Abstract: Le strutture in acciaio sono strutture composte da materiali in acciaio e rappresentano una delle principali tipologie di strutture edili. Le strutture in acciaio presentano caratteristiche quali elevata resistenza, leggerezza, buona rigidità complessiva, elevata capacità di deformazione, ecc., pertanto possono essere utilizzate per costruire edifici di grandi dimensioni, altissimi e di peso elevato. Requisiti dei materiali per le strutture in acciaio: l'indice di resistenza si basa sul limite di snervamento dell'acciaio. Dopo che la plasticità dell'acciaio supera il limite di snervamento, esso presenta la proprietà di subire una significativa deformazione plastica senza rompersi.
Quali sono le caratteristiche delle strutture in acciaio?
1. Elevata resistenza del materiale e leggerezza. L'acciaio possiede un'elevata resistenza e un elevato modulo elastico. Rispetto al calcestruzzo e al legno, il suo rapporto densità/resistenza allo snervamento è relativamente basso. Pertanto, a parità di sollecitazioni, la struttura in acciaio presenta una sezione trasversale ridotta, un peso contenuto, facilità di trasporto e installazione, ed è adatta a strutture con grandi luci, altezze elevate e carichi pesanti.
Requisiti dei materiali per le strutture in acciaio
1. Resistenza L'indice di resistenza dell'acciaio è composto dal limite elastico σe, dal limite di snervamento σy e dal limite di trazione σu. La progettazione si basa sulla resistenza allo snervamento dell'acciaio. Un'elevata resistenza allo snervamento può ridurre il peso della struttura, risparmiare acciaio e ridurre i costi di costruzione. La resistenza alla trazione σu è la sollecitazione massima che l'acciaio può sopportare prima di danneggiarsi. In questo caso, la struttura perde la sua funzionalità a causa di un'ampia deformazione plastica, ma la struttura si deforma notevolmente senza collassare e dovrebbe essere in grado di soddisfare i requisiti di resistenza ai terremoti rari.
trave a H in acciaio struttura
2. Plasticità
La plasticità dell'acciaio si riferisce generalmente alla proprietà per cui, dopo che la sollecitazione supera il limite di snervamento, esso subisce una significativa deformazione plastica senza rompersi. I principali indicatori per misurare la capacità di deformazione plastica dell'acciaio sono l'allungamento ō e il ritiro della sezione trasversale ψ.
3. Prestazioni di piegatura a freddo
La resistenza alla flessione a freddo dell'acciaio è una misura della sua capacità di resistere alle cricche quando la deformazione plastica viene generata dal processo di flessione a temperatura ambiente. La valutazione della resistenza alla flessione a freddo dell'acciaio si basa su esperimenti di flessione a freddo volti a testare la capacità di deformazione dell'acciaio a un determinato grado di flessione.
4. Resistenza all'impatto
La tenacità all'urto dell'acciaio si riferisce alla capacità dell'acciaio di assorbire energia cinetica meccanica durante il processo di frattura sotto carico d'urto. È una proprietà meccanica che misura la resistenza dell'acciaio al carico d'urto, che può causare frattura fragile a causa della bassa temperatura e della concentrazione di stress. Generalmente, l'indice di tenacità all'urto dell'acciaio si ottiene tramite prove d'urto su provini standard.
5. Prestazioni di saldatura Le prestazioni di saldatura dell'acciaio si riferiscono alla buona prestazione del giunto di saldatura in determinate condizioni del processo di saldatura. Le prestazioni di saldatura possono essere suddivise in prestazioni di saldatura durante la saldatura e prestazioni di saldatura in termini di prestazioni di utilizzo. Le prestazioni di saldatura durante la saldatura si riferiscono alla sensibilità della saldatura e del metallo vicino alla saldatura a non produrre cricche termiche o cricche da ritiro da raffreddamento durante la saldatura. Buone prestazioni di saldatura significa che, in determinate condizioni del processo di saldatura, né il metallo di saldatura né il materiale base vicino produrranno cricche. Le prestazioni di saldatura in termini di prestazioni di utilizzo si riferiscono alla tenacità all'urto nella saldatura e alla duttilità nella zona termicamente alterata, richiedendo che le proprietà meccaniche dell'acciaio nella saldatura e nella zona termicamente alterata non siano inferiori a quelle del materiale base. Il mio paese adotta il metodo di prova delle prestazioni di saldatura durante il processo di saldatura e adotta anche il metodo di prova delle prestazioni di saldatura in termini di proprietà di utilizzo.
6. Durata
Sono molti i fattori che influenzano la durabilità dell'acciaio. Il primo è la scarsa resistenza alla corrosione, pertanto è necessario adottare misure protettive per prevenire la corrosione e la ruggine. Tali misure includono: la manutenzione regolare della vernice, l'utilizzo di acciaio zincato e l'impiego di speciali dispositivi di protezione in presenza di agenti corrosivi aggressivi come acidi, alcali e sali. Ad esempio, la struttura delle piattaforme offshore adotta misure di "protezione anodica" per prevenire la corrosione del rivestimento. Lingotti di zinco vengono fissati sul rivestimento e l'elettrolita marino corrode automaticamente i lingotti di zinco, proteggendo così il rivestimento in acciaio. In secondo luogo, poiché la resistenza alla rottura dell'acciaio è molto inferiore alla resistenza a breve termine sotto carico elevato e a lungo termine, è necessario misurare la resistenza a lungo termine dell'acciaio sotto alte temperature. L'acciaio tende a indurirsi e a diventare fragile nel tempo, fenomeno noto come "invecchiamento". È inoltre necessario testare la tenacità all'impatto dell'acciaio sotto carico a bassa temperatura.
Data di pubblicazione: 27 marzo 2025
