鋼構造物の材料要件

鋼構造物は使用中にさまざまな作用（荷重、基礎の不等沈下、温度など）を受けるため、鋼材には良好な機械的特性（強度、塑性、靭性）や加工特性（冷間および熱間加工）が要求されます。溶接性能など）を確保し、構造物の安全性と信頼性を確保します。鋼の種類は数多くありますが、炭素鋼のQ235、低合金鋼のl6Mn、高力ボルト用の20マンガンバナジウム鋼（20MnV）など、鋼構造物の要件を満たすものはわずかです。
パフォーマンス指標:
1. 強さ
鋼の強度指標は弾性限界σe、降伏限界σy、引張限界σuから構成されます。設計は鋼の降伏強度に基づいています。高い降伏強度により、構造物の自重が軽減され、鋼材が節約され、建設コストが削減されます。引張強さ σu は、鋼が損傷する前に耐えることができる最大応力です。このとき、構造物は大きな塑性変形により実用性を失いますが、大きな変形にもかかわらず構造物が倒壊することはなく、稀少地震に耐える構造物の要件を満たしています。 'σu/σyの値は鋼の強度余力のパラメータとみなすことができます。
2. 可塑性
鋼の塑性とは、一般的に応力が降伏点を超えても破壊することなく大きな塑性変形を起こす性質を指します。鋼の塑性変形能力を測定する主な指標は伸びδと断面収縮ψです。
3. 冷間曲げ性能
鋼の冷間曲げ性能は、室温で曲げて塑性変形を生じさせたときの鋼の亀裂に対する耐性の尺度です。鋼の冷間曲げ性能は、冷間曲げ試験を使用して、指定された曲げ角度での鋼の曲げ変形性能をテストします。
4. 衝撃靱性
鋼の衝撃靱性とは、衝撃荷重下での破壊プロセス中の機械的運動エネルギーを吸収する鋼の能力を指します。これは、低温や応力集中により脆性破壊を引き起こす可能性のある衝撃荷重に対する鋼の耐性を測定する機械的特性です。一般に、鋼の衝撃靱性指数は、標準試験片の衝撃試験によって得られます。
5. 溶接性能
鋼の溶接性能とは、特定の溶接プロセス条件下で良好な性能の溶接継手を得る能力を指します。溶接性能は溶接時の溶接性能と性能面での溶接性能に分けられます。溶接時の溶接性能とは、溶接時に熱亀裂や冷却収縮亀裂が発生しない溶接部および溶接部付近の金属の感度を指します。良好な溶接性能とは、特定の溶接プロセス条件下で、溶接金属およびその近傍の母材に亀裂が発生しないことを意味します。使用性能に関する溶接性能は、溶接部の衝撃靱性と熱影響部の延性を指し、溶接部と熱影響部の鋼の機械的特性が機械的特性より低くてはなりません。親マテリアル。私の国は溶接プロセスの溶接性能試験方法を採用しており、使用性と使用特性の溶接性能試験方法も採用しています。
6. 耐久性
鋼の耐久性に影響を与える要因は数多くあります。まず、鋼の耐食性は低いため、鋼の腐食や錆を防ぐための保護措置を講じる必要があります。保護対策には、鋼塗装の定期的なメンテナンス、亜鉛メッキ鋼の使用、酸、アルカリ、塩などの強い腐食性媒体の条件下での特別な保護対策が含まれます。例えば、洋上プラットフォーム構造にはジャケットの腐食を防ぐ「陽極保護」対策を採用しています。亜鉛インゴットはジャケットに固定されており、海水電解液が最初に自動的に亜鉛インゴットを腐食し、それによって鋼ジャケットを保護する機能を達成します。第二に、高温および長期負荷下での鋼の破壊強度は短期強度よりもはるかに低いため、長期高温下での鋼の耐久強度を測定する必要があります。鋼は時間の経過とともに自動的に硬くなり、脆くなります。これが「老化」現象です。低温負荷下での鋼の衝撃靱性をテストする必要があります。