5. Основные принципы проектирования.

Основные принципы проектирования ( конструирования) по и.с. Стрелецкому:

1. наибольшая экономия стали

2. наименьшая трудоемкость изготовления

3. скоростной монтаж

При этом сооружение должно полностью отвечать всем требованиям эксплуатации. Конструкция, наилучшем образом удовлетворяющая этим принципом, будет оптимальной.

Тема 2.2. Материалы для металлических конструкций.

1. Работа стали под нагрузкой.

2. Свойства стали:

   1. механические свойства;

   2. химические свойства.

3. Классификация сталей.

4. Маркировка сталей.

5. Алюминиевые сплавы.

6. Сортамент сталей и алюминиевых сплавов.

1. Работа стали под нагрузкой.

Работа стали под нагрузкой характеризуется поведением ее при возрастающем действии нагрузки, вплоть до разрушения. Работа сталей под нагрузкой зависит от вида силового воздействия, характера напряженного состояния, химических и механических свойств стали.

Механические свойства, влияющие на работу стали под нагрузкой – это прочность и пластичность.

1 – предел пропорциональности;

2 – упругости;

3-3 – предел текучести;

4 – предел прочности (временное сопротивление).

2. Свойства стали:

1. Механические свойства:

1. Прочность – способность материала сопротивляться внешним силовым воздействиям без разрушения.

2. Упругость – свойство материала восстанавливать свою первоначальную форму после снятия внешней нагрузки.

3. Пластичность (статическая вязкость) – свойство материала сохранять несущую способность в процессе деформации.

4. Хрупкость – способность материала разрушаться при ничтожных деформациях.

5. Твердость – свойство поверхностного слоя металла сопротивляться деформации или разрушению при внедрении в него более твердого материала.

6. Старение – изменение свойств металла с течением времени.

2. Химические свойства.

Химический состав характеризуется процентным содержанием в стали различных компонентов, таких как:

У – углерод;

С – кремний;

Г – марганец;

Д – медь;

Ю – алюминий;

А – азот;

Х – хром;

Н – никель;

Ф – ванадий;

М – молибден.

Углерод (У) повышает прочность, снижает пластичность стали и ухудшает свариваемость, поэтому для металлических конструкций применяют только низкоуглеродистые стали с содержанием углерода не более чем 0,22 %.

Кремний (С) раскисляет сталь, т.е. связывает избыточные О₂ и повышает ее прочность, но снижает пластичность, ухудшает при повышенном содержании свариваемость и коррозийную стойкость.

Марганец (Г) повышает прочность, увеличивает стойкость против коррозии. Соединяясь с серой, снижает ее вредное влияние. При содержании марганца более 2 % сталь становиться хрупкой.

Медь (Д) несколько повышает прочность и стойкость против коррозии, содержание ее более 0,7 % способствует старению стали и повышает хрупкость.

Алюминий (Ю) хорошо раскисляет сталь, нейтрализует вредное влияние фосфора, повышает ударную вязкость.

Азот (А) Хром (Х) и никель (Н) повышают прочность стали без снижения пластичности и улучшают ее коррозийную стойкость.

Ванадий (Ф) и молибден (М) увеличивает прочность стали почти без снижения пластичности, предотвращают разупрочнение термообработанной стали при ее сварке.

Вредные примеси: фосфор, сера, кислород (О₂), азот (Н₂).