Характеристика стали и стальных конструкций

Сталь является основным материалом, влияющим на развитие и эксплуатацию многих отраслей всей мировой экономики. Также важным фактором развития техники, определяющим позиции и, одновременно, состояния машиностроения, железнодорожного строительства, горнодобывающей промышленности и других отраслей экономики. Распространение в строительстве металлопроката способствовало в значительной степени росту спроса экономики на сталь. Определяет чрезвычайно высокая пригодность стали для строительных конструкций, что следует непосредственно из его хороших механических свойств, т. е. прочности, упругости и пластичности.

Механические свойства стали

Прочность стали на сжатие, растяжение, изгиб почти одинаковым. Это вытекает непосредственно из того факта ее однородной структуры. В зависимости от типа стали, колеблется она в пределах от 3000 до 6500 кг/см2 (т. е., в интервале от 294,200 - 637,432 Мпа). Учитывая правильный подбор характеристик поперечного сечения (выражающего себя разнообразием его формы), а также вышеуказанными свойствами стали были получены значительно более легкие конструкции, и конструкции с большими пролетами.

Характеристики стали с точки зрения ее характеристик прочности является ее предел текучести и специальную выносливость на растяжение. В соответствии с критериями normowymi мерой пластичности металла является его удлинение и прочный суживать измерительной пробы после ее разрыва в машинке устойчивости. Сталь в строительных конструкциях обязательно должна обладать определенной пластичностью , которую можно получить, а даже повысить на пути специальной термической обработки.

Очень важной особенностью стали является ее высокая эластичность, многократно превышающую упругость других материалов. Предел упругости стали определяется напряжение, при котором происходит прочное удлинение длины измерительной póbki. Упругую характеристику металлов определяет коэффициент упругости продольной (так называемый, модуль Юнга) E, значение которого для стали нелегированной применяется в przybliżeni Es=2 100 000 кг/см2 (205 939 Мпа). Благодаря этому свойству сталь может деформироваться упруго под значительной нагрузкой, а по сравнению с другими материалами подлежит значительно меньшей остаточной деформации. Кроме того, сталь является материалом прочным к ударам. Это имеет большое значение при проектировании конструкций, подверженных воздействиям динамических, т. е. динамические нагрузки.

Сталь наряду с изменением температуры происходит значительно увеличивается или сужения. Линейный коэффициент термического удлинения для стали при температуре в диапазоне 0-1000ос составляет в среднем Lt=0,000012. Кроме того, сталь является хорошим проводником тепла. Коэффициент теплопроводности для стали составляет λ=58,15 Вт/м*К. Следует также отметить, что стали очень хорошо распространяются акустические волны, (т. е. звуковые волны).

При высоких температурах сталь размягчается, теряет прочность и подвергается значительной остаточной деформации, а при низкой температуре сталь имеет значительно повышают хрупкость.

Прочность и безопасность стальных конструкций

Благодаря однородности структуры стали и благодаря большому коэффициенту упругости сталь полностью соответствует принятым целям методов расчета. Обязательно влияет на безопасность работы конструкции и ее эксплуатации. К сожалению, явление снижает прочность и долговечность стали ее коррозия, которая заключается в окисление металла. Коррозия стали происходит и возникает под влиянием различных причин, среди которых основной является воздействие влаги и агрессивных веществ, содержащихся в воздухе. Сталь от коррозии обеспечивается путем применения антикоррозионных покрытий.

На безопасность и долговечность стальных конструкций большое влияние оказывает также температура. Во время пожара стальная конструкция быстро достигает высокой температуры по всему сечению.

Коэффициент уверенности в конструкции падает ниже единички уже при температуре 400-6000оC. Необходимо становится, таким образом, защиту стальной конструкции от критической температурой, при которой это будет достигнуто состояние границы несущей способности. Это происходит путем нанесения соответствующего защитного слоя на внешней поверхности элемента в виде:

покрытия из материалов, пластичных
краски отек из-за скопления в огне
Такая защита осуществляется также путем.
Преимущества и недостатки стали и стальных конструкций

Сталь имеет много преимуществ (как с точки зрения эксплуатации и техническом).

К преимуществам можно отнести:

возможность использования сразу после выполнения
относительно малый собственный вес конструкций по сравнению с конструкциями из других материалов
устойчивость к воздействию динамических сил
передача больших нагрузок при относительно малых размерах элементов
прочность на растяжение (сталь применяется для армирования бетона, мы говорим тогда о железобетонных конструкциях)
применение стальных конструкций для разнообразных технологических требований в области пролетов и нагрузок
возможность адаптации существующей конструкции, изменения технологии и эксплуатации здания
изготовление промышленными методами, как элементов конструкции и корпуса, благодаря этому, приобретает на экономии, простоте и скорости монтажа
незаменима при возведении высоких зданий и перекрыть о больших пролетов
К недостаткам стальных конструкций относятся:

чувствительность к воздействию коррозионных факторов
большая теплопроводность и звукоизоляция
малая устойчивость на изменения температуры
необходимость проведения периодического технического обслуживания, что повышает затраты на эксплуатацию объектов и сооружений