תקציר: מבנה פלדה הוא מבנה המורכב מחומרי פלדה והוא אחד מסוגי מבני הבנייה העיקריים. למבנה פלדה מאפיינים של חוזק גבוה, משקל קל, קשיחות כללית טובה, יכולת עיוות חזקה וכו', כך שניתן להשתמש בו לבניית מבנים בעלי מוטת אורך, גבוהים במיוחד וכבדים במיוחד. דרישות החומר למבנה פלדה מדד החוזק מבוסס על חוזק הכניעה של הפלדה. לאחר שהפלסטיות של הפלדה עולה על נקודת הכניעה, יש לה את התכונה של עיוות פלסטי משמעותי מבלי להישבר.
מהם המאפיינים של מבנה פלדה
1. חוזק חומר גבוה ומשקל קל. לפלדה חוזק גבוה ומודול אלסטיות גבוה. בהשוואה לבטון ועץ, יחס הצפיפות לחוזק הכניעה שלה נמוך יחסית. לכן, באותם תנאי מאמץ, למבנה הפלדה חתך רוחב קטן, משקל קל, קל להובלה והתקנה, והוא מתאים למבנים בעלי מרווחים גדולים, גבהים גבוהים ועומסים כבדים.
דרישות חומרים למבנה פלדה
1. חוזק מדד החוזק של פלדה מורכב מגבול האלסטיות σe, גבול הכניעה σy וגבול המתיחה σu. התכנון מבוסס על חוזק הכניעה של הפלדה. חוזק כניעה גבוה יכול להפחית את משקל המבנה, לחסוך בפלדה ולהפחית את עלויות הבנייה. חוזק המתיחה ou הוא המאמץ המקסימלי שהפלדה יכולה לעמוד בו לפני שהיא ניזוקה. בשלב זה, המבנה מאבד את יכולת השימוש שלו עקב דפורמציה פלסטית גדולה, אך המבנה מתעוות מאוד מבלי לקרוס, ועליו להיות מסוגל לעמוד בדרישות המבנה לעמוד בפני רעידות אדמה נדירות.
קורת H של מבנה פלדה
2. גמישות
פלסטיות של פלדה מתייחסת בדרך כלל לתכונה שלאחר שהמאמץ עולה על נקודת הכניעה, היא עוברת דפורמציה פלסטית משמעותית מבלי להישבר. האינדיקטורים העיקריים למדידת קיבולת הדפורמציה הפלסטית של פלדה הם התארכות ō והתכווצות חתך ψ.
3. ביצועי כיפוף קר
ביצועי הכיפוף הקר של פלדה הם מדד לעמידות הפלדה בפני סדקים כאשר נוצרת דפורמציה פלסטית על ידי עיבוד כיפוף בטמפרטורת החדר. ביצועי הכיפוף הקר של פלדה הם באמצעות ניסויי כיפוף קר כדי לבדוק את ביצועי דפורמציה של הכיפוף של פלדה תחת דרגת כיפוף מוגדרת.
4. קשיחות פגיעה
קשיחות הפלדה מתייחסת ליכולתה לספוג אנרגיה קינטית מכנית במהלך תהליך השבר תחת עומס פגיעה. זוהי תכונה מכנית המודדת את עמידות הפלדה לעומס פגיעה, אשר עלול לגרום לשבר שביר עקב טמפרטורה נמוכה וריכוז מאמץ. באופן כללי, מדד קשיחות הפגיעה של פלדה מתקבל באמצעות בדיקות פגיעה של דגימות סטנדרטיות.
5. ביצועי ריתוך ביצועי הריתוך של פלדה מתייחסים למפרק הריתוך בעל ביצועים טובים בתנאי תהליך ריתוך מסוימים. ניתן לחלק את ביצועי הריתוך לביצועי ריתוך במהלך ריתוך וביצועי ריתוך מבחינת ביצועי שימוש. ביצועי ריתוך במהלך ריתוך מתייחסים לרגישות הריתוך והמתכת הסמוכה לריתוך לא לייצר סדקים תרמיים או סדקי התכווצות קירור במהלך הריתוך. ביצועי ריתוך טובים פירושם שבתנאי תהליך ריתוך מסוימים, לא מתכת הריתוך ולא חומר האם הסמוך ייצרו סדקים. ביצועי ריתוך מבחינת ביצועי שימוש מתייחסים לקשיחות ההשפעה בריתוך ולגמישות באזור המושפע מחום, דבר המחייב שהתכונות המכניות של הפלדה בריתוך ובאזור המושפע מחום לא יהיו נמוכות מאלה של חומר האם. מדינתי מאמצת את שיטת בדיקת ביצועי הריתוך של תהליך הריתוך וגם מאמצת את שיטת בדיקת ביצועי הריתוך מבחינת תכונות שימוש.
6. עמידות
ישנם גורמים רבים המשפיעים על עמידות הפלדה. הראשון הוא עמידותה לקורוזיה של הפלדה ירודה, ויש לנקוט באמצעי הגנה כדי למנוע קורוזיה וחלודה של הפלדה. אמצעי ההגנה כוללים: תחזוקה שוטפת של צבע הפלדה, שימוש בפלדה מגולוונת ואמצעי הגנה מיוחדים בנוכחות חומרים קורוזיביים חזקים כמו חומצה, אלקלי ומלח. לדוגמה, מבנה פלטפורמה ימית נוקט באמצעי "הגנה אנודית" כדי למנוע קורוזיה של המעיל. מטילי אבץ קבועים על המעיל, ואלקטרוליט מי הים ישחית אוטומטית את מטילי האבץ תחילה, ובכך ישיג את פונקציית ההגנה על מעטפת הפלדה. שנית, מכיוון שחוזק ההרס של הפלדה נמוך בהרבה מחוזק הטווח הקצר תחת טמפרטורה גבוהה ועומס ארוך טווח, יש למדוד את חוזק הפלדה לטווח ארוך תחת טמפרטורה גבוהה לטווח ארוך. הפלדה תהפוך אוטומטית קשה ושבירה עם הזמן, וזוהי תופעת "ההזדקנות". יש לבדוק את קשיחות הפלדה תחת עומס טמפרטורה נמוך.
זמן פרסום: 27 במרץ 2025
