薄壁合金管

钢中除含有碳（C）元素和为脱氧而含有一定量硅（Si）（一般不超过0.40%）、锰（Mn）（一般不超过0.80%，较高可到1.20%）合金元素外，不含其他合金元素（残余元素除外）。此类钢必须同时保证化学成分和力学性能。其硫（S）、磷（P）杂质元素含量一般控制在0.035%以下。若控制在?0.030%以下者叫优质钢，其牌号后面应加“A”，例如20A；若P控制在0.025%以下、S控制在0.020%以下时，称特级优质钢，其牌号后面应加“E”以示区别。对于由原料带入钢中的其他残余合金元素，如铬（Cr）、镍（Ni）、铜（Cu）等的含量一般控制在Cr≤0.25%、Ni≤0.30%、Cu≤0.25%。有的牌号锰（Mn）含量达到1.40%，称为锰钢。

在重型装备制造领域，超重超大型薄壁合金管的重量往往达数百吨，甚至更大。采用传统的整体制造方法存在风险大、成本高、运输和吊装难度大等缺陷，于是提出了重型承载结构的剖分一组合设计制造思想，即将无法制造的重型承载件剖分为若干子件，然后以某种连接方式组合成为一个整体，以降低制造难度。

剖分后各子件的制造难度大大降低，子件间的组合连接问题成为剖分一组合结构能否实现的核心问题。传统的薄壁合金管的连接方式为机械连接和冶金结合。前者在连接螺纹、键孔和销孔处产生应力集中区，易发生疲劳***；后者主要是焊接，大断面结枃的焊接质量控制及焊后热处理较为困难。***通过自然界中大量的坎合现象，提出了采用预应力坎合结构来解决剖分子件间的连接问题自然界中存在形形***的坎合现象。

例如，藤蔓植物爬墙虎通过向表面凹处生长，可以准确地生成一个表面轮廓并硬化，使得植物表面和其他表面形成互锁，并牢固地连接在一起；植物猪秧果实的表面有钩子状的***，钩子接触动物绒毛然后互锁，产生较为牢固的连接力；壁虎则是通过脚爪底部带有的200万根具有柔韧性的绒毛以及每根绒毛上的10万多根微刚毛和接触表面形成互锁，利用产生的连接力在玻璃或墙壁面上行走的。

因加工和受力的要求对于重工作的吊车梁和吊车起重量等于或大于500吨的中级工作制的焊接吊车梁或类似的结构还要有常温冲击韧性的保证。当地区的计算温度等扌-20°时，对于16锰钢尚应有-40°0的冲击韧性保证。但是设计者每增加一项附加保证项目，薄壁合金管的出厂价格就有提高，因此订货时应慎重提出。

由于厚度大的薄壁合金管在轧制的过程中压延的次数比薄钢材少，因此其晶粒不如薄钢材细密，这样它们的机械性能就有差别，所以钢材需按尺寸分组，薄壁合金管结构的设计步骤是先根据设计要求确定结构方案，包括结构的形式，主要尺寸和连接方式，再按所承受的荷载进行内力计算，根据选用材料对构件或各杆件进行截面设计，同时对连接也作设计，在计算过程中要保证结构满足各项予定的功能要求，包括其安全性，薄壁合金管，适用性和耐久性。

安全性是指结构应能承受在正常使用时可能出现的各种作用，适用性是指结构在正常使用条件下不产生过大的变形，耐久性是指结构在正常使用条件下不致疲劳损坏在钢结构设计规范GBJ17-88中结构设计采用了以概率为基础的极限状态设计法。

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