鋼結構工作特性溫度的影響

鋼材內部的晶體組織對溫度很敏感。溫度的變動會使鋼材性能發生變化。總的趨勢是隨著溫度的升高鋼材強度和彈性模釐E 下降，變形增大；而隨著溫度的下降鋼材強度和彈性模量E 略有所增加，但塑性和韌性卻降低而變脆。

在正溫范圍，鋼材的溫度在250°C 以下，其強度和彈性模量變化不大，當溫度超過250°C 時，即發生，＂朔性流動”，超過300°C 后，應力－應變關系曲線就沒有明顯的屈服極限和屈服平臺， 430,.._____,540°C 之間強度急劇下降， 600°C 時變成完全塑性，強度很低，喪失抵抗外力的大部分能力。此外，在250,.._____,300°C, 鋼材的抗拉強度反而略有提高，同時塑性和韌性均下降，材料有轉脆的傾向，鋼材表面氧化膜呈現藍色，稱為藍脆現象。故鋼材應避免在藍脆溫度范圍內進行熱加工。當溫度在260,.._____,320°C 時有徐變現象。了解鋼材在正溫范圍的性能，有助于合理處理高溫下的結構設計。

2. 在負溫范圍，當溫度下降到某一數值時，鋼材的沖擊韌性突然下降，當在沖擊荷載作用下完全脆性斷裂，這種現象稱為低溫冷脆現象。通過系列溫度沖擊實驗可以作出沖擊功與溫度的關系曲線，曲線的轉折點所對應的溫度稱為冷脆轉變溫度。結構在使用中可能出現的最低溫度必須高于鋼材的冷脆轉變溫度。結構丁程師在工作環境溫度較低的地區設計承重結構時，應選用塑性和韌性良好的鋼材；構件和節點設計應避免存在雙向和三向復雜應力狀態，盡量避免焊縫過分集中和多條粗大焊縫會交于一處，以免引起焊接殘余應力。除上述要求外，還應在鋼結構設計施工圖說明中要求鋼結構宜在室內正溫下加工制作，嚴格控制硬化、裂紋、氣孔、夾渣、擦痕等缺陷的影響；對于構件運輸、裝卸和保存過程中，應采取措施防止結構變形和損傷。