基于断裂韧性的钢厚板防脆断性能研究(Ⅱ)——选材方法.pdf

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1、王清等：基于断裂韧性的钢厚板防脆断性能研究(I1)——选材方法基于断裂韧性的钢厚板防脆断性能研究(II)选材方法王元清，胡宗文，石永久，周晖，陈宏(1．土木工程安全与耐久教育部重点实验室清华大学土木工程系．北京100084；2．清华大学建筑设计研究院，北京100084)【摘要】随着国内钢结构厚板的大量应用和我国大范围低温区域的建筑业快速发展，低温环境和板厚增大逐渐成为钢板脆性断裂的重要因素。现行规范中仍采用冲击韧性指标来指导选材，而基于断裂力学理论的断裂韧性指标能更准确地评定断裂破坏的发生。本文在钢结构厚板低温断裂韧性指标CTOD试验结果的基础上提出了一套定量化

2、的钢厚板防脆断的选材方法，并从厚度因素的不利影响以及引入韧一脆转变温度等方面对该定量方法进行补充和完善，为选材方法的进一步研究提供了依据和思路。【关键词】钢厚板；低温；脆性断裂；裂纹尖端张开位移(CTOD)【中图分类号】TU391【文献标识码】A【文章编号】t001—6864(2011)02—0001—04STUDYoNBRITTLEFRACTUREoFTHICKSTEELPLATEBASEDONFRACTUREToUGHNESSINDEX(U)——MATERIALSELECTloNMETHoDWANGYuan—qing，HUZong—wen，SHIYong-j

3、iu，ZHOUHui，CHENHong(1．KeyLaboratoryofCivilEngineeringSafetyandDurabilityofChinaEducationMinistry，Dept．ofCivilEngineering，TsinghuaUniv．，Beijing100084，China；2．ArchitecturalDesignandResearchInstitute，TsinghuaUniv．，Beijing100084，China)Abstract：Astheextensiveapplicationsofthicksteelplatea

4、ndtherapiddevelopmentofsteelstmc—turesincoldregions，lowtemperatureandlargeplatethicknessbecomeimportantfactorsforthebrittlefractureofsteelplate．Thecurrentdesigncodestilladoptsimpacttoughnessindextoguidethematerialselection．However，fracturetou【ghnessindexbasedonfracturemechanicscanmak

5、eamoreaccuratee．valuateonthefracturefailure．AquantitativemethodforselectionofthickplateconsideringthebrittlefractureisproposedinthispaperaftertheresultsoffracturetoughnessindexCTODtestsatlowtempera—tures．Adverseeffectsofplatethicknessandtheconceptofductile—brittletransitiontemperatur

6、eareStlP—plementedtothequantitativeselectionmethod．Thispaperprovidesreferencesandideasforfurtherdis—cussionsandresearchesofmaterialselectionmethods．Keywords：thicksteelplate；lowtemperature；brittlefracture；cracktipopeningdisplacement目前，我国建筑结构逐渐向超高层和大跨度方向力应变状态由平面应力向平面应变转变，脆性倾向增发展，对钢结构厚板

7、的需求越来越大。其中一些典型大；冶炼轧制工艺导致的中心偏析，使厚板的材质变的工程如国家体育场“鸟巢”采用了110mm厚的差，容易产生层状撕裂’。Q460E—Z35钢板，广州珠江新城西塔采用了100mm随着我国寒冷地区建筑业的发展和钢结构厚板厚的Q345GJC—Z25钢板，上海文献中心用到了厚度的广泛应用，钢结构低温脆性断裂的安全隐患越来越达250mm的Q345GJ—Z25钢板。大，需要引起工程界的充分关注。防止脆性断裂的选研究表明，温度和构件尺寸(特别是厚度)是影响材和设计方法急需进一步的补充和完善。现行钢结构钢材力学性能和韧性的重要因素’。低温使钢材韧设计规范

8、川仅根据冲击功指标来指导