鋼構造物の材料要件

鋼構造物は使用中にさまざまな力（荷重、基礎の不等沈下、温度変化など）を受けます。したがって、使用される鋼材は、構造物の安全性と信頼性を確保するために、優れた機械的特性（強度、塑性、靭性）と加工特性（冷間および熱間加工および溶接特性）を備えている必要があります。多くの種類の鋼が存在しますが、炭素鋼の Q235、低合金鋼の 16Mn、高強度ボルトに使用される 20MnV（20 マンガン バナジウム鋼）など、鋼構造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
鋼の強度指標には弾性限界σe、降伏限界σy、引張限界σuがあります。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、コストが削減されます。-引張強さ σu は、鋼が破損する前に耐えることができる最大応力です。この時点で、構造物は大きな塑性変形により実用性を失いますが、構造物は倒壊することなく大きく変形し、稀な地震に対する耐性の要件を満たします。 σu/σy の値は、鋼の強度余力のパラメーターと考えることができます。

 

2. 可塑性
鋼の可塑性とは、一般に、応力が降伏点を超えた後でも破壊することなく大幅な塑性変形を受ける能力を指します。鋼の塑性変形能力を測定する主な指標は、伸びδと断面減少率ψです。

 

3. 冷間曲げ性能
鋼の冷間曲げ性能は、室温での曲げによる塑性変形時の亀裂に対する耐性を測定します。鋼の冷間曲げ性能は、冷間曲げ試験によって試験され、指定された曲げ角度での曲げ変形性能が測定されます。

 

4. 衝撃靱性
鋼の衝撃靱性とは、衝撃荷重下での破壊時の機械的運動エネルギーを吸収する能力を指します。これは、衝撃荷重および低温および応力集中による潜在的な脆性破壊に対する鋼の耐性を測定する機械的特性です。鋼の衝撃靱性指数は、通常、標準試験片の衝撃試験によって得られます。

 

5. 溶接性
鋼の溶接性とは、特定の溶接プロセス条件下で高品質の溶接継手を製造できる能力を指します。{0}溶接性は、溶接工程での溶接性と使用上の溶接性の2つに分けられます。溶接プロセス中の溶接性とは、溶接中の高温亀裂や冷却中の冷却収縮亀裂を発生させない溶接部および溶接部付近の金属の感受性を指します。良好な溶接性とは、特定の溶接プロセス条件下で、溶接金属や隣接する母材に亀裂が発生しないことを意味します。性能における溶接性とは、溶接部の衝撃靭性と熱影響部の延性を指します。-、溶接部および熱影響部の鋼の機械的特性が母材の機械的特性より低くないことが必要です。-私の国では、溶接プロセスの溶接性試験方法とパフォーマンスベースの溶接性試験方法の両方を使用しています。{8}}

 

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、鋼は耐食性が低いため、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、鋼の定期的な塗装とメンテナンス、亜鉛メッキ鋼の使用、酸、アルカリ、塩などの強力な腐食性媒体の存在下での特別な保護手段の採用が含まれます。たとえば、海洋プラットフォーム構造では、ジャケットに亜鉛インゴットを固定することでジャケット構造の腐食を防ぐ「陽極保護」対策を採用しています。海水電解質は最初に亜鉛インゴットを自動的に腐食し、スチールジャケット構造を保護します。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大幅に低いため、-、長期にわたる高温条件下での鋼の長期強度を決定する必要があります。{{7}{8}}鋼は時間の経過とともに自動的に硬化し、脆くなります。これは「老化」として知られる現象です。低温負荷下での鋼の衝撃靱性もテストする必要があります。-