第8章钢结构的脆性断裂和疲劳 - 卢总讲话
《钢结构疲劳》课件
结构细节和连接方式对钢结构疲劳性能具有重要影响，合理的细节设计和连接方式可以有效提高结构的疲劳寿命 。
详细描述
钢结构的细节设计和连接方式决定了结构内部的应力分布和传递。不合理的细节设计和连接方式可能导致局部应 力集中，加速裂纹萌生和扩展。因此，在设计和制造钢结构时，应注重细节处理和连接方式的优化，以提高结构 的疲劳性能。
超声检测
利用超声波在材料中的传播特性 ，检测内部缺陷和裂纹。
涡流检测
利用涡流对材料进行检测，通过 分析涡流的变化来检测裂纹。
损伤识别与评估
损伤识别
通过各种无损检测手段，如声发射、 红外成像等，对钢结构进行全面检测 ，以确定损伤的位置和程度。
损伤评估
根据损伤的严重程度，对钢结构的剩 余寿命和安全性进行评估，为维修和 加固提供依据。
采用无损检测技术，如超声波、磁 粉等方法，对钢结构进行监测和评 估，了解结构疲劳状况。
维修与更换
对于发现的疲劳裂纹和损伤，及时 进行修复或更换，防止裂纹扩大。
增强结构整体性
增加支撑和连接
加强节点连接
通过增加支撑和连接件，提高钢结构 的整体稳定性，减少结构变形和应力 集中。
对节点连接进行加强，提高节点刚度 和承载能力，减少应力集中和变形。
优化结构设计
对钢结构进行详细的结构分析和优化 设计，合理布置支撑和连接件，提高 结构整体性。
局部加固与修复
1 2
焊接加固
对于疲劳裂纹和损伤，可以采用焊接方法进行加 固和修复。焊接前应进行焊接工艺评定和焊接质 量检测。
粘贴钢板加固
在钢结构表面粘贴钢板，提高结构的承载能力和 刚度，适用于大型结构件和厚板的加固。
《钢结构疲劳》ppt课件
关于钢结构脆性破坏的认识与分析
关于钢结构脆性破坏的认识与分析摘要：随着我国房地产建筑业的发展，传统的钢筋混凝土结构不再占据垄断地位，各种新型建筑结构体系蓬勃发展，其中以钢结构尤为引人关注。
钢结构是将各式型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件通过焊缝、螺栓或铆钉连接组合而成的结构形式。
一方面，因其具有强度高，塑性、韧性好、质量轻、材质均匀、施工期短、抗震性和密闭性好、建筑表现力丰富等优点，在厂房、场馆、超高层以及大跨度结构中应用广泛。
钢结构学科发展也因此得到有力推动，成为结构工程中最具有活力的研究方向。
另一方面，钢结构自身无法避免的缺点和局限性也不容忽视，如耐腐蚀性差、易锈蚀、不耐火、造价高等，尤其是钢结构具有低温冷脆倾向，在低温腐蚀环境、内部裂纹、外部缺陷等其他条件下，极可能发生毫无征兆的脆性破坏，引发重大安全事故，造成严重后果。
关键词：钢结构；脆性破坏1 钢结构脆性破坏的特征和类型钢结构有塑性和脆性两种完全不同的破坏形式。
其中，脆性破坏（断裂）是结构或构件在破坏前几乎不发生塑性变形，宏观表现为断裂时伸长量极其微小，破坏应力低于极限承载力的一种破坏形式。
钢结构发生脆性破坏时，钢材晶格之间的剪切滑移受到限制，使塑性变形无法发生。
钢材晶格被拉断后，其断裂面粗糙，呈金属原色，断口平直有光泽，有少量剪切断裂形成的唇口，微观下能看到明显的人字纹或放射线纹。
一般情况下，处于脆性状态中的材料，其裂纹起纹时，只需从拉应力场中释放出的弹性能驱动就能迅速扩展，而不需要外力再做功。
可见，结构内部存在不同类型和不同形式的裂纹，在荷载和恶劣环境的外因作用下，裂纹扩展到临界尺寸，且裂纹处存在尖锐的应力集中，是为脆性破坏的根本原因。
因此，脆断应力可能低于钢材的屈服点，且断裂从应力集中处开始。
此外，发生脆性破坏的钢材构件，一般都厚度过大或含有大量非金属杂质，存在孔洞、缺口和截面突变等缺陷，设计、施工和冶金技术可能存在隐患，且大部分断裂事故都发生在低温恶劣环境下的焊接结构中。
钢结构考试题与参考答案
钢结构考试题与参考答案一、单选题（共46题，每题1分，共46分）1.超声波入射到异质界面时，可能发生 ( )A、反射B、折射C、波形转换D、以上都是正确答案：D2.探头频率与晶片厚度有关，晶片越薄 ( )A、频率越低B、频率越高C、频率显著差别D、以上都不对正确答案：B3.碳素结构钢夏比冲击吸收功值，按一组 3 个试样值的算术平均值计算，允许 1 个试样的单个值低于规定值，但不得低于规定值的( )。
A、80%B、75%C、85%D、70%正确答案：D4.钢板栓接面抗滑移系数测定试验中，大六角螺栓预拉力应控制在相关标准规范规定的设计预拉力值 P 的（）之间。
A、0.9~1.1B、0.95~1.05C、0.85~1.15D、0.8~1.2正确答案：B5.制造厂和安装单位应分别以钢结构制造批为单位进行抗滑移系数试验时，每批应测试 ( ) 组试件。
A、3B、10C、8D、56.厚度为 2mm ，宽度 b0 为 20mm 的钢板，该构件非比例试样原始标距为( )。
A、80mmB、50mmC、70mmD、60mm正确答案：A7.从事钢结构无损检测的人员，每年应检查一次视力，无论是否经过矫正，在不小于( )距离处，一只眼睛或两只眼睛的近视力应能读出Times New Roman（）。
()A、300mm,5.0B、300mm,4.5C、400mm,4.5D、400mm,5.0正确答案：B8.依据国家验收标准规定，钢网架结构挠度检测时，当网架的跨度小于24m ，测点应为 ( )。
A、四等分点B、变形极大值点C、跨中一点D、三等分点正确答案：C9.声压反射率是指 ( ) 与入射声压之比。
A、反射声压B、折射声压C、透射声压D、反射声强正确答案：A10.如果超声波频率增加而晶片直径不变，则声束扩散角将 ( )A、减小B、保持不变C、增大D、随声速均匀变化11.GB/T 228.1《金属材料拉伸试验第 1 部分：室温试验方法》测定最大力总延伸率的验证试验，应使用不低于 ( ) 准确度的引伸计。
国开大学土木工程钢结构单元小测答案
国开大学土木工程钢结构单元小测答案第一章绪论1.1钢结构的发展概况1．世界第一座铸铁拱桥是（）正确答案是：雪纹桥2．在公元前60年前后，我国就修建了（）正确答案是：铁链桥1．最早的钢结构由铁结构发展而来。
（）正确答案是“对”。
2．钢结构的广泛应用源自于钢材的优异性能、制作安装的高度工业化、结构形式的丰富多样以及对复杂结构的良好适应等特点。
（）正确答案是“对”。
1.2钢结构的特点与应用范围1．下面关于钢结构特点说法有误的一项是（）正确答案是：耐热性差、耐火性好2．相比较来讲，最适合强震区的结构类型是（）正确答案是：钢结构3．相比较来讲，钢结构最大的弱点是（）正确答案是：易于锈蚀4．相比较来讲，当承受大荷载、动荷载或移动荷载时，宜选用的结构类型是（）正确答案是：钢结构5．下列均为大跨度结构体系的一组是（）正确答案是：网壳、悬索、索膜6．通常情况下，输电线塔和发射桅杆的结构形式属于（）正确答案是：高耸结构1．钢材在冶炼和轧制过程中质量随可得到严格控制，但材质波动范围非常大。
（）正确答案是“错”。
2．钢材质地均匀、各向同性，弹性模量大，具有良好的塑性和韧性，可近似看作理想弹塑性体。
（）正确答案是“对”。
3．结构钢具有良好的冷、热加工性能，不适合在专业化工厂进行生产和机械加工。
（）正确答案是“错”。
4．钢结构在其使用周期内易因温度等作用出现裂缝，耐久性较差。
（）正确答案是“错”。
5．钢材是一种高强度高效能的材料，可以100%回收再利用，而且没有资源损失，具有很高的再循环价值。
（）正确答案是“对”。
6．钢材轻质高强的特性使钢结构在跨度、高度大时体现出良好的综合效益。
（）正确答案是“对”。
1.3钢结构设计方法1．结构在规定的时间内，规定的条件下，完成预定功能的能力，称为结构的（）正确答案是：可靠性2．结构可靠性主要包括（）正确答案是：安全性、适用性和耐久性3．下列均为承载能力极限状态范畴的一组是（）正确答案是：构件或连接的强度破坏、疲劳破坏、脆性断裂1．钢结构设计的目的是保证结构和结构构件在充分满足功能要求的基础上安全可靠地工作。
钢结构脆性断裂与疲劳破坏浅析
钢结构脆性断裂与疲劳破坏浅析一、脆性断裂钢材或钢结构的脆性断裂是指应力低于钢材抗拉强度或屈服强度情况下发生突然断裂的破坏。
钢结构尤其是焊接结构，由于钢材、加工制造、焊接等质量和构造上的原因，往往存在类似于裂纹性的缺陷。
脆性断裂大多是因这些缺陷发展以致裂纹失稳扩展而发生的，当裂纹缓慢扩展到一定程度后，断裂即以极高速度扩展,脆断前无任何预兆而突然发生破坏。
钢结构脆性断裂破坏事故往往是多种不利因素综合影响的结果，主要是以下几方面：(1)钢材质量差、厚度大：钢材的碳、硫、磷、氧、氮等元素含量过高，晶粒较粗，夹杂物等冶金缺陷严重，韧性差等；较厚的钢材辊轧次数较少，材质差、韧性低，可能存在较多的冶金缺陷。
(2)结构或构件构造不合理：孔洞、缺口或截面改变急剧或布置不当等使应力集中严重。
(3)制造安装质量差：焊接、安装工艺不合理,焊缝交错，焊接缺陷大，残余应力严重；冷加工引起的应变硬化和随后出现的应变时效使钢材变脆。
(4)结构受有较大动力荷载或反复荷载作用：但荷载在结构上作用速度很快时（如吊车行进时由于轨缝处高差而造成对吊车梁的冲击作用和地震作用等），材料的应力-应变特性就要发生很大的改变。
随着加荷速度增大，屈服点将提高而韧性降低。
特别是和缺陷、应力集中、低温等因素同时作用时，材料的脆性将显著增加。
(5)在较低环境温度下工作：当温度从常温开始下降肘,材料的缺口韧性将随之降低,材料逐渐变脆。
这种性质称为低温冷脆。
不同的钢种，向脆性转化的温度并不相同。
同一种材料,也会由于缺口形状的尖锐程度不同，而在不同温度下发生脆性断裂。
所以，这里所说的"低温"并没有困定的界限。
为了确定缺口韧性随温度变化的关系，目前都采用冲击韧性试验。
显而易见,随着温度的降低，Cv能量值迅下降，材料将由塑性破坏转变为脆性破坏。
同时可见，钢材由塑性破坏到脆性破坏的转变是在一个温度区间内完成的，此温度区T1－T2称为转变温度区。
在转变温度区内，曲线的转折点〈最陡点〉所对应的温度T0称为转变温度。
钢结构基本原理第9章 钢结构的脆性断裂与疲劳破坏 (2)
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第二节钢结构的疲劳破坏 一、疲劳破坏的概念
钢材在持续反复荷载作用下，虽然其应力低于 强度极限，甚至还低于屈服极限，仍会发生突然的 脆性断裂破坏，称为钢材的疲劳。金属结构的疲劳 按其断裂前的应力大小和应力循环次数可分为高周 疲劳和低周疲劳两种，钢结构只考虑高周疲劳计算。
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一、疲劳破坏的概念
钢材的疲劳破坏过程: 裂纹的形成→裂纹的缓慢 扩展→裂纹的迅速断裂。 疲劳破坏属于没有明显变 形的脆性破坏，危险性较 大。疲劳破坏的断口如图 9-6所示。
图9-6 断口示意 1-光滑区 2-粗糙区
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二、影响疲劳破坏的因素 钢结构的疲劳破坏先决条件是微观裂纹的形成 和裂纹部位的应力集中，然后取决于作用的连续重 复荷载产生的应力因素——应力比或应力幅，以及 应力循环次数等。
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(一)微观裂纹和应力集中 钢材生产和制造等过程中，在结构的某些部 位存在着局部微小缺陷， 即“类裂纹”。随着裂 纹的逐渐开展，应力集中现象越来越严重，进而 促使裂纹更继续开展。当重复荷载达到一定循环 次数时，裂纹的发展将使截面削弱更多，导致承 受不了外力作用，最终发生脆性断裂，形成疲劳 破坏。
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(三)材料韧性 影响材料韧性的因素除了化学成分、冶炼方 法、浇铸方式、轧钢工艺、焊接工艺等之外，钢 板厚度、应力状态、工作温度和加荷速率等有明 显的影响。 （1）钢板厚度 图9-2示出材料断裂 韧性随厚度变化的情况， 钢板厚度越大，韧性越 低，破坏的断面越平整， 表明是脆性破坏。 图9-2断裂韧性随 厚度变化
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(一) 裂纹 当裂纹扩展到临界尺寸，脆性断裂就会发生 。当一块板处于平面应变条件下（图9-1），如果 应力强度因子 K1 a K IC (9-1) 则裂纹将迅速扩展而造成断裂。
钢结构的脆性断裂和疲劳
一、概念 1、循环荷载——结构或构件承受的随时间变化的荷载。
PP 1 A 1
A 1-1
（1）应力循环 --构件截面应力随时间的变化。
（2）应力幅 在循环荷载作用下，应力从最大到最小重复一次
(拉） max 0
max(1 k ) o
f
D
y
1 C(o,o) 1
式中：
B( 1, 1)
A
（
min
压
）
（
min
拉
）
非焊接结构的疲劳图
k o 1 , 1
(2 13) min
max
K---与构造形式有关的系数,由试验确定.
由上述推导可知，对于非焊接结构和轧制钢材， 疲劳强度与最大应力、应力比、循环次数和缺口效应 （构造类型的应力集中情况）有关。
应力幅对焊接结构的疲劳强度有很大影响，而与 名义最大应力σmax和应力比ρ无关。
（3）应力循环次数N（疲劳寿命）
应力幅越低，则作用循环次数
fy
就越多，即疲劳寿命越高。
1
2
b
N1 N2
0 1 2 3 4 5 6 NX105
应力循环次数N<5×104，不需要进行疲劳计算。
（一）常幅疲劳的疲劳强度计算
由试验结果，以及上述分析可知钢材的疲劳强度 主要与构件和连接分类（内部缺陷、应力集中、残余 应力）、应力循环次数和应力幅有关。
（1）构件和连接的分类
材料内部缺陷 缺陷构造缺陷 应力集中
残余应力（焊接，火焰切割，轧制边）
（2）应力幅（Δσ）和应力循环特征（应力比ρ）
钢结构的脆性断裂事故共38页文档
41、俯仰终宇宙，不乐复何如。 42、夏日长抱饥，寒夜无被眠。 43、不戚戚于贫贱，不汲汲于富贵。 44、欲言无予和，挥杯劝孤影。 45、盛年不重来，一日难再晨。及时 当勉励 ，岁月 不待人 。
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自
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8.2钢结构抗疲劳设计第八章钢结构的脆性断裂和疲劳8.1 钢结构脆性断裂及其防止8.1.1 脆性断裂破坏从宏观上讲，最近破坏的主要特征表现为断裂时伸长量极其微小，(例如生铁在单向拉伸断裂时为0.5%～0.6%)。
如果结构的最终破坏是由于其构件的脆性断裂导致的，那么我们称结构发生了脆性破坏。
对于脆性破坏的结构。
几乎观察不到构件的塑性发展过程，往往没有破坏的预兆，因而破坏的后果经常是灾难性的。
工程设计的任何领域，无一例外地度都要求避免结构的脆性破坏(如在钢筋混凝土结构中避免设计超筋梁)，其道理就在于此。
脆性断裂破坏大致可分为如下几类：①过载断裂：由于过载，强度不足而导致的断裂。
这种断裂破坏发生的速度通常极高(可高达2100m/s),后果极其严重。
在钢结构中，过载断裂只出现在高强钢丝束、钢绞线和钢丝绳等脆性材料做成的构件。
②非过载断裂：塑性很好的钢结构件在缺陷、低温等因素影响下突然呈现脆性断裂。
③应力腐蚀断裂：在腐蚀性环境中承受静力和准静力荷载作用的结构，在远低于屈服极限的应力状态下发生的断裂破坏成为应力腐蚀断裂。
它是腐蚀和非过载断裂的综合结果。
一般认为,强度越高则对应力腐蚀断裂越敏感。
对于常见碳钢和低合金钢而言,屈服强度大于700Mpa时,才表现出对应力腐蚀断裂比较敏感。
据一项1974年的调查报告称,我国铁路桥梁的高强度螺栓在十几年间约有五千分之一发生了应力腐蚀断裂。
此后采用20MnTiB钢和35VB代替40B钢,情况大有改善。
④疲劳断裂与腐蚀疲劳断裂：在交变荷载作用下，裂纹的失稳扩展导致的断裂破坏称为疲劳断裂。
疲劳断裂有高周和低周之分。
循环周数在10的5次方以上者称为高周疲劳,属于钢结构中常见的情况。
低周疲劳断裂前的周数只有几百或几十次,每次都有较大的非弹性应变。
典型的低周破坏产生于强烈地震作用下。
环境介质导致或加速疲劳裂纹的萌生和扩展称为腐蚀疲劳。
⑤氢脆断裂：氢可以在冶炼和焊接过程中侵入金属造成材料韧性降低而可能导致的断裂。
焊条在使用前需要烘干，就是为了防止氢脆断裂。
历史上，钢结构的非过载脆性破坏屡有发生。
破坏时应力并未达到材料的抗拉强度,甚至还低于屈服点。
尤其是在焊接结构大量取代铆接结构的过程中，脆断发生频率一度增高,其中不乏后果严重者。
究其原因，有如下一些：⑴焊缝缺陷的存在，使裂纹萌生的概率增大。
⑵焊接结构中的数值可观的残余应力，作为初应力场，与荷载应力场的叠加导致驱动开裂的不利应力组合。
⑶焊缝连接通常使结构的刚度增大，结构的变形，包括塑性变形的发展受到更大的限制。
尤其是三条焊缝在空间相互垂直时。
⑷焊缝连接使结构形成连续整体，没有止裂的构造措施,则可能一裂到底。
⑸对选材在防止脆性破坏中的重要性认识不足。
除此之外，对于大型复杂结构、工作条件恶劣(如海洋工程)的结构的认识不足等都是造成脆性破坏发生的因素。
结构的脆性破坏经常在气温较低的情况下发生。
处在低温的结构要选择高韧性的材料来避免脆性破坏发生。
但是，如果处理不当，既便选用了高韧性材质，结构也可能发生脆性破坏。
新的钢结构设计规范GB50017为此增加了一节“提高寒区结构抗脆断能力的要求”,对有关构造与施工问题做出了规定。
8.1.2 脆性断裂的防止按照断裂力学理论,在弹性范围内，构件布置出现非过载脆性断裂的条件是（8-1）式中KI--纹尖端的应力强度因子；α --裂纹尺度；σ --裂纹尖端的应力：KIC--表征断裂性能的材料常数，称断裂韧性，K IC 的测试方法见国家标准《金属材料平面应变断裂韧性试验方法》(GB/T4146-1984)。
为了防止脆性断裂,需要从三个方面入手：①正确选用钢材、使之具有足够的韧性。
②尽量减小初始裂纹的尺寸,避免在构造处理中形成类似于裂纹的间隙。
③注意在构造处理上缓和应力集中，以减小应力值。
除此之外，结构形式也对防止脆性断裂有一定影响。
1.钢材选择目前工程中常用冲击韧性作为材料韧性指标，因其试样截面一律用10mm*10mm,并不能完全反映厚板的真实韧性，但其试验简单易行,在工程建有较多的应用试验。
另外,提高冲击韧性的有效措施对提高断裂韧性也同样行之有效。
国家标准《碳素结构钢》(GB700-88)和《低合金钢高强度结构钢》(GB/T1591-94)分别保证纵向取样的夏比V形缺口冲击功不低于27J和34J。
钢材的A,B,C,D分级就是依冲击韧性的要求设置的。
一般的,公路钢桥和吊车梁在翼缘板厚度不超过40mm 时,可以按所处最低温度加40℃级别要求,厚度超过40mm则适当降低冲击试样温度。
钢材标准都未对厚板的韧性提供更高的保证。
有鉴于此,设计重要的低温地区露天结构是,尽量避免用厚度大的钢板。
GB50017规范规定,”在工作温度等于或低于-30℃的地区焊接构件易采用较薄的组成板件”,低温地区必须用厚板时,应提高对冲击韧性的要求或进行全厚度韧性试验,如带缺口的静力拉伸试验和落锤试验,以考察其实际韧性。
2.初始裂纹对于焊接结构来说,减小初始裂纹尺寸主要是保证焊缝质量,限制和避免缺陷。
焊缝表面不得有裂纹。
焊缝的咬边(图8-1),实际上相当于表面裂纹。
《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205)规定质量等级为一级的焊缝不允许有咬边,二级和三级焊缝则咬边深度不超过0.05t(及0.5mm)和0.1t(及1mm)。
角焊缝的焊瘤(图8-1b)也起类似于裂纹的作用。
GB50205规定，不论焊缝质量等级为哪一级，都不允许焊瘤存在。
除了表面缺陷外，内部也可能有气孔和未焊透的缺陷，亦可萌生裂纹。
内部缺陷由超声波探伤法检测，按国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级法》评定。
质量等级一级和二级的焊缝，检验等级应为B级，评定等级则应分别为Ⅱ和Ⅲ级。
质地优良的焊缝只有通过严格的质量管理和验收制度才能实现。
某糖厂存放废液的焊接罐体结构,在验收合格后不久突然脆性断裂,经事后详细检查,发现焊缝质量存在严重问题。
由于工地施焊条件不如工厂，安装焊缝出现缺陷的机会比工厂焊缝多，GB50017规范规定,在工作温度等于或低于-20℃的地区,安装易采用螺栓连接。
3.应力式(8-1)的应力是构件中的真实应力。
它不仅和荷载的大小有关,也和有无应力集中以及约束造成的残余应力的影响有关。
减缓应力集中问题将在下节结合疲劳问题讨论。
因收缩受到约束而产生高额残余应力的情况在抗脆断设计中必须避免。
4.结构形式与构造细节在设计工作的结构选型和结构布置阶段,就应该注意防止断裂问题。
由于赘余构件的断裂一般不会导致整体结构的失效,因此超静定结构对与减少断裂的不良后果一般是有利的。
当然,要同时考虑由于地基不均匀沉降、超静定结构可能会导致严重不利的内力重分布等问题。
静定结构采用多路径传递荷载亦有异曲同工的作用。
用一根独立的简支受弯构件作为跨越结构是单路径结构;而以横向构件相连的数根并联构件作为跨越结构就是多路径的结构。
对于多路径结构,并联构件中的任一个发生断裂，一般都不会立即引起整体结构的坍塌。
实际上，单路径和多路径是相对的。
就整个结构而言，有单路径和多路径结构之分；就单个构件而言。
同样有单路径构件和多路径构件之分。
甚至就构件的各部分元件而言，亦有单路径元件和多路径元件之分。
显然，就防止断裂而言，多路径组织要优于单路径组织。
一个由单个角钢构成的拉杆是单路径构件，而由两个以上角钢和钢板构成的组合截面拉杆则是多路径构件。
如图8-2所示，焊接受弯构件受拉翼缘可以作成单层的(图8-2)，也可以作成多层的(图8-2a)。
前者的受拉翼缘是单路径元件，而后者属于多路径元件。
当弯矩很大，需要选取较厚的翼缘时，从抗断裂的角度看，后者要比前者有利。
这不仅是因为单层厚板翼缘脆断的可能性比多层薄板翼缘大得多，还在于前者一旦开裂，即一裂到断，后者在一层板开裂后，不会波及其他板层。
顺便指出，在图(8-2b)中翼缘和腹板采用不焊透的焊缝连接，有利于阻止裂缝的发展。
但是，设置这种构造间隙并不是无条件的，因为构造间隙并不总是起有利于构件抵抗断裂的作用。
只有在上述这种梁翼缘和腹板之间无垂直于间隙的拉力时才允许。
否则，构造间隙的类裂纹作用十分有害。
在它近旁的高度应力集中，高额的焊接残余应力，以及因热塑变形而时效硬化导致的基体金属的脆性提高，经常扮演诱发裂纹的角色。
图8-3中是一些典型例子。
其中图8-3(a)是在一渔船甲板上因阻止木地板滑动而焊有窄钢板条的情形，窄钢板条相互之间的对接处没有焊接，而只是将窄钢板条焊于甲板，对接间隙因而相当于一条预裂纹，在低温-16℃时，甲板子于隙处开裂，并向两旁扩展。
图8-3(b)是一用拼接角钢连接的输电塔的受拉主杆，在低温-50℃时，断裂发生于间隙处(低温收缩引起的导线张力增大是断裂的外因)。
图8-3(c)是一具有支撑环的储液罐，支撑环的拼接焊以及罐与支撑环的连接焊缝均未焊透，在低温-20℃，裂纹从拼接焊缝处扩展到罐体。
低温地区的结构必须避免这种留有间隙的构造设计。
在板的拼接中，不宜留狭长的拼接间隙，而要采用两面剖口的对接焊缝并予以焊透，或者采用图8-4所示的构造方案。
其中图8-4(a)是将拼接间隙拉开，固8-4(b)是将焊缝终止于离拼接间隙30mm处。
总之，一般情况下，低温地区既不应在构造上留有类似裂纹的间隙，也不应在板件对接和T型连接中采用不焊透的焊缝。
多路径结构使局部破坏不至于殃及整体结构的坍塌。
在航海和航空结构中应用较广的止裂元件亦是为了将裂缝的扩展限制于局部，以免一裂到底，祸及整体。
用高韧性材料做成的板内止裂元件和板外止裂元件，其构造如图8-5所示。
图中止裂元件与主材的对接焊缝要求采用双面剖口型。
另外，在梁、柱等构件的端部经常要处理图8-6所示的角形连接，端竖板如果存在分层缺陷，构造不当会引起层间撕裂。
因此，宜采用图8-6(a)，(b)的角形连接构造，而避免采用图8-6(c)，(d)的构造方式。
5．其他措施在钢结构制造安装过程中，应尽量避免使材料出现应变硬化，要及时通过扩钻和刨边消除因冲孔和裁剪(剪切和手工气割)而造成的局部硬化区，在低温地区尤需如此。
注意正确选择和制订焊接工艺以减少不利残余应力，包括必要时通过热处理方法消除重要构件中的残余应力；提倡规范文明施工，不在构件上随意起弧和砸击以避免构件表面的意外损伤。
正确使用亦在防止脆断措施之列。
在使用过程中，严禁在结构上随意加焊零部件以免导致机械损伤；除了严禁设备超载外，亦不得在结构上随意悬挂重物；严格控制设备的运行速度以减少结构的冲击荷载。
除了结构正常使用的工作环境温度要符合设计要求外，在停车捡修时(尤其在严寒季节)亦应注意结构的保温。
8.2.1 疲劳破损在第2章中曾经论述过，疲劳破损的过程本质上是微裂纹的萌生、缓慢扩展和最终迅速断裂的过程。
金属结构本体内不可避免的微小材质缺陷(包括分层之类的轧制缺陷)本身就是微裂纹。