3. Строительные стали, их классификация. Алюм. Сплавы.

Сталь – сплав железа с углеродом до 2% и незначительным количеством легирующих компонентов и примесей.

в зависимости от содержания легирующих компонентов стали делятся:

1. углеродистые

2. низколегированные (до 2,5%)

3. среднелегированные (до 10%)

4. высоколегированные (более 10%)

углеродистая сталь делится:

1. низкоуглеродистая (С≤0,25%)

2. среднеуглеродистые (С<0,6%)

3. высокоуглеродистые (С<2%) >2% - чугун

В строительных МК применяется низкоуглеродистая сталь, низколегированная сталь, и в небольшом количестве – среднелегированная. Промышленностью поставляются углеродистые стали по ГОСТ 380-71*. Стали с одинаковым химическим составом и механическими свойствами составляют одну марку.

ВСт3Гпс5

1. в зависимости от назначения и гарантируемых характеристик углеродистая сталь делится:

а) А – гарантируются механические свойства

б) Б – гарантируется химический состав

в) В – механические свойства и отдельные требования по хим. составу

Для строительных констр. преимущественно применяется сталь гр. В. Для второстепенных нерасчетных элементов иногда применяется сталь Б. Сталь А в строит. констр. как правило не применяется.

2. цифры, идущие за Ст – условный порядковый номер марки в зависмости от хим. состава и свойств

3. Г – повышенное содержание марганца

4. степень раскисления обозначается: сп – спокойная, пс – полуспокойная, кп – кипящая.

5. для обозначения категории в конце ставится ее номер, в зависимости от того, какие показатели нормируются

Кроме того по ГОСТ 6713-53* поставляются углеродистые стали повышенного качества: Ст3мост, М16С (мостовая) – меньше вредных примесей. Они предназначены для строительства мостов, особо ответственных конструкций, гидротехнических и промышленных сооружений.

Специальной термической обработкой можно улучшить механические свойства углеродистой и низколегированной стали, повысив их прочность без большого снижения пластичности (СтТпс, ВСтТсп).

Низколег. и среднелег. по ГОСТ 5058-65* и спец. техническим условиям (14Г2С, 10ХСНД)

1. цифра – содержание углерода в сотых долях процента

2. буква – наличие легирующих компонентов

3. цифра – содержание лег. компонентов в целых %)

Алюминий по свойствам отличается от стали. Он не имеет площадки текучести, он очень пластичен, чистый алюминий быстро покрывается очень прочной окисной пленкой, препятствующей дальнейшему развитию коррозии. Но из-за низкой прочности чистый Al в стр. констр. применяется редко, его легируют магнием, марганцем, медью, кремнием, цинком и др.эл.

1. термически упрочняемые – способны к дальнейшему увеличению прочности в процессе старения после термической обработки (Al-Mg-Si, Al-Cu-Mg, Al-Mg-Zn)

2. термически неупрочняемые (Al-Mg, Al-Mn)

По способу производства изделий А. с. можно разделить на: деформируемые (в т. ч. спечённые А. с.) для изготовления полуфабрикатов (листов, плит, профилей, труб, поковок, проволоки) путём деформации (прокатки, ковки и т. д.) и литейные — для фасонных отливок.

Констр. из Al благодаря малой массе, коррозионной стойкости, хладостойкости, антимагнитности, отсутствию искрообразования, долговечности и хорошему внешнему виду имеют перспективу применения во многих областях строительства, но из-за высокой стоимости их применение ограничено.

4. Механические свойства сталей. Диафрагма растяжения. Основные характеристики прочности, пластичности, упругости. Расчетные сопротивления.

Механические свойства:

1. сопротивление статическим воздействиям (временное сопротивление и предел текучести при растяжении)

2. сопротивление механическим воздействиям и хрупкому разрушению (ударная вязкость при различных температурах)

3. показатели пластичности (относительное удлинение)

4. сопротивление расслоению (изгиб в холодном состоянии)

Испытание на растяжение до разрыва

1. предел текучестиσ_т – характеризует напряжение, до достижения которого можно считать Me работающим упруго и можно пользоваться методами расчета по упругой стадии Me

2. временное сопротивление (предел прочности σ_в) – характеризует условное напряжение разрыва растянутого образца

3. относительное удлинение ε – отношение приращения длины образца после разрыва к его первоначальной длине. Характеризует пластические свойства стали

4. ударная вязкость – работа, затраченная на разрушение образца ударным изгибом. Характеризует склонность стали к переходу в хрупкое состояние. Эта склонность зависит от структуры стали, ее чистоты и однородности. По значению ударной вязкости косвенно оценивают и эти качества. Испытания проводят при нормальной темп (20±2°С), и при отрицательной темп (-20°, -40°, -70°С), и после механического старения.

5. изгиб в холодном состоянии на 180° - характеризует пластические свойства стали и склонность ее к трещинообразованию

Для стали установлено 2 вида нормативных сопротивлений: по пределу текучести R_yn, по временному сопротивлению R_un. Эти показатели являются браковочными, и при приемке товара контролируется обеспеченность 0,95-0,995. Расчетные сопротивления получаются путем деления нормативных на коэффициент надежности по металлу.

R_y=R_yn/γ_m R_u=R_un/γ_m

γ_m – коэффициент надежности по металлу

Особенности действительной работы металлов, констр. и их элементов, имеющие систему характеристик, но не отражаемые в расчетах прямым путем учитываются коэффициентом условия работы γ_с, на него умножаются расчетные сопротивления. Степень ответственности и капитальности зданий и сооружений, значимость последствий наступления того или иного предельного состояния учитываются коэффициентом надежности по назначению γ_n. Он устанавливается в зависимости от класса ответственности здания и сооружения. Нормами допускается к-т γ_n умножать значение расчетных нагрузок и воздействий или на него делить расчетное сопротивление материалов (1-предпочтительнее)