曾經國內外對鋼結構斷裂的研究主要集中在梁柱連接節(jié)點的改進上,試圖通過改進節(jié)點的連接方式來達到解決斷裂的目的,并沒有從力學上尋找結構鋼斷裂的真正原因。但如今，鋼結構已經從實驗著手,依據(jù)結構鋼廣義強度理論探尋結構鋼斷裂的開裂準則。 以常用建筑結構鋼Q345和Q235為研究對象,對20個Q345和20個Q235鋼材刻痕桿分別進行了單向拉伸斷裂試驗,研究了刻弧半徑r和刻痕深度(d/D)對結構鋼斷裂模式的影響。
試驗結果表明:試件斷裂于刻痕根部,斷口有大量韌窩并伴有剪切痕跡。刻弧半徑r較小且刻痕較深(d/D較小)的試件,斷裂延性較差,斷裂強度略高。
結構鋼廣義強度理論認為,將斷裂看作結構鋼的另一種破壞模式,則斷裂面應具有連續(xù)、光滑和外凸特征,參照結構鋼廣義屈服面函數(shù)類型,則以σ_m和σ_(seq)為主軸的橢球斷裂面是滿足該特征的簡單曲面,即結構鋼廣義屈服面和斷裂面為相切于三向等拉伸破壞點的兩旋轉橢球面,結構鋼斷裂橢球面方程為:(σ_(seq)/r)~2+(σ_m/q)~2=3t_y~2應用有限元軟件ANSYS的數(shù)值模擬結果對提出的斷裂準則進行了量化驗證。
結果表明,刻痕心部應力度集中高,應力三維度較高;當刻痕根部應力場達到建議的鋼材橢球面斷裂準則臨界值時,刻痕桿宏觀斷裂,絕大多數(shù)試件刻痕根部截面上的斷裂參數(shù)CI介于1.0-1.2,說明建議的斷裂準則對預測高強鋼刻痕桿宏觀斷裂具有較高精度。
所以，隨著科學的不斷發(fā)展，選擇鋼結構工程，無論是鋼結構廠房，還是鋼結構雨棚、車棚，鋼結構住宅，都是未來的趨勢。不僅僅保障生命安全，還是新時代的走向。
