结构不锈钢

时间：2015-05-06 18:05:51 来源：作者：

    基本设计程序
    不锈钢的设计程序大体上是从现适用于结构工程设计的各个方面的原则派生出来的。
    但是由于通常使用的不锈钢是薄规格型钢，所以，它的设计过程比碳钢薄规格材料复杂得多。
    重要的是确定不锈钢的最终用途，因为在许多应用中不锈钢不仅作为结构件而且要起到美观的作用。
    为了防止构件受力部分出现局部弯曲和变形，关键的因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：材料标准规定了ó0.2的最小值，对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％，设计人员应将这一强度系数考虑在内。
    设计依据
    1．不锈钢和碳结钢之比较
    首先，看一下普通碳结钢与不锈钢之间的主要区别。
    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，用于结构设计中的弯曲设计理论和虎克定律，即：应力与应变成比例，不真正适用于不锈钢。
    因此，在应力级较低的情况下，对不锈钢构件结构进行设计比较简单，但是在应力级较高的情况下，需要查阅变形和局部弯曲的标准。
    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系在一起，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，而碳钢中该范围是1．6～2．1。
    拉伸构件需要对其强度进行两项检查：
    ①毛断面的屈服应力
    ②净有效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，因为受压杆件的破坏通常是由于挠曲引起的，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。因为这表明在细长比一定的条件下，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，两种材料一样。
    细长比较高时，应力低，强度类似，但细长比在80～120的中间值范围内，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设计的规则，都认识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开始屈服时能力的值。
    但是，不锈钢应变硬化在开始屈服后立即开始，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，不锈钢能够具有较高的弯曲能力。
    不过在EUROCODE3第1．4节中没有提供塑性分析的内容。

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