不銹鋼管和碳結鋼管的應用及其差異

不銹鋼管和碳結鋼管的使用及其差異
碳鋼的規劃規則不能用于不銹鋼是由于碳鋼與不銹鋼之間有著底子的差異:
1.不銹鋼沒有屈服點,一般以ó0.2來標明該屈服應力被認為是當量值。
2.應力/應變曲線形狀不同,不銹鋼的彈性極限大約是屈服應力的50%,就標準中所規則的最小值而論,該屈服應力值低于中碳鋼的屈服應力值。
3.冷加工時不銹鋼發作加工硬化,例如,彎曲時具有各向異性,即:橫向和縱向功用不同。
可以運用由冷加工而增高的強度,不過如果與總面積比較彎曲面積較小而忽略不計這種增加時,強度增高可以在必定程度上前進安全系數。
根本規劃程序
不銹鋼的規劃程序大體上是從現適用于結構工程規劃的各個方面的原則派生出來的。但是由于一般運用的不銹鋼是薄標準型鋼,所以,它的規劃進程比碳鋼薄標準材料雜亂得多。重要的是判定不銹鋼的終究用途,由于在許多使用中不銹鋼不只作為結構件并且要起到漂亮的效果。為了避免構件受力部分出現部分彎曲和變形,要害的要素是材料的寬度和厚度之比的極限值。還有一點也很重要,值得一提,即:材料標準規則了ó0.2的最值,關于建筑物所用的奧氏體不銹鋼,該值大約是240N/mm2,但是,材料的特征強度一般要比該值高出15%,規劃人員應將這一強度系數考慮在內。
規劃依據
1.不銹鋼和碳結鋼之比較
首要,看一下一般碳結鋼與不銹鋼之間的首要差異。
2.應力/應變曲線圖
碳鋼的應力/應變曲線的線性部分實際上是一條直達屈服點的直線,而不銹鋼的線性區大約是ó0.2的50%。
當應力級在非彈性區時,用于結構規劃中的彎曲規劃理論和虎克規則,即:應力與應變成比例,不真實適用于不銹鋼。
因此,在應力級較低的情況下,對不銹鋼構件結構進行規劃比較簡單,但是在應力級較高的情況下,需求查閱變形和部分彎曲的標準。
3.張力
在現代結構法規中,拉伸應力加上載荷系數與毛斷面的材料的屈服應力聯絡在一起,抗拉極限強度與屈服應力的比值用于校驗凈截面。
不銹鋼的抗拉極限強度與屈服應力之比為2.4,而碳鋼中該規劃是1.6~2.1。
拉伸構件需求對其強度進行兩項檢查:
①毛斷面的屈服應力
②凈有用斷面的拉伸極限強度(最大1.2)
4.壓力
壓力取決于屈服應力和模數,由于受壓桿件的損壞一般是由于撓曲引起的,而撓曲本身又與剛度有關。因此,用減小E值來增大所能承受的力是很有必要的。由于這標明在細長比必定的條件下,不銹鋼構件的縱向彎曲力低于相同的碳鋼結構件。
細長比較低時,兩種材料相同。
細長比較高時,應力低,強度類似,但細長比在80~120的中心值規劃內,不銹鋼的縱向彎曲力較低。
5.彎曲
在沒有縱向彎曲情況下,彎曲應力一般與屈服應力有關。各種規則即使是含有彈性規劃的規則,都知道到了形狀系數的重要性。形狀系數把梁的塑性力矩值增加到遠遠高于初步屈服時才干的值。
但是,不銹鋼應變硬化在初步屈服后當即初步,因此,外纖維增加而內纖維仍在彈性區內變形。所以,由于應變硬化,不銹鋼可以具有較高的彎曲才干。
不過在EUROCODE3第1.4節中沒有供給塑性分析的內容。
6.剪力和壓力
它們與剛度無關,而是直接關系到屈服應力和極限應力。應變硬化可以前進安全裕度。
7.縱橫向功用
在英國的研討中,材料查驗的成果廣泛標明縱橫功用差不逾越7.5%。
美國的結構分析和規劃
新版ANSI/ASCE標準運用許用載荷和力距代替了許用應力。
因此,安全載荷的核算辦法是在為所運用的構件和連接件核算得出的最大強度、縱向彎曲力或屈服力加上一個安全系數。大多數條款中還運用了無因次方程,然后可以方便地運用任何單位進行規劃,一起還簡化了載荷和抗力規劃格局的變換。
有關結構不銹鋼的規劃
1.”冷成型結構件技術標準”,參見ANSI/ASCE8-90,可以向ASCE討取。
2. EUROINOX(歐洲不銹鋼)協會的”結構不銹鋼規劃手冊”。
不銹鋼的耐高溫性
不銹鋼作為結構件,例如,磚墻的支撐角鋼,很可能會遇到出現火情時的高溫。
不銹鋼的功用優于碳鋼功用,NiDI在電纜橋架上進行的試驗現已充分說明這一點,并在錄像片”最有用的解決辦法”中作了介紹。
1.直承受熱
對電纜橋架進行直承受熱試驗是最能說明問題的。電纜橋架的承載才干相同。為了模仿典型的工作環境,試驗時的加載量是它們可能承載的50%。
3米長的橋架由18個煤氣燒嘴加熱,發作的溫度高達1000℃以上。
鋁質橋架在26秒內完全損壞。
玻璃鋼橋架沒等燒嘴悉數點著就損壞了。
碳鋼橋架履歷了5分鐘的試驗,抵達了煉油廠的要求,抵達的最高溫度是811℃。


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