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鋼結構工作特性應力集中

    在鋼結構的構件中不可避免存在著孔洞、槽口、凹角、截面突變以及鋼材在冶煉、軋制中內部留下的幾何缺陷，這些缺陷易導致應力集中出現，此時．構件中的應力分布將不再保持均勻，而是在某些區域產生局部高峰應力，在另外一些區域則應力降低，形成所謂應力集中現象。高峰區的最大應力與凈截面的平均應力之比稱為應力集中系數。研究表面，在應力高峰區域總是存在同號的雙向或三向應力，這是因為高峰拉應力引起的截面橫向收縮將受到附近應力區的阻礙而引起垂直于內力方向的拉應力，使材料處千復雜受力狀態。由能量強度理論得知，這種同號的平面或立體應力場有使鋼材變脆的趨勢。應力集中系數愈大，變脆的趨勢亦愈嚴重，抗疲勞性能越差。雖然建筑鋼材的塑性較好，在一定程度上能促使應力進行重新分配，使應力分布嚴重不均的現象趨千平緩。對常溫下承受靜荷載作用的構件，計算中可不考慮應力集中的影響。但在負溫下或動力荷載作用下工作的結構，應力集中的不利影響將十分突出，往往是引起脆性和疲勞破壞的根源，故在鋼結構設計時，構造設計應與計算簡圖相符，傳力應明確，減少應力集中。對于承受循環荷載和處千低溫的結構，設計者更應注意結構的細部構造，尤論是從提高疲勞壽命和避免脆性斷裂考慮，都應選擇應力集中程度低的構造方案。