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影响膜结构材料质量的几个因素

应力集中:产品构件中有时会出现孔洞、缺口、凹角、截面突变和钢的内部缺陷。此时,部分地区的应力产生局部峰值应力,其他地区应力减小,形成应力集中现象。结果表明,在应力峰值区,材料始终存在相同数量的双向或三向应力,使材料处于复杂的应力状态,相同数量的平面或三维应力场往往使钢变脆。但由于建筑用钢具有良好的塑性,在一定程度上会促进应力的再分配,使得应力分布严重不均匀的现象趋于平缓。因此,静载作用下构件在常温下工作时,计算中不应考虑应力集中的影响。然而,对于在负温度或动荷载作用下工作的结构,应力集中的不利影响将非常突出,这往往是脆性破坏的根源。因此,在设计中应采取措施避免或减少应力集中,选用质量好的钢材。

二、反复荷载作用:在钢材反复荷载作用下,棚架结构的抗力和性能将发生显著变化,甚至出现疲劳破坏。试验表明,在直接连续反复的动载荷作用下,钢的强度会降低,即低于一个静载荷作用下拉伸试验的极限强度,称为钢疲劳。疲劳破坏是一种突然的脆性断裂。

温度效应:膜结构钢的性能随温度变化。总的趋势是:钢的强度随温度的升高而降低,应变随温度的升高而增大;反之,钢的强度随温度的降低而略有增加,塑性和韧性降低而变脆。在200℃范围内,钢的性能没有明显变化,在430540℃范围内,强度急剧下降,600℃时强度过低,无法承受载荷。但在250℃左右,钢的强度略有提高,塑性和韧性下降,材料趋于脆性。钢表面氧化膜呈蓝色,称为蓝脆现象。避免钢在蓝脆温度范围内的热加工。当温度为260℃~320℃且应力不变时,钢将继续以非常缓慢的速度变形,称为蠕变现象。当温度从常温开始下降,特别是在负温范围内,虽然钢的强度有所提高,但塑性和韧性下降,材料逐渐变脆,称为低温冷脆。


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