h型钢残余应力的研究现状论文

H型钢是一种新型经济建筑用钢。H型钢截面形状经济合理，力学性能好，轧制时截面上各点延伸较均匀、内应力小，与普通工字钢比较，具有截面模数大、重量轻、节省金属的优点，可使建筑结构减轻30-40%；又因其腿内外侧平行，腿端是直角，拼装组合成构件，可节约焊接、铆接工作量达25%。常用于要求承截能力大，截面稳定性好的大型建筑（如厂房、高层建筑等），以及桥梁、船舶、起重运输机械、设备基础、支架、基础桩等。H型钢主要用于用于工业厂房、民用建筑、市政工程、石油平台、桥梁、平板车大梁、电化铁路的电力支架、铁路沿线的钢结构桥梁等轻型、超轻型H型钢非常适用于集装箱、移动房屋、各类车库、箱式火车、电气支架、各类场馆、小别墅制造业。热轧H型钢根据不同用途合理分配截面尺寸的高宽比，具有优良的力学性能和优越的使用性能。 结构强度高。同工字钢相比，截面模数大，在承载条件相同时，可节约金属10-15%。设计风格灵活、丰富。在梁高相同的情况下，钢结构的开间可比混凝土结构的开间大50% ，从而使建筑布置更加灵活。结构自重轻。与混凝土结构自重相比轻，结构自重的降低，减少了结构设计内力，可使建筑结构基础处理要求低，施工简便，造价降低。以热轧H 型钢为主的钢结构，其结构科学合理，塑性和柔韧性好，结构稳定性高，适用于承受振动和冲击载荷大的建筑结构，抗自然灾害能力强，特别适用于一些多地震发生带的建筑结构。据统计，在世界上发生7 级以上毁灭性大地震灾害中，以H 型钢为主的钢结构建筑受害程度最小。增加结构有效使用面积。与混凝土结构相比，钢结构柱截面面积小，从而可增加建筑有效使用面积，视建筑不同形式，能增加有效使用面积4-6%。与焊接H 型钢相比，能明显地省工省料，减少原材料、能源和人工的消耗，残余应力低，外观和表面质量好。便于机械加工、结构连接和安装，还易于拆除和再用。采用H 型钢可以有效保护环境。以热轧H 型钢为主的钢结构工业化制作程度高，便于机械制造，集约化生产，精度高，安装方便，质量易于保证，可以建成真正的房屋制作工厂、桥梁制作工厂、工业厂房制作工厂等。发展钢结构，创造和带动了数以百计的新兴产业发展。工程施工速度快，占地面积小，且适合于全天候施工，受气候条件影响小。用热轧H 型钢制作的钢结构的施工速度约为混凝土结构施工速度的2-3倍，资金周转率成倍提高，降低财务费用，从而节省投资。以我国“第一高楼”上海浦东的“金贸大厦”为例，主体高达近400 m 的结构主体仅用不到半年时间就完成了结构封顶，而钢混结构则需要两年工期。

H型钢是一种新型经济建筑用钢。H型钢截面形状经济合理，力学性能好，轧制时截面上各点延伸较均匀、内应力小，与普通工字钢比较，具有截面模数大、重量轻、节省金属的优点，可使建筑结构减轻30-40%；又因其腿内外侧平行，腿端是直角，拼装组合成构件，可节约焊接、铆接工作量达25%。常用于要求承截能力大，截面稳定性好的大型建筑（如厂房、高层建筑等），以及桥梁、船舶、起重运输机械、设备基础、支架、基础桩等。H型钢是由工字型钢优化发展而成的一种断面力学性能更为优良的经济型断面钢材，尤其断面与英文字母“H”相同而得名。其特点如下：◆翼缘宽，侧向刚度大。◆抗弯能力强，比工字钢大约5%-10%。◆翼缘两表面相互平行使得连接、加工、安装简便。◆ 与焊接工字钢相比，成本低，精度高，残余应力小，无需昂贵的焊接材料和焊缝检测，节约钢结构制作成本30%左右。◆相同截面负荷下．热轧H钢结构比传统钢结构重量减轻15%-20%。◆与砼结构相比，热轧H钢结构可增大6%的使用面积，而结构自重减轻20%一30%，减少结构设计内力。◆H型钢可加工成T型钢，蜂窝梁可经组合形成各种截面形式，极大满足工程设计与制作需求。

关于焊接残余应力，补充一点阐述。广义上焊接是需要靠高温和高压达到原子间的永久结合。两个物体接触面是熔化（或塑性）状态，而其他部位保持原材料的结构强度（常温）的情况下形成焊接结构。这样在焊接区域会形成温度场（不均匀的）。形成永久连接后，温度降低，温度高的地方收缩大，温度低的地方收缩小，会在焊接区域产生不均匀变形，进而“使构件内部存在焊接残余应力和焊接残余变形”。简单点的模型：一块完整钢板用火在中间稍微烤一下，钢板中间就会鼓包变形。因为钢板形成了中间温度高四周温度低的温度场，冷却后就会产生残余应力和残余变形。焊接需要输入大量热量也会产生同样的效果。写着写着想起来焊接残余应力还跟焊接冶金有关，高温作用下材料成分变化、原子间结合方式的不同都会产生影响...仔细想了一下上述简单的模型并不准确。再补充...关于不均匀的温度场如何形成残余应力和变形。热胀冷缩，这是基础。上述的模型中钢板受到不均匀加热时，热量传导需要一定时间（热导率的概念），先热的地方膨胀，中心温度最高变形大，周围温度低变形小，垂直钢板方向自由度最大，于是鼓包，形成变形，导致应力。最终整块温度扩散到钢板都差不多之后变形已经形成，非外力无法恢复。焊接过程与上述模型不同点是在高温状态下形成整体（永久连接），形成永久连接之前两个构件之间没有相互约束，不存在应力。形成永久连接后，整体冷却过程中，温度高的地方收缩量大，温度低的地方收缩量小，产生变形，导致应力。

H型钢是一种新型经济建筑用钢。H型钢截面形状经济合理，力学性能好，轧制时截面上各点延伸较均匀、内应力小，与普通工字钢比较，具有截面模数大、重量轻、节省金属的优点，可使建筑结构减轻30-40%；又因其腿内外侧平行，腿端是直角，拼装组合成构件，可节约焊接、铆接工作量达25%。常用于要求承截能力大，截面稳定性好的大型建筑（如厂房、高层建筑等），以及桥梁、船舶、起重运输机械、设备基础、支架、基础桩等。 H-型钢是由工字型钢优化发展而成的一种断面力学性能更为优良的经济型断面钢材，尤其断面与英文字母“H”相同而得名。