- •Тема 1 Лекции №№ 1 - 4
- •1. Строительные стали и алюминиевые сплавы
- •Основные физические характеристики
- •Испытание стали на растяжение.
- •Работа сталей при сложном напряженном состоянии.
- •Хрупкость сталей.
- •Эксплуатация сталей при низких температурах.
- •Наклеп.
- •Динамический режим внешних нагрузок.
- •Усталость металла
- •Некачественный химический состав
- •Крупнозернистость
- •Старение сталей
- •Нагрев до опасных температур
- •Концентрация напряжений
- •1.5.1. Малоуглеродистые стали обыкновенного качества
- •1.5.2. Низколегированные стали повышенной прочности
- •1.5.3. Легированные стали высокой прочности
- •Выбор сталей для металлических конструкций
- •1.7 Сортамент стали
- •1.7.1 Горячекатаные стальные профили
Крупнозернистость
Крупнозернистость – дефект технологии производства сталей, связанный с недостаточным раскислением стали и её термообработки.
В несущих металлических конструкциях применяют только спокойные стали, технология выплавки которых предусматривает полное раскисление.
В ограждающих конструкциях применяют углеродистые стали других групп (полуспокойные и кипящие).
Старение сталей
Старение сталей – изменение механических характеристик стали во времени в результате выделения из твердого раствора избыточных компонентов (азота, углерода и других). |
Различают искусственное и естественное старение сталей.
Искусственное старение сталей – старение сталей, при котором процесс выделения из твердого раствора избыточных компонентов происходит при искусственном нагреве (до 280 0С). |
Естественное старение сталей – старение сталей, при котором процесс выделения из твердого раствора избыточных компонентов происходит при естественных температурных условиях. |
Старению подвержены низкокачественные (кипящие, крупнозернистые и загрязненные) стали.
Нагрев до опасных температур
При повышении температуры эксплуатации механические свойства строительных сталей существенно изменяются в нескольких температурных интервалах (см. таблицу).
|
||
№ интервала |
Температурный интервал, 0 С |
Механические характеристики |
I |
менее 0 |
т, в – несколько повышаются, - уменьшается (см. раздел 1.4.1). |
II |
0 – 250 |
т, в, - стабильны |
III |
250 – 300 |
т, в, - проявляют признаки нестабильности (переходной температурный интервал |
IV |
300 – 330 |
- резко уменьшается. Сталь становится хрупкой. |
V |
330 – 600 |
- восстанавливается, т, в – резко падают |
VI |
св. 600 |
т, в стремятся к нулю. |
Вывод: очень опасен нагрев конструкций во время пожара (300 – 330 0С), так как ведет к быстрому переходу их в состояние хрупкого разрушения. |
Концентрация напряжений
Концентрация напряжений – искажение напряженного состояния в нагруженном образце вследствие резкого изменения его геометрической формы. |
Характеризуется коэффициентом концентрации напряжений.
Коэффициент концентрации напряжений (kk) – безразмерная величина, численно равная отношению максимального (фактического) напряжения ( ) к номинальному (расчетному) напряжению ( ). |
|
Учет концентрации напряжений необходим:
- для сварных конструкций,
- для конструкций из стали с высокой прочностью;
- для стальных конструкций, эксплуатируемых в условиях низких температур.
Группы и марки стали
Основные требования к строительным маркам сталей: |
- требуемая прочность; - достаточная пластичность; - удовлетворительная свариваемость. |
По прочностным характеристикам и химическому составу строительные стали делят:
Малоуглеродистые обыкновенного качества ( до 285 МПа и С – до 0,22%)
Низколегированные стали повышенной прочности ( = 265…390 МПа)
Легированные стали высокой прочности ( 440 МПа).