《土建工程》建筑鋼材：耐疲勞性

鋼材在交變荷載（方向、大小循環(huán)變化的力）的反復作用下，往往在應力遠小于其抗拉強度時(shí)就發(fā)生破壞，這種現象稱(chēng)為鋼材的疲勞破壞。實(shí)驗證明，鋼材承受的交變應力σ越大，則鋼材至斷裂時(shí)經(jīng)受的交變應力循環(huán)次數N越少，反之越多。當交變應力降低至一定值時(shí)，鋼材可經(jīng)受交變應力循環(huán)達無(wú)限次而不發(fā)生疲勞破壞。通常取交變應力循環(huán)次數取某一固定值（例如N＝107）時(shí)試件不發(fā)生破壞的最大應力值σN作為其疲勞極限。在進(jìn)行疲勞試驗時(shí)，采用的最小與最大應力之比ρ叫做疲勞特征值。對于預應力鋼筋通常取0.7～0.85，對于非預應力鋼筋，通常取0.1～0.8.

鋼材的疲勞破壞一般是由拉應力引起的，首先在局部開(kāi)始形成細小裂紋，隨后由于微裂紋尖端的應力集中而使其逐漸擴大，直至突然發(fā)生瞬時(shí)疲勞斷裂。從斷口可以明顯地區分出疲勞裂紋擴展區和瞬時(shí)斷裂區。

一般來(lái)說(shuō)，鋼材的抗拉強度高，其疲勞極限也較高。鋼材的內部組織結構，成分偏析及其他缺陷是決定其疲勞性能的主要因素。同時(shí)，由于疲勞裂紋是在應力集中處形成和發(fā)展的，故鋼材的截面變化、表面質(zhì)量及內應力大小等可能造成應力集中的因素都與其疲勞極限有關(guān)。例如鋼筋焊接接頭的卷邊和表面微小的腐蝕缺陷，都可使疲勞極限顯著(zhù)降低。當疲勞條件與腐蝕環(huán)境同時(shí)出現時(shí)，可促使局部應力集中的出現，大大增加了疲勞破壞的危險性。