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钢结构在低温冷脆及其影响因素

1030110300钢结构低温下的曲线图

钢结构的脆性破坏通常都是在冬季低温下发生的。所以习惯上把低温下的脆性破坏称为低温冷脆现象。应当指出,这里的低温通常是指低于-15℃的温度。这种低温气候经常出现现在西伯利亚地区、蒙古、北欧、我国的三北地区及青藏高原等。

除低温外,影响钢结构低温冷脆现象的因素很多,且可分为冶金、结构工艺和工作环境三大类。其中最有代表性的有以下几个:材料性能、应力状态及应力集中、构件尺寸等。早在1971年国际焊接学会曾对60个焊接构件脆性破坏的实例进行过统计分析,总结出各种因素对其脆性破坏发生的影响程度。前苏联境内大部分地区处寒带,据统计钢结构破坏实例中70%表现为脆性。因此有许多学者从事钢结构低温冷脆方面的研究,并取得许多研究成果。日本一些学者针对其取部水域船舶的低温脆性破坏进行了系统研究,此外国、英国等研究人员也从事这一方面的研究。

我国在70年代初钢结构设计规范编写过程中曾经进行过钢结构低温冷脆现象的初步研究工作,在以后由于种种原因这一领域的研究工作被中止。随着我国经济建设的大规模铺开,在一些气候较寒冷地区会越来越多地使用钢结构,特别是焊接结构。而且结构形式、构件规模、制作工艺和工作条件也愈加复杂,这就不可避免地出现低温脆性破坏现象,以上列举的破坏实例正说明这一点。

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