锈钢的终究用途,由于在许多使用中不锈钢不只作为结构件并且要起到漂亮的效果。为了避免构件受力部分出现部分弯曲和变形,要害的要素是材料的宽度和厚度之比的极限值。还有一点也很重要,值得一提,即:材料标准规则了ó0.2的最值,关于建筑物所用的奥氏体不锈钢,该值大约是240N/mm2,但是,材料的特征强度一般要比该值高出15%,规划人员应将这一强度系数考虑在内。
规划依据
1.不锈钢和碳结钢之比较
首要,看一下一般碳结钢与不锈钢之间的首要差异。
2.应力/应变曲线图
碳钢的应力/应变曲线的线性部分实际上是一条直达屈服点的直线,而不锈钢的线性区大约是ó0.2的50%。
当应力级在非弹性区时,用于结构规划中的弯曲规划理论和虎克规则,即:应力与应变成比例,不真实适用于不锈钢。
因此,在应力级较低的情况下,对不锈钢构件结构进行规划比较简单,但是在应力级较高的情况下,需求查阅变形和部分弯曲的标准。
3.张力
在现代结构法规中,拉伸应力加上载荷系数与毛断面的材料的屈服应力联络在一起,抗拉极限强度与屈服应力的比值用于校验净截面。
不锈钢的抗拉极限强度与屈服应力之比为2.4,而碳钢中该规划是1.6~2.1。
拉伸构件需求对其强度进行两项检查:
①毛断面的屈服应力
②净有用断面的拉伸极限强度(最大1.2)
4.压力
压力取决于屈服应力和模数,由于受压杆件的损坏一般是由于挠曲引起的,而挠曲本身又与刚度有关。因此,用减小E值来增大所能承受的力是很有必要的。由于这标明在细长比必定的条件下,不锈钢构件的纵向弯曲力低于相同的碳钢结构件。
细长比较低时,两种材料相同。
细长比较高时,应力低,强度类似,但细长比在80~120的中心值规划内,不锈钢的纵向弯曲力较低。
5.弯曲
在没有纵向弯曲情况下,弯曲应力一般与屈服应力有关。各种规则即使是含有弹性规划的规则,都知道到了形状系数的重要性。形状系数把梁的塑性力矩值增加到远远高于初步屈服时才干的值。
但是,不锈钢应变硬化在初步屈服后当即初步,因此,外纤维增加而内纤维仍在弹性区内变形。所以,由于应变硬化,不锈钢可以具有较高的弯曲才干。
不过在EUROCODE3第1.4节中没有供给塑性分析的内容。
6.剪力和压力
它们与刚度无关,而是直接关系到屈服应力和极限应力。应变硬化可以前进安全裕度。
7.纵横向功用
在英国的研讨中,材料查验的成果广泛标明纵横功用差不逾越7.5%。
美国的结构分析和规划
新版ANSI/ASCE标准运用许用载荷和力距代替了许用应力。
因此,安全载荷的核算办法是在为所运用的构件和连接件核算得出的最大强度、纵向弯曲力或屈服力加上一个安全系数。大多数条款中还运用了无因次方程,然后可以方便地运用任何单位进行规划,一起还简化了载荷和抗力规划格局的变换。
有关结构不锈钢的规划
1.”冷成型结构件技术标准”,参见ANSI/ASCE8-90,可以向ASCE讨取。
2. EUROINOX(欧洲不锈钢)协会的”结构不锈钢规划手册”。
不锈钢的耐高温性
不锈钢作为结构件,例如,砖墙的支撑角钢,很可能会遇到出现火情时的高温。
不锈钢的功用优于碳钢功用,NiDI在电缆桥架上进行的试验现已充分说明这一点,并在录像片”最有用的解决办法”中作了介绍。
1.直承受热
对电缆桥架进行直承受热试验是最能说明问题的。电缆桥架的承载才干相同。为了模仿典型的工作环境,试验时的加载量是它们可能承载的50%。
3米长的桥架由18个煤气烧嘴加热,发作的温度高达1000℃以上。
铝质桥架在26秒内完全损坏。
玻璃钢桥架没等烧嘴悉数点着就损坏了。
碳钢桥架履历了5分钟的试验,抵达了炼油厂的要求,抵达的最高温度是811℃。


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