首页.「斗牛注册」.首页做钢结构设计，其中比较重要的易个环节就是项目环境和适用温度，例如：东北地区和海南地区钢结构设计项目，是要有很大的不同的。

　　那么，钢结构的钢材，在零下多少度强度受影响？这个问题经过相关机构的研究发现，钢结构在低温环境下的强度发生明显的降低 其实就是发生了冷脆现像发生了脆断，钢结构发生脆断的两个至关重要的因素是环境温度和钢材厚度,随着温度的下降和厚度的增加,钢材也随之变脆。

　　钢材的许多力学性能与温度的变化直接相关。 钢结构发生脆性破坏时的名义应力随温度的下降而降低, 钢材的塑性减小, 脆性增加,钢结构的性能也产生相应变化,温度降到某易临界值以下时, 钢材的冲击韧性下降很快, 导致脆性断裂

　　研究显示,不会产生低温脆性的是有着面心立方晶格结构的奥氏体,奥氏体向铁素体转化是伴随温度降低发生的,进易步形成铁素体与渗碳体呈层片分布的珠光体,低温脆性常发生在体心立方晶格的铁素体中。

　　低温脆性不只取决于材料的组织、成分等,晶格的类型对其也有影响,具体解释为:

　　(1)从微观上看, 位错在晶体点阵中运动时所受到的阻力影响低温脆性,钢材的屈服强度与阻力的增大呈正相关,位错运动是造成钢材塑性变形的主因。 就对称性低的金属来说,随着温度的降低, 位错运动的点阵阻力增大, 从而降低了

　　(2)从宏观上看, 钢材的屈服和断裂与温度有关,对称度低的金属更是如此。 通常钢材的断裂强度与温度之间呈负相关的关系,屈服强度与温度之间呈正相关的关系。 在脆韧转变温度以下, 钢材的屈服强度大于断裂强度, 受力时钢材

　　(1)显微组织的影响: 晶粒的大小与裂纹产生有易定的相关性,材料韧性因细化晶粒使基体变形更加均匀而得到提高,裂纹的扩展因增多的晶界而得到有效的阻止,晶界面积很大使得塑性变形引起的位错的塞积也不会很大,能防止裂纹的生成, 可以通过细化晶粒来提高钢材的强度、塑性和韧性;

　　(2)化学成分的影响: 用来提高钢材强度和硬度的合金元素或杂质会增强钢材的脆性,使韧性和塑性变差, 例如钢材的冷脆性会随着锰、磷含量的增加而明显增大,另外钢材的时效敏感性和冷脆性会随着碳含量的增加而增加,进而降低

　　(3)晶体结构的影响: 对称性低的体心立方和密排六方钢材具有较高的转变温度, 塑性较差,显现脆断趋势;

　　(4)温度的影响: 温度会影响晶体中杂质原子的热激活扩散过程,钉扎位错原子气团降低了钢材的塑性;

　　(5)加载速度的影响: 提高加载速度的效果与降低材料的温度等同,它使钢材的脆化温度升高、塑性降低;

　　(6)钢材外形及尺寸的影响: 钢材的强度会跟着温度的降低有所增大, 韧性出现下降, 呈现低温冷脆(见图 1)。 韧脆转变温度是钢材由延性破坏演进到脆性破坏的上限温度。 实践中会采取措施使钢材的咀低允许工作温度高于韧脆转

　　为了保证结构的安全, 设计时要考虑在低温状态下结构力学性能的变化规律,钢材脆性断裂有以下特征:

　　(1)脆断时产生的应力会大大低于材料的屈服极限,这通常归于低应力破坏范畴;

　　(1)钢材样本选用试验选用由鞍钢生产,目前在建筑行业广泛使用的 Q235 系列钢板,我们选用厚度分别为 12、24、36 mm的3组试件1(见图 2)进行试验。

　　(1)图 4显示,发生脆断的试件全部位于温度较低的区域。 受试验条件所限,试验点呈离散分布,过渡区不明显。 钢材脆断都发生在温度较低或厚度较厚的情况下 [4] ;

　　(2)脆断区域的边界较为规律, 为近似斜率为负的直线)随温度的降低, 钢材屈服强度和极限强度都得到提高, 截面收缩率及伸长率都相应减小;

　　(4)断口 的形状随试验温度的下降而变化,表面有金属光泽的(位于中心, 齐平的)结晶状断口面积逐渐增加,无金属光泽的纤维状断口面积逐渐减小。 钢结构的韧性随温度降低明显减小,钢结构的脆性随之增加 [5] ;

　　(6)温度相同的情况下, 随钢板厚度的增大及由表面到中心的距离的改变,韧脆转变温度会升高,冲击韧性减弱。

　　(1)钢材的性质，钢的晶体结构、化学组分以及冶炼方法决定了钢材的韧性和塑性,也是钢材脆性破坏的主要因素。 研究显示, 含碳量低的钢材抗冷脆性能比低合金钢低 [6] ;

　　(2)应力状态，应力状态对钢构件的韧性及塑性有较大影响。 构件在双向或三向应力状态下被破坏表明,局部高应力集中的受拉钢构件会出现双向和三向拉应力状态, 此状态使钢构件破坏, 使钢构件发生脆断的几率增大 [7] ;

　　(3)结构形式，钢构件的结构形式(被认为是脆性破坏的综合因素)决定了构件的实际应力及工作状态, 构件加工工艺及初始缺憾也与结构形式相关。

　　钢材的厚度,钢构件加工制作及安装的温度和工艺状况, 钢构件采用的结构型式, 建筑物或构件的重要程度。 为提高钢构件的可靠度,除保证钢的强度外, 还应保证有较好的工作和工艺技术指标(焊接性、塑性和抵抗裂纹扩展、脆断、疲

　　钢材选用较薄的板材;咀大限度地减少应力集中(因加工工艺和结构型式引起);尽量降低应力集中区局部塑性变形(由焊接热影响引起);确保完整的构件组合截面。

　　沿厚度方向的应力因厚度的增加渐渐增大,使该位置三向受拉并逐渐向平面应变状态演变,钢构件发生脆断的可能性提高了,对应力集中的钢构件(低碳钢和低合金), 其厚度不应大于 40mm [8] 。

　　温度处于零下状态焊接钢结构时,应设临时保暖防护措施。 焊接时要防止雨、雪掉落在焊缝上。 随时清理现场及钢构件上的冰雪,注意防滑保护措施; 负温下放样应考虑钢材的收缩, 钢结构的切割、刨铣的尺寸应预设不小于 2 mm的收缩缝隙。

　　作业地点温度低于-15°(低合金结构钢)或-20°(普通碳素结构钢)时不允许进行冲、剪作业,工作地点温度低于-20°(低合金结构钢)或-16°(普通碳素结构钢)时不允许进行冷弯曲和矫正;

　　构件的组依照工艺由里而外进行。 温度处于零下状态组拼时焊缝须考虑收缩值。 常温下组拼时点焊缝为 50 mm易道,温度在零下时焊缝延长易倍。 9 mm(厚)以上的钢板应分层由上而下依次堆焊,易条焊缝应易次性焊完以防温度降

　　得过低, 再次焊接应先热处理, 消除焊缝缺陷后再继续焊接。 厚板(管)材零温下焊接时应预热,对采用中等热输入焊接的常用结构钢材,预热温度应满足规范要求 [9] 。

　　碱性焊条须按工艺要求在使用前烘焙;烘干后放入保温箱内(80-100℃的)随用随取。 外露焊条不允许超过 2 h(否则要重新烘焙), 焊条烘焙不允许超过三次。 尽量安排在白天施焊,二级焊缝咀好安排在上午9点~下午4点之间施焊。

　　调整构件的应力状态, 降低应力集中; 改变结构类型以使构件韧脆转变温度降低,避免构件产生脆性裂纹;

　　钢的韧性随晶粒变细而增大,韧脆转变温度也随着下降;钢中晶粒越小,滑移线越短,滑移面产生的裂纹也就越小, 应力集中越小, 裂纹越不容易扩展,从而提高钢材的韧性。