鋼結構工作特性應力集中

    在鋼結構的構件中不可避免存在著孔洞、槽口、凹角、截面突變以及鋼材在冶煉、軋制中內(nèi)部留下的幾何缺陷，這些缺陷易導致應力集中出現(xiàn)，此時．構件中的應力分布將不再保持均勻，而是在某些區(qū)域產(chǎn)生局部高峰應力，在另外一些區(qū)域則應力降低，形成所謂應力集中現(xiàn)象。高峰區(qū)的最大應力與凈截面的平均應力之比稱為應力集中系數(shù)。研究表面，在應力高峰區(qū)域總是存在同號的雙向或三向應力，這是因為高峰拉應力引起的截面橫向收縮將受到附近應力區(qū)的阻礙而引起垂直于內(nèi)力方向的拉應力，使材料處千復雜受力狀態(tài)。由能量強度理論得知，這種同號的平面或立體應力場有使鋼材變脆的趨勢。應力集中系數(shù)愈大，變脆的趨勢亦愈嚴重，抗疲勞性能越差。雖然建筑鋼材的塑性較好，在一定程度上能促使應力進行重新分配，使應力分布嚴重不均的現(xiàn)象趨千平緩。對常溫下承受靜荷載作用的構件，計算中可不考慮應力集中的影響。但在負溫下或動力荷載作用下工作的結構，應力集中的不利影響將十分突出，往往是引起脆性和疲勞破壞的根源，故在鋼結構設計時，構造設計應與計算簡圖相符，傳力應明確，減少應力集中。對于承受循環(huán)荷載和處千低溫的結構，設計者更應注意結構的細部構造，尤論是從提高疲勞壽命和避免脆性斷裂考慮，都應選擇應力集中程度低的構造方案。