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鋼筋出現脆性斷裂是什麼原因

發布時間:2021-02-12 15:43:52

⑴ 鋼結構發生脆性破壞的主要原因是什麼

脆性斷裂破壞大致可分為以下幾類。
①過載斷裂:由於過載,
鋼材強度不足而導致的斷裂。這種斷裂破壞發生的速度通常極高(可高達2 100 m/s),後果極其嚴重.在鋼結構中,過載斷裂只出現在高強鋼絲束、鋼絞線和鋼絲繩等脆性材料做成的構件。
②非過載斷裂:塑性很好的鋼構件在缺陷、低溫等因素影響下突然呈脆性斷裂。
③應力腐蝕斷裂:在腐蝕性環境中承受靜力或准靜力荷載作用的結構,在遠低於屈服極限的應力狀態下發生的斷裂破壞稱為應力腐蝕斷裂。它是腐蝕和非過載斷裂的綜合結果。一般認為,強度越高則對應力腐蝕斷裂越敏感。而對於常見碳鋼和低合金鋼而言,屈服強度大於700 MPa時,才表現出對應力腐蝕斷裂的敏感性.
④疲勞斷裂與腐蝕疲勞斷裂:在交變荷載作用下,裂紋的失穩擴展導致的斷裂破壞稱為疲勞斷裂;腐蝕性介質的作用,會對構件的疲勞壽命產生更顯著的不利影響。近年來,由於海洋工程結構的發展,腐蝕疲勞已經成為疲勞研究的一個重要課題。疲勞斷裂有高周和低周之分。循環周數在10以上者稱為高周疲勞,屬於鋼結構中常見的情況。低周疲勞斷裂前的周數只有幾百或幾十次,每次都有較大的非彈性應變.典型的低周疲勞破壞往往產生於強烈地震作用下。
⑤氫脆斷裂:氫可以在冶煉和焊接過程中侵人金屬,造成材料韌度降低導致斷裂。焊條在使用前需要烘乾,就是為了防止氫脆斷裂.
鋼結構脆性破壞在鉚接結構時期就已經有所發生,不過為數不多,因而沒有引起人們的重視;在焊接逐漸取代鉚接的時期,脆性破壞事故增多。從1938年發生比利時哈塞爾特的全焊空腹析架橋破壞到1960年止,除船舶外,世界各地至少發生過40起引人注目的大型焊接結構破壞事故。
焊接結構出現脆性破壞事故比鉚接結構頻繁,其原因如下。
焊縫經常會或多或少存在一些缺陷,如裂紋、欠焊、夾渣和氣孔等,這些缺陷往往成為斷裂的起源。
②焊接後鋼結構內部存在殘余應力。殘余應力未必是破壞的主因,但和其他因素結合在一起,可能導致開裂。
③焊接鋼結構的連接處往往有較大剛性,當出現三條相互垂直的焊縫時,材料的塑性變形就很難發展。給出焊接區應力一應變關系曲線和原材料應力一應變曲線的對比。
④焊接使結構形成連續的整體,一旦裂縫開展,就有可能一斷到底,不像在鉚接結構中,裂縫常常在接縫處終止。
⑤對選材在防止脆性破壞中的重要性認識不足。
鋼結構脆性破壞事故的不斷發生,除了採用焊接外,還有以下原因:結構比過去復雜,有些結構的使用條件惡劣(如海洋結構),有的荷載很大,鋼材強度和鋼板厚度都有提高和增大的趨勢,設計時採用更精細的計算方法並利用材料非彈性性能以降低造價,致使結構的實際安全儲備比過去有所降低。這些因素綜合在一起,發生脆斷的概率就會提高。

鋼筋混凝土工程中,鋼筋脆斷的主要原因有那些

質量不行啊,鋼筋含的磷和硫的成分太高,會很脆的,還有可能是受力太大的原因。

⑶ 引起鋼材脆性破壞的主要因素有哪些應如何防止脆性破壞的發生呢

鋼材的破壞分塑性破壞和脆性破壞兩種。

脆性破壞:載入後,無明顯變形,因此破壞前無預兆,斷裂時斷口平齊,呈有光澤的晶粒狀。脆性破壞危險性大。

影響脆性破壞的因素
1.化學成分
2.冶金缺陷(偏析、非金屬夾雜、裂紋、起層)
3.溫度(熱脆、低溫冷脆)
4.冷作硬化
5.時效硬化
6.應力集中
7.同號三向主應力狀態

1 ) 鋼材質量差、厚度大:鋼材的碳、硫、磷、氧、氮等元素含量過高,晶粒較粗,夾雜物等冶金缺陷嚴重,韌性差等;較厚的鋼材輥軋次數較少,材質差、韌性低,可能存在較多的冶金缺陷。
(2) 結構或構件構造不合理:孔洞、缺口或截面改變急劇或布置不當等使應力集中嚴重。
(3) 製造安裝質量差:焊接、安裝工藝不合理,焊縫交錯,焊接缺陷大,殘余應力嚴重;冷加工引起的應變硬化和隨後出現的應變時效使鋼材變脆。
(4) 結構受有較大動力荷載或反復荷載作用:但荷載在結構上作用速度很快時(如吊車行進時由於軌縫處高差而造成對吊車梁的沖擊作用和地震作用等),材料的應力- 應變特性就要發生很大的改變。隨著加荷速度增大,屈服點將提高而韌性降低。特別是和缺陷、應力集中、低溫等因素同時作用時,材料的脆性將顯著增加。
(5)在較低環境溫度下工作:當溫度從常溫開始下降肘,材料的缺口韌性將隨之降低,材料逐漸變脆。這種性質稱為低溫冷脆。不同的鋼種,向脆性轉化的溫度並不相同。同一種材料,也會由於缺口形狀的尖銳程度不同,而在不同溫度下發生脆性斷裂。

為了防止鋼材的脆性斷裂,可以從以下幾個方面著手:
1、裂紋
當焊接結構的板厚較大時(大於25mm),如果含碳量高,連接內部有約束作用,焊肉外形不適當,或冷卻過快,都有可能在焊後出現裂紋,從而產生斷裂破壞。針對這個問題,把碳控制在0.22%左右,同時在焊接工藝上增加預熱措施使焊縫冷卻緩慢,解決了斷裂問題。
焊縫冷卻時收縮作用受到約束,有可能促使它出現裂紋。措施是:在兩板之間墊上軟鋼絲留出縫隙,焊縫有收縮餘地,裂紋就不會出現。
把角焊縫的表面作成凹形,有利於緩和應力集中。凹形表面的焊縫,焊後比凸形的容易開裂,原因是凹形縫的表面有較大的收縮拉應力,並且在45°截面上焊縫厚度最小。凸形縫表面拉力不大,而45°截面又有所增強,情況要好的多。在凹形焊縫開裂的條件下,改用凸形焊縫,就不再開裂。
2、應力
考察斷裂問題時,應力是構件的實際應力,它不僅和荷載的大小有關,也和構造形狀及施焊條件有關。幾何形狀和尺寸的突然變化造成應力集中,使局部應力增高,對脆性破壞最為危險。施焊過程造成構件內的殘余拉應力,也是不利的。因此,避免焊縫過於集中和避免截面突然變化,都有助於防止脆性斷裂。
3、材料選用
為了防止脆性斷裂,結構的材料應該具有一定的韌性。材料斷裂時吸收的能量和溫度有密切關系。吸收的能量可以劃分為三個區域,即變形是塑性的、彈塑性的和彈性的。要求材料的韌性不低於彈性,以避免出現完全脆性的斷裂,也沒有必要高於彈塑性,對鋼材要求太高,必然會提高造價。鋼材的厚度對它的韌性也有影響。厚鋼板的韌性低於薄鋼板。
4、構造細部
發生脆性斷裂的原因是存在和焊縫相交的構造縫隙,或相當於構造縫隙的未透焊縫。構造焊縫相當於狹長的裂紋,造成高度的應力集中,焊縫則造成高額殘余拉應力並使近旁金屬因熱塑變形而時效硬化,提高脆性。低溫地區結構的構造細部應該保證焊縫能夠焊透。因此,設計時必須注意焊縫的施工條件,以保證施焊方便,能夠焊透。

⑷ 鋼材或鋼結構的脆性斷裂是什麼

鋼材或鋼結構的脆性斷裂是指低於名義應力(鋼材做拉伸試驗時的抗拉強度或屈服強度)情況下發生突然斷裂的破壞。其斷裂面通常是紋理方向單一和比較平的劈裂表面,很少或沒有剪切唇邊。

⑸ 鋼筋發生脆斷的原因有哪些

是何種材質鋼筋?
由「出現脆斷」現象可以判斷,鋼筋拉伸試驗沒有出現塑性平台或明顯屈服平台。
一些調質鋼和冷拉處理的鋼筋,是沒有屈服平台的。
參考:
鋼筋的機械性能
一、鋼筋的拉伸試驗
鋼筋主要機械性能的各項指標是通過靜力拉伸試驗和冷彎試驗來獲得的。由靜力拉伸試驗得出的應力一應變曲線,是描述鋼筋在單向均勻受拉下工作特性的重要方式,靜力拉伸試驗是由四個階段組成的:
1、彈性階段
材料在卸去外力後能恢復原狀的性質,叫做彈性。因此,這一階段叫做彈性階段。
彈性階段的最高點所對應的應力稱為彈性極限,因彈性階段的應力與應變成正比,所以也稱比例極限。
2、屈服階段
當應力超過比例極限後,應力與應變不再成比例增加,這時,應力在很小的范圍內波動,而應變急劇地增長,這種現象好象鋼筋對於外力屈服了一樣,所以,這一階段叫做屈服階段。在屈服階段,鋼筋的性質由彈性轉化為塑性,如將外力卸去,試件的變形不能完全恢復。不能恢復的變形稱為殘余變形或稱塑性變形。
此時的波動的應力的最大值稱為屈服上限。最小值稱為屈服下限。工程上取屈服下限作為計算強度指標,叫屈服強度(或稱屈服點、流限)。
3、強化階段
鋼筋拉試驗過了第二階段即屈服階段以後,鋼筋內部組織發生了劇烈的變化,重新建立了平衡,鋼筋抵抗外力的能力又有了很大的增加。應力與應變的關系表現為上升的曲線,這個階段稱為強化階段。
與強化階段最大應力就是鋼筋的極限強度,稱為抗拉強度。
4、頸縮階段
當應力達到極限強度後,試件的薄弱截面開始顯著縮小,產生頸縮現象,即進入頸縮階段。由於試件頸縮處截面急劇縮小,能承受的拉力隨著下降,塑性變形迅速增加,最後該處發生斷裂。

軟鋼筋的屈服階段較為明顯,而硬鋼(碳素鋼絲、刻痕鋼絲、冷拔低碳鋼絲屬於硬鋼)在拉伸試驗中屈服則很不明顯,也沒有明顯的屈服點。
硬鋼的特點是抗拉強度高和伸長率小,沒有明顯的屈服階段,彈性階段長而塑性階段短,試件破壞時沒有明顯的信號而突然斷裂。因此,在構件中採用硬鋼配筋時,必須注意這些特點。

⑹ 什麼是鋼筋的延性斷裂和脆性斷裂,怎麼判斷

有明顯塑性變形,試件徑縮後斷裂是延性斷裂;試件沒有出現徑縮突然斷裂是脆性斷裂。

⑺ 鋼筋出現脆斷現象

(1)焊接接頭在承受拉、彎等應力時,在焊縫、熱影響區域母材上發內生沒有塑性變形的突然斷容裂。斷裂面通常從斷裂源開始向其他方向呈放射性波紋,如圖3-37所示。斷裂強度一般比母材有所降低,有時甚至低於屈服強度。

圖3-37脆斷斷面

1—淬硬區;2—燒傷

(2)焊接過程中不能隨意在主筋非焊接部位引弧,地線應當與鋼筋接觸良好,以免引起此處電弧。滅弧時弧坑要填滿,並且應將滅弧點拉向幫條或者搭接端部。在坡口立焊加強焊縫焊接中,應當減小焊接電流,採用短弧等措施。

(3)在負溫條件下進行幫條與搭接接頭平焊時,第一層焊縫應當從中間引弧向兩端運弧,使接頭端部達到預熱的目的。

⑻ 鋼結構脆性破壞原因是什麼

從宏觀上講,脆性破壞的主要特徵表現為斷裂時伸長量極其微小。如果鋼結構的最終破壞是由於其構件的脆性斷裂導致的,那麼我們稱結構發生了脆性破壞。對於脆性破壞的結構,幾乎觀察不到構件的塑性發展過程,往往沒有破壞的預兆,因而脆性破壞的後果經常是災難性的.工程設計的任何領域,無一例外地都要力求避免結構的脆性破壞。

鋼結構脆性破壞從宏觀講是由於斷裂或者構件脆性斷裂導致,對於脆性斷裂建築本身沒有可預兆性,但是破壞對工程是致命的,一般造成鋼結構脆性的原因有幾點:
1、載入鋼材強度不夠,一般表現在高強鋼絲束、鋼絞線和鋼絲繩等脆性材料做成的構件。
2、氫脆斷裂:氫可以在冶煉和焊接過程中侵人金屬,造成材料韌度降低導致斷裂。焊條在使用前需要烘乾,就是為了防止氫脆斷裂.
3、鋼構件本身的缺陷或者低溫、腐銹等因素的影響。
4、腐蝕斷裂,一般的建築本身對防腐要求極其嚴格,要對常見的碳鋼、合金鋼屈服強度大於700MPA。5、疲勞斷裂,顧名思義也就是時效性,是最為常見的一種,疲勞斷裂有高周和低周之分。循環周數在10以上者稱為高周疲勞,屬於鋼結構中常見的情況。低周疲勞斷裂前的周數只有幾百或幾十次,每次都有較大的非彈性應變.典型的低周疲勞破壞往往產生於強烈地震作用下。
6、焊接方面,焊接不合格,會產生缺陷,如裂紋、欠焊、夾渣和氣孔,更甚者會在鋼構內部產生殘余應力,也會導致斷裂的發生。

⑼ 45鋼脆性斷裂原因

沒有熱處理,那就是原材料本身有質量問題。有裂紋、有夾雜、組織不均勻、含碳量太高,超過了45號鋼應有的含量。從斷口看不象拉斷的,沒有一點收縮。也不象是鋼材,倒像是鑄鐵。像是扭斷的。

⑽ 鋼結構脆性斷裂破壞事故的因素有哪些

從一般情況上講,脆性破壞的主要特徵表現為斷裂時伸長量極其微小。如果鋼結構的最終破壞是由於其構件的脆性斷裂導致的,那麼我們稱結構發生了脆性破壞。對於脆性破壞的結構,幾乎觀察不到構件的塑性發展過程,往往沒有破壞的預兆,因而脆性破壞的後果經常是災難性的.工程設計的任何領域,無一例外地都要力求避免結構的脆性破壞。深圳鋼結構脆性斷裂破壞大致可分為以下幾類。
①過載斷裂:由於過載,鋼材強度不足而導致的斷裂。這種斷裂破壞發生的速度通常極高(可高達2 100 m/s),後果極其嚴重.在鋼結構中,過載斷裂只出現在高強鋼絲束、鋼絞線和鋼絲繩等脆性材料做成的構件。
②非過載斷裂:塑性很好的鋼構件在缺陷、低溫等因素影響下突然呈脆性斷裂。
③應力腐蝕斷裂:在腐蝕性環境中承受靜力或准靜力荷載作用的結構,在遠低於屈服極限的應力狀態下發生的斷裂破壞稱為應力腐蝕斷裂。它是腐蝕和非過載斷裂的綜合結果。一般認為,強度越高則對應力腐蝕斷裂越敏感。而對於常見碳鋼和低合金鋼而言,屈服強度大於700 MPa時,才表現出對應力腐蝕斷裂的敏感性.
④疲勞斷裂與腐蝕疲勞斷裂:在交變荷載作用下,裂紋的失穩擴展導致的斷裂破壞稱為疲勞斷裂;腐蝕性介質的作用,會對構件的疲勞壽命產生更顯著的不利影響。近年來,由於海洋工程結構的發展,腐蝕疲勞已經成為疲勞研究的一個重要課題。疲勞斷裂有高周和低周之分。循環周數在10以上者稱為高周疲勞,屬於鋼結構中常見的情況。低周疲勞斷裂前的周數只有幾百或幾十次,每次都有較大的非彈性應變.典型的低周疲勞破壞往往產生於強烈地震作用下。
⑤氫脆斷裂:氫可以在冶煉和焊接過程中侵人金屬,造成材料韌度降低導致斷裂。焊條在使用前需要烘乾,就是為了防止氫脆斷裂.
鋼結構脆性破壞在鉚接結構時期就已經有所發生,不過為數不多,因而沒有引起人們的重視;在焊接逐漸取代鉚接的時期,脆性破壞事故增多。從1938年發生比利時哈塞爾特的全焊空腹析架橋破壞到1960年止,除船舶外,世界各地至少發生過40起引人注目的大型焊接結構破壞事故。
焊接結構出現脆性破壞事故比鉚接結構頻繁,其原因如下。
①焊縫經常會或多或少存在一些缺陷,如裂紋、欠焊、夾渣和氣孔等,這些缺陷往往成為斷裂的起源。
②焊接後鋼結構內部存在殘余應力。殘余應力未必是破壞的主因,但和其他因素結合在一起,可能導致開裂。
③焊接鋼結構的連接處往往有較大剛性,當出現三條相互垂直的焊縫時,材料的塑性變形就很難發展。給出焊接區應力一應變關系曲線和原材料應力一應變曲線的對比。
④焊接使結構形成連續的整體,一旦裂縫開展,就有可能一斷到底,不像在鉚接結構中,裂縫常常在接縫處終止。
⑤對選材在防止脆性破壞中的重要性認識不足。
1、網架質量如桿件變形、彎曲或者斷裂等
2、焊接不成熟,氣泡、微裂不達標准
3、網架撓度過大,超過了設計規定相應設計值的1.15倍。
4、預埋件不符合規范要求,間距、間差超標
5、樑柱端板孔位不對應,大小錯位
6、支撐、系桿、隅撐等位置不合理、或加工錯誤
深圳鋼結構脆性破壞事故的不斷發生,除了採用焊接外,還有以下原因:結構比過去復雜,有些結構的使用條件惡劣(如海洋結構),有的荷載很大,鋼材強度和鋼板厚度都有提高和增大的趨勢,設計時採用更精細的計算方法並利用材料非彈性性能以降低造價,致使結構的實際安全儲備比過去有所降低。

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