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碳鋼的設(shè)計規(guī)則不能用于不銹鋼是因為碳鋼與不銹鋼之間有著根本的區(qū)別：

1．不銹鋼沒有屈服點，通常以ó0.2來表示該屈服應(yīng)力被認(rèn)為是當(dāng)量值。

2．應(yīng)力／應(yīng)變曲線形狀不同，不銹鋼的彈性極限大約是屈服應(yīng)力的50％，就標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的最小值而論，該屈服應(yīng)力值低于中碳鋼的屈服應(yīng)力值。

3．冷加工時不銹鋼產(chǎn)生加工硬化，例如，彎曲時具有各向異性，即：橫向和縱向性能不同。

可以利用由冷加工而增高的強(qiáng)度，不過如果與總面積相比彎曲面積較小而忽略不計這種增加時，強(qiáng)度增高可以在一定程度上提高安全系數(shù)。

 基本設(shè)計程序

不銹鋼的設(shè)計程序大體上是從現(xiàn)適用于結(jié)構(gòu)工程設(shè)計的各個方面的原則派生出來的。但是由于通常使用的不銹鋼是薄規(guī)格型鋼，所以，它的設(shè)計過程比碳鋼薄規(guī)格材料復(fù)雜得多。重要的是確定不銹鋼的最終用途，因為在許多應(yīng)用中不銹鋼不僅作為結(jié)構(gòu)件而且要起到美觀的作用。為了防止構(gòu)件受力部分出現(xiàn)局部彎曲和變形，關(guān)鍵的因素是材料的寬度和厚度之比的極限值。還有一點也很重要，值得一提，即：材料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了ó0.2的最值，對于建筑物所用的奧氏體不銹鋼，該值大約是240N／mm2，但是，材料的特征強(qiáng)度一般要比該值高出15％，設(shè)計人員應(yīng)將這一強(qiáng)度系數(shù)考慮在內(nèi)。

設(shè)計依據(jù)

1．不銹鋼和碳結(jié)鋼之比較 
首先，看一下普通碳結(jié)鋼與不銹鋼之間的主要區(qū)別。

2．應(yīng)力／應(yīng)變曲線圖 
碳鋼的應(yīng)力／應(yīng)變曲線的線性部分實際上是一條直達(dá)屈服點的直線，而不銹鋼的線性區(qū)大約是ó0.2的50％。 
當(dāng)應(yīng)力級在非彈性區(qū)時，用于結(jié)構(gòu)設(shè)計中的彎曲設(shè)計理論和虎克定律，即：應(yīng)力與應(yīng)變成比例，不真正適用于不銹鋼。

因此，在應(yīng)力級較低的情況下，對不銹鋼構(gòu)件結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計比較簡單，但是在應(yīng)力級較高的情況下，需要查閱變形和局部彎曲的標(biāo)準(zhǔn)。

 3．張力 
在現(xiàn)代結(jié)構(gòu)法規(guī)中，拉伸應(yīng)力加上載荷系數(shù)與毛斷面的材料的屈服應(yīng)力聯(lián)系在一起，抗拉極限強(qiáng)度與屈服應(yīng)力的比值用于校 驗凈截面。 
不銹鋼的抗拉極限強(qiáng)度與屈服應(yīng)力之比為2．4，而碳鋼中該范圍是1．6～2．1。 
拉伸構(gòu)件需要對其強(qiáng)度進(jìn)行兩項檢查： 
①毛斷面的屈服應(yīng)力 
②凈有效斷面的拉伸極限強(qiáng)度（最大 1．2）

4．壓力 
壓力取決于屈服應(yīng)力和模數(shù)，因為受壓桿件的破壞通常是由于撓曲引起的，而撓曲本身又與剛度有關(guān)。因此，用減小E值來增大所能承受的力是很有必要的。因為這表明在細(xì)長比一定的條件下，不銹鋼構(gòu)件的縱向彎曲力低于相同的碳鋼結(jié)構(gòu)件。 
細(xì)長比較低時，兩種材料一樣。 
細(xì)長比較高時，應(yīng)力低，強(qiáng)度類似，但細(xì)長比在80～120的中間值范圍內(nèi)，不銹鋼的縱向彎曲力較低。

5．彎曲 
在沒有縱向彎曲情況下，彎曲應(yīng)力一般與屈服應(yīng)力有關(guān)。各種規(guī)則即使是含有彈性設(shè)計的規(guī)則，都認(rèn)識到了形狀系數(shù)的重要性。形狀系數(shù)把梁的塑性力矩值增加到遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于開始屈服時能力的值。 
但是，不銹鋼應(yīng)變硬化在開始屈服后立即開始，因此，外纖維增加而內(nèi)纖維仍在彈性區(qū)內(nèi)變形。所以，由于應(yīng)變硬化，不銹鋼能夠具有較高的彎曲能力。 
不過在EUROCODE3第1．4節(jié)中沒有提供塑性分析的內(nèi)容。

6．剪力和壓力 
它們與剛度無關(guān)，而是直接關(guān)系到屈服應(yīng)力和極限應(yīng)力。應(yīng)變硬化可以提高安全裕度。

7.縱橫向性能 
在英國的研究中，材料檢驗的結(jié)果普遍表明縱橫性能差不超過7．5％。 
美國的結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計 
新版ANSI／ASCE標(biāo)準(zhǔn)利用許用載荷和力距替代了許用應(yīng)力。 
因此，安全載荷的計算方法是在為所使用的構(gòu)件和連接件計算得出的最大強(qiáng)度、縱向彎曲力或屈服力加上一個安全系數(shù)。大多數(shù)條款中還使用了無因次方程，從而可以方便地使用任何單位進(jìn)行設(shè)計，同時還簡化了載荷和抗力設(shè)計格式的轉(zhuǎn)換。

有關(guān)結(jié)構(gòu)不銹鋼的設(shè)計

1．"冷成型結(jié)構(gòu)件技術(shù)規(guī)格"，參見ANSI／ASCE8-90，可以向ASCE索取。

2. EUROINOX（歐洲不銹鋼）協(xié)會的"結(jié)構(gòu)不銹鋼設(shè)計手冊"。

不銹鋼的耐高溫性 
不銹鋼作為結(jié)構(gòu)件，例如，磚墻的支撐角鋼，很可能會遇到出現(xiàn)火情時的高溫。 
不銹鋼的性能優(yōu)于碳鋼性能，NiDI在電纜橋架上進(jìn)行的試驗已經(jīng)充分說明這一點，并在錄像片"最有效的解決方法"中作了介紹。

 1.直接受熱 
對電纜橋架進(jìn)行直接受熱試驗是最能說明問題的。電纜橋架的承載能力相同。為了模擬典型的工作環(huán)境，試驗時的加載量是它們可能承載的50％。 
3米長的橋架由18個煤氣燒嘴加熱，產(chǎn)生的溫度高達(dá)1000℃ 以上。 
鋁質(zhì)橋架在26秒內(nèi)完全毀壞。 
玻璃鋼橋架沒等燒嘴全部點燃就毀壞了。 
碳鋼橋架經(jīng)歷了5分鐘的試驗，達(dá)到了煉油廠的要求，達(dá)到的最高溫度是811℃
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