不銹鋼管和碳結(jié)鋼管的應(yīng)用及其差異

碳鋼的規(guī)劃規(guī)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(méi)有屈服點(diǎn)，一般以ó0.2來(lái)標(biāo)明該屈服應(yīng)力被認(rèn)為是當(dāng)量值。

2．應(yīng)力／應(yīng)變曲線形狀不同，不銹鋼的彈性極限大約是屈服應(yīng)力的50％，就標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)則的最小值而論，該屈服應(yīng)力值低于中碳鋼的屈服應(yīng)力值。

3．冷加工時(shí)不銹鋼發(fā)作加工硬化，例如，彎曲時(shí)具有各向異性，即：橫向和縱向功用不同。

可以運(yùn)用由冷加工而增高的強(qiáng)度，不過(guò)如果與總面積比較彎曲面積較小而忽略不計(jì)這種增加時(shí)，強(qiáng)度增高可以在必定程度上前進(jìn)安全系數(shù)。

根本規(guī)劃程序

不銹鋼的規(guī)劃程序大體上是從現(xiàn)適用于結(jié)構(gòu)工程規(guī)劃的各個(gè)方面的原則派生出來(lái)的。但是由于一般運(yùn)用的不銹鋼是薄標(biāo)準(zhǔn)型鋼，所以，它的規(guī)劃進(jìn)程比碳鋼薄標(biāo)準(zhǔn)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(jié)構(gòu)件并且要起到漂亮的效果。為了避免構(gòu)件受力部分出現(xiàn)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(diǎn)也很重要，值得一提，即：材料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則了ó0.2的最值，關(guān)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(qiáng)度一般要比該值高出15％，規(guī)劃人員應(yīng)將這一強(qiáng)度系數(shù)考慮在內(nèi)。

規(guī)劃依據(jù)

1．不銹鋼和碳結(jié)鋼之比較

首要，看一下一般碳結(jié)鋼與不銹鋼之間的首要差異。

2．應(yīng)力／應(yīng)變曲線圖

碳鋼的應(yīng)力／應(yīng)變曲線的線性部分實(shí)際上是一條直達(dá)屈服點(diǎn)的直線，而不銹鋼的線性區(qū)大約是ó0.2的50％。

當(dāng)應(yīng)力級(jí)在非彈性區(qū)時(shí)，用于結(jié)構(gòu)規(guī)劃中的彎曲規(guī)劃理論和虎克規(guī)則，即：應(yīng)力與應(yīng)變成比例，不真實(shí)適用于不銹鋼。

因此，在應(yīng)力級(jí)較低的情況下，對(duì)不銹鋼構(gòu)件結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)劃比較簡(jiǎn)單，但是在應(yīng)力級(jí)較高的情況下，需求查閱變形和部分彎曲的標(biāo)準(zhǔn)。

3．張力

在現(xiàn)代結(jié)構(gòu)法規(guī)中，拉伸應(yīng)力加上載荷系數(shù)與毛斷面的材料的屈服應(yīng)力聯(lián)絡(luò)在一起，抗拉極限強(qiáng)度與屈服應(yīng)力的比值用于校驗(yàn)凈截面。

不銹鋼的抗拉極限強(qiáng)度與屈服應(yīng)力之比為2．4，而碳鋼中該規(guī)劃是1．6～2．1。

拉伸構(gòu)件需求對(duì)其強(qiáng)度進(jìn)行兩項(xiàng)檢查：

①毛斷面的屈服應(yīng)力

②凈有用斷面的拉伸極限強(qiáng)度（最大1．2）

4．壓力

壓力取決于屈服應(yīng)力和模數(shù)，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(guān)。因此，用減小E值來(lái)增大所能承受的力是很有必要的。由于這標(biāo)明在細(xì)長(zhǎng)比必定的條件下，不銹鋼構(gòu)件的縱向彎曲力低于相同的碳鋼結(jié)構(gòu)件。

細(xì)長(zhǎng)比較低時(shí)，兩種材料相同。

細(xì)長(zhǎng)比較高時(shí)，應(yīng)力低，強(qiáng)度類似，但細(xì)長(zhǎng)比在80～120的中心值規(guī)劃內(nèi)，不銹鋼的縱向彎曲力較低。

5．彎曲

在沒(méi)有縱向彎曲情況下，彎曲應(yīng)力一般與屈服應(yīng)力有關(guān)。各種規(guī)則即使是含有彈性規(guī)劃的規(guī)則，都知道到了形狀系數(shù)的重要性。形狀系數(shù)把梁的塑性力矩值增加到遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于初步屈服時(shí)才干的值。

但是，不銹鋼應(yīng)變硬化在初步屈服后當(dāng)即初步，因此，外纖維增加而內(nèi)纖維仍在彈性區(qū)內(nèi)變形。所以，由于應(yīng)變硬化，不銹鋼可以具有較高的彎曲才干。

不過(guò)在EUROCODE3第1．4節(jié)中沒(méi)有供給塑性分析的內(nèi)容。

6．剪力和壓力

它們與剛度無(wú)關(guān)，而是直接關(guān)系到屈服應(yīng)力和極限應(yīng)力。應(yīng)變硬化可以前進(jìn)安全裕度。

7.縱橫向功用

在英國(guó)的研討中，材料查驗(yàn)的成果廣泛標(biāo)明縱橫功用差不逾越7．5％。

美國(guó)的結(jié)構(gòu)分析和規(guī)劃

新版ANSI／ASCE標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)用許用載荷和力距代替了許用應(yīng)力。

因此，安全載荷的核算辦法是在為所運(yùn)用的構(gòu)件和連接件核算得出的最大強(qiáng)度、縱向彎曲力或屈服力加上一個(gè)安全系數(shù)。大多數(shù)條款中還運(yùn)用了無(wú)因次方程，然后可以方便地運(yùn)用任何單位進(jìn)行規(guī)劃，一起還簡(jiǎn)化了載荷和抗力規(guī)劃格局的變換。

有關(guān)結(jié)構(gòu)不銹鋼的規(guī)劃

1．”冷成型結(jié)構(gòu)件技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”，參見(jiàn)ANSI／ASCE8-90，可以向ASCE討取。

2. EUROINOX（歐洲不銹鋼）協(xié)會(huì)的”結(jié)構(gòu)不銹鋼規(guī)劃手冊(cè)”。

不銹鋼的耐高溫性

不銹鋼作為結(jié)構(gòu)件，例如，磚墻的支撐角鋼，很可能會(huì)遇到出現(xiàn)火情時(shí)的高溫。

不銹鋼的功用優(yōu)于碳鋼功用，NiDI在電纜橋架上進(jìn)行的試驗(yàn)現(xiàn)已充分說(shuō)明這一點(diǎn)，并在錄像片”最有用的解決辦法”中作了介紹。

1.直承受熱

對(duì)電纜橋架進(jìn)行直承受熱試驗(yàn)是最能說(shuō)明問(wèn)題的。電纜橋架的承載才干相同。為了模仿典型的工作環(huán)境，試驗(yàn)時(shí)的加載量是它們可能承載的50％。

3米長(zhǎng)的橋架由18個(gè)煤氣燒嘴加熱，發(fā)作的溫度高達(dá)1000℃以上。

鋁質(zhì)橋架在26秒內(nèi)完全損壞。

玻璃鋼橋架沒(méi)等燒嘴悉數(shù)點(diǎn)著就損壞了。

碳鋼橋架履歷了5分鐘的試驗(yàn)，抵達(dá)了煉油廠的要求，抵達(dá)的最高溫度是811℃。

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