本文研究了旧楼加固改造过程中弹性阶段与非弹性阶段的关联性。通过分析不同加固方法对建筑物性能的影响，探讨了在弹性阶段和非弹性阶段下，加固改造策略的适用性和效果。研究表明，在弹性阶段采用的加固措施能够有效提升建筑物的结构稳定性和承载能力，而在非弹性阶段则需考虑更多的安全因素，如抗震性能、耐久性等。文章还讨论了不同加固方法在不同阶段的优势与局限性，为老旧建筑的加固改造提供了科学的指导。

《钢结构基本原理（沈祖炎）》部分问题答案

一、钢材在单向拉伸状态下弹性阶段和非弹性阶段关系式相关

文档未明确给出弹性阶段和非弹性阶段关系式的完整内容，仅给出了应力 - 应变曲线相关的部分情况描述，无法准确回答该部分的关系式内容。

二、钢材疲劳强度相关

（一）钢材曲线与反复应力大小和作用时间关系

1. 反复应力大小影响
   • 当构件反复力$\sigma\leq f_y$（$f_y$为屈服强度）时，即材料处于弹性阶段，反复应力作用下钢材材性无变化，不存在残余变形，钢材曲线基本无变化；当$\sigma > f_y$时，即材料处于弹塑性阶段，反复应力会引起残余变形，但若加载 - 卸载连续进行，钢材曲线也基本无变化；若加载 - 卸载具有一定时间间隔，会使钢材屈服点、极限强度提高，而塑性韧性降低（时效现象），钢材曲线会相对更高而更短。另外，在一定作用力下，作用时间越快，钢材强度会提高、而变形能力减弱，钢材曲线也会更高而更短。
   • 反复应力大小对钢材疲劳强度的影响以应力比或应力幅（焊接结构）来量度。一般来说，应力比或应力幅越大，疲劳强度越低。
2. 作用时间影响
   • 作用时间越长（指次数多），疲劳强度也越低。

三、导致钢材发生脆性破坏的原因

1. 化学成分方面
   • 钢材的化学成分，如碳、硫、磷等有害元素成分过多会导致钢材发生脆性破坏。
2. 钢材生成过程方面
   • 钢材生成过程中造成的缺陷，如夹层、偏析等会引发脆性破坏。
3. 加工和使用过程方面
   • 钢材在加工、使用过程中的各种影响，如时效、冷作硬化以及焊接应力等影响会造成脆性破坏。
4. 工作温度方面
   • 钢材工作温度影响，可能会引起蓝脆或冷脆，从而导致脆性破坏。
5. 结构细部设计方面
   • 不合理的结构细部设计影响，如应力集中等会引起脆性破坏。
6. 构件受力性质方面
   • 结构或构件受力性质，如双向或三向同号应力场会导致脆性破坏。
7. 构件所受荷载性质方面
   • 结构或构件所受荷载性质，如受反复动力荷载作用会引发脆性破坏。

四、部分名词解释

1. 延性破坏（塑性破坏）
   • 延性破坏，也叫塑性破坏，破坏前有明显变形，并有较长持续时间，应力超过屈服点$f_y$、并达到抗拉极限强度$f_u$的破坏。
2. 损伤累积破坏
   • 指随时间增长，由荷载与温度变化，化学和环境作用以及灾害因素等使结构或构件产生损伤并不断积累而导致的破坏。
3. 脆性破坏（脆性断裂）
   • 脆性破坏，也叫脆性断裂，指破坏前无明显变形、无预兆，而平均应力较小（一般小于屈服点$f_y$）的破坏。
4. 疲劳破坏
   • 指钢材在连续反复荷载作用下，应力水平低于极限强度，甚至低于屈服点的突然破坏。
5. 应力腐蚀破坏（延迟断裂）
   • 在腐蚀性介质中，裂纹尖端应力低于正常脆性断裂应力临界值的情况下所造成的破坏。
6. 疲劳寿命
   • 指结构或构件中在一定恢复荷载作用下所能承受的应力循环次数。

五、应力比和应力幅计算示例

1. 以两跨连续梁为例
   • 已知在外荷载作用下，截面上$A$点正应力为$\sigma_{A1} = 120N/mm^{2}$，$\sigma_{A2} = 80N/mm^{2}$；$B$点的正应力$\sigma_{B1} = 120N/mm^{2}$，$\sigma_{B2} = 100N/mm^{2}$。
   • $A$点
     • 应力比：$\rho_{A}=\frac{\sigma_{A2}}{\sigma_{A1}}=\frac{80}{120} = 0.667$
     • 应力幅：$\Delta\sigma_{A}=\sigma_{A1}-\sigma_{A2}=120 - 80 = 200N/mm^{2}$