钢结构工作特性应力集中

    在钢结构的构件中不可避免存在着孔洞、槽口、凹角、截面突变以及钢材在冶炼、轧制中内部留下的几何缺陷，这些缺陷易导致应力集中出现，此时．构件中的应力分布将不再保持均匀，而是在某些区域产生局部高峰应力，在另外一些区域则应力降低，形成所谓应力集中现象。高峰区的最大应力与净截面的平均应力之比称为应力集中系数。研究表面，在应力高峰区域总是存在同号的双向或三向应力，这是因为高峰拉应力引起的截面横向收缩将受到附近应力区的阻碍而引起垂直于内力方向的拉应力，使材料处千复杂受力状态。由能量强度理论得知，这种同号的平面或立体应力场有使钢材变脆的趋势。应力集中系数愈大，变脆的趋势亦愈严重，抗疲劳性能越差。虽然建筑钢材的塑性较好，在一定程度上能促使应力进行重新分配，使应力分布严重不均的现象趋千平缓。对常温下承受静荷载作用的构件，计算中可不考虑应力集中的影响。但在负温下或动力荷载作用下工作的结构，应力集中的不利影响将十分突出，往往是引起脆性和疲劳破坏的根源，故在钢结构设计时，构造设计应与计算简图相符，传力应明确，减少应力集中。对于承受循环荷载和处千低温的结构，设计者更应注意结构的细部构造，尤论是从提高疲劳寿命和避免脆性断裂考虑，都应选择应力集中程度低的构造方案。