Расчетные и нормативные сопротивления материалов строительных конструкций
В основном неравенстве методики предельных состояний фигурирует расчетное сопротивление R = Rn/gт,которое устанавливается на основе испытаний металлических образцов при одноосном нагружении.
Выбор марок сталей по прочности для конструкций с учетом их назначения. Физико-механические характеристики стали.
Сталь— это сплав железа с углеродом, содержащий легирующие добавки, улучшающие качество металла, и вредные примеси, которые попадают в металл из руды или образуются в процессе выплавки.По прочностным свойствам стали условно подразделяются на три группы: обычной (sу<29 кН/см2), повышенной (sу = 29...40 кН/см2) и высокой(с прочности (sy>40 кН/см2).
Углерод(У), повышая прочность стали, снижает ее пластичность и ухудшает свариваемость, поэтому для строительных металлических конструкций применяются только низкоуглеродистые стали с содержанием углерода не более 0,22%.
В состав легированных сталей помимо железа и углерода входят специальные добавки, улучшающие их качество. Поскольку большинство добавок в той или иной степени ухудшают свариваемость стали, а также удорожают ее, в строительстве в основном применяются низколегированные стали с суммарным содержанием легирующих добавок не более 5 %.
Основными легирующими добавками являются кремний (С), марганец (Г), медь (Д), хром (X), никель (Н), ванадий (Ф), молибден (М), алюминий (Ю), азот (А).
• Кремний раскисляет сталь, т. е. связывает избыточный кислород и повышает ее прочность, но снижает пластичность, ухудшает при повышенном содержании свариваемость и коррозионную стойкость. Вредное влияние кремния может компенсироваться повышенным содержанием марганца.
|
|
• Марганец повышает прочность, является хорошим раскислителем и, соединяясь с серой, снижает ее вредное влияние. При содержании марганца более 1,5 % сталь становится хрупкой.
• Медь несколько повышает прочность стали и увеличивает ее стойкость против коррозии. Избыточное содержание меди (более 0,7 %) способствует старению стали и повышает ее хрупкость.
• Хром и никель повышают прочность стали без снижения пластичности и улучшают ее коррозионную стойкость.
• Алюминий хорошо раскисляет сталь, нейтрализует вредное влияние фосфора, повышает ударную вязкость.
• Ванадий и молибден увеличивают прочность почти без снижения пластичности и предотвращают разупрочнение термообработанной стали при сварке.
• Азот в несвязанном состоянии способствует старению стали и делает ее хрупкой, поэтому его должно быть не более 0,009 %. В химически связанном состоянии с алюминием, ванадием, титаном и другими элементами он образует нитриды и становится легирующим элементом, способствуя получению мелкозернистой структуры и улучшению механических свойств.
|
|
• Фосфор относится к вредным примесям, так как, образуя твердый раствор с ферритом, повышает хрупкость стали, особенно при пониженных температурах (хладноломкость). Однако при наличии алюминия фосфор может служить легирующим элементом, повышающим коррозионную стойкость стали. На этом основано получение атмосферостойких сталей.
• Серавследствие образования легкоплавкого сернистого железа делает сталь красноломкой (склонной к образованию трещин при температуре 800—1000 °С). Это особенно важно для сварных конструкций. Вредное влияние серы снижается при повышенном содержании марганца.
• Кислороддействует подобно сере, но в более сильной степени, и повышает хрупкость стали. Несвязанный азоттакже снижает качество стали.
• Водород, концентрируясь около включений в межкристаллических областях и располагаясь преимущественно по границам зерен, вызывает в микрообъемах высокие напряжения, что приводит к снижению сопротивления стали хрупкому разрушению. Поэтому расплавленную сталь (например, при сварке) необходимо защищать от воздействия атмосферы.
|
|
Основным стандартом, регламентирующим характеристики сталей для строительных металлических конструкций, является ГОСТ 27772 — 88. Согласно ГОСТу фасонный прокат изготовляют из сталей С235, С245, С255, С275, С285, С345, С345К, С375, для листового и универсального проката и гнутых профилей используются также стали С390, С390К, С440, С590, С590К. Стали С345, С375, С390 и С440 могут поставляться с повышенным содержанием меди (для повышения коррозионной стойкости), при этом к обозначению стали добавляется буква «Д».
• Прочность характеризует сопротивляемость материала внешним силовым воздействиям без разрушения.
• Упругость — свойство материала восстанавливать свою первоначальную форму после снятия внешних нагрузок.
• Пластичность — свойство материала сохранять деформированное состояние после снятия нагрузки, т. е. получать остаточные деформации без разрушения.
• Хрупкость — способность разрушаться при малых деформациях.
• Ползучесть — свойство материала непрерывно деформироваться во времени без увеличения нагрузки.
• Твердость — свойство поверхностного слоя металла сопротивляться упругой и пластической деформациям или разрушению при внедрении в него индентора из более твердого материала.
|
|
• Прочность металла при статическом нагружении, а также его упругие и пластические свойства определяются испытанием стандартных образцов (прямоугольного или круглого сечения) на растяжение с записью диаграммы зависимости между напряжением s и относительным удлинением e, где s= F/A; e = (Dl/L0)x100%; F — нагрузка;
Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 1080; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!