Аннотация: Стальные конструкции — это конструкции, состоящие из стальных материалов, и являются одним из основных типов строительных конструкций. Стальные конструкции обладают такими характеристиками, как высокая прочность, малый вес, хорошая общая жесткость, высокая деформационная способность и т. д., поэтому их можно использовать для строительства зданий с большими пролетами, сверхвысокими и сверхтяжелыми зданиями. Требования к материалам для стальных конструкций. Показатель прочности основан на пределе текучести стали. После превышения предела текучести сталь обладает свойством значительной пластической деформации без разрушения.
Каковы характеристики стальных конструкций?
1. Высокая прочность материала и малый вес. Сталь обладает высокой прочностью и высоким модулем упругости. По сравнению с бетоном и древесиной, отношение ее плотности к пределу текучести относительно низкое. Поэтому при одинаковых условиях напряжений стальная конструкция имеет малое поперечное сечение, малый вес, удобна для транспортировки и монтажа и подходит для конструкций с большими пролетами, большой высотой и тяжелыми нагрузками.
Требования к материалам для стальных конструкций
1. Прочность. Показатель прочности стали состоит из предела упругости σe, предела текучести σy и предела прочности на растяжение σu. Проектирование основывается на пределе текучести стали. Высокий предел текучести позволяет уменьшить вес конструкции, сэкономить сталь и снизить затраты на строительство. Предел прочности на растяжение ou — это максимальное напряжение, которое сталь может выдержать до разрушения. В этот момент конструкция теряет свою работоспособность из-за большой пластической деформации, но при этом она деформируется значительно, не разрушаясь, и должна соответствовать требованиям к сопротивлению редким землетрясениям.
стальная конструкция двутавровой балки
2. Пластичность
Пластичность стали обычно определяется свойством, при котором после превышения предела текучести она подвергается значительной пластической деформации без разрушения. Основными показателями для измерения способности стали к пластической деформации являются относительное удлинение ō и усадка в поперечном сечении ψ.
3. Характеристики холодной гибки
Характеристики стали при холодной гибке — это показатель сопротивления стали образованию трещин при пластической деформации, возникающей в результате процесса гибки при комнатной температуре. Определение характеристик стали при холодной гибке осуществляется с помощью экспериментов по холодной гибке для проверки деформационных свойств стали при заданной степени изгиба.
4. Ударная вязкость
Ударная вязкость стали — это способность стали поглощать механическую кинетическую энергию в процессе разрушения под воздействием ударной нагрузки. Это механическое свойство, измеряющее сопротивление стали ударной нагрузке, которая может привести к хрупкому разрушению из-за низкой температуры и концентрации напряжений. Как правило, показатель ударной вязкости стали определяется путем испытаний на удар стандартными образцами.
5. Сварочные свойства. Сварочные свойства стали определяются как хорошие характеристики сварного соединения при определенных условиях сварки. Сварочные свойства можно разделить на свойства в процессе сварки и свойства при эксплуатации. Сварочные свойства в процессе сварки относятся к чувствительности сварного шва и металла вблизи него, предотвращающей образование термических трещин или трещин от усадки при охлаждении во время сварки. Хорошие сварочные свойства означают, что при определенных условиях сварки ни металл сварного шва, ни находящийся рядом основной материал не образуют трещин. Сварочные свойства при эксплуатации относятся к ударной вязкости в сварном шве и пластичности в зоне термического воздействия, при этом механические свойства стали в сварном шве и зоне термического воздействия не должны быть ниже, чем у основного материала. В нашей стране используется метод испытания сварочных свойств как в процессе сварки, так и при эксплуатации.
6. Долговечность
На долговечность стали влияет множество факторов. Во-первых, низкая коррозионная стойкость стали требует принятия защитных мер для предотвращения коррозии и ржавчины. К таким мерам относятся: регулярное обслуживание лакокрасочного покрытия стали, использование оцинкованной стали и специальные защитные меры в присутствии сильных коррозионных сред, таких как кислоты, щелочи и соли. Например, в конструкциях морских платформ применяются меры «анодной защиты» для предотвращения коррозии опорной конструкции. Цинковые слитки крепятся к опорной конструкции, и электролит морской воды автоматически сначала вызывает коррозию цинковых слитков, тем самым обеспечивая защиту стальной опорной конструкции. Во-вторых, поскольку разрушающая способность стали значительно ниже, чем кратковременная прочность при высоких температурах и длительной нагрузке, необходимо измерять долговременную прочность стали при длительной высокой температуре. Со временем сталь автоматически становится твердой и хрупкой, что является явлением «старения». Необходимо проверять ударную вязкость стали при низких температурах.
Дата публикации: 27 марта 2025 г.
