Tóm tắt: Kết cấu thép là kết cấu được cấu tạo từ vật liệu thép và là một trong những loại kết cấu xây dựng chính. Kết cấu thép có đặc điểm là cường độ cao, trọng lượng nhẹ, độ cứng tổng thể tốt, khả năng biến dạng mạnh, v.v., do đó có thể được sử dụng để xây dựng các công trình có nhịp lớn, siêu cao và siêu nặng. Yêu cầu vật liệu đối với kết cấu thép: Chỉ số cường độ dựa trên giới hạn chảy của thép. Sau khi độ dẻo của thép vượt quá điểm chảy, nó có đặc tính biến dạng dẻo đáng kể mà không bị gãy.
Đặc điểm của kết cấu thép là gì?
1. Độ bền vật liệu cao và trọng lượng nhẹ. Thép có độ bền và mô đun đàn hồi cao. So với bê tông và gỗ, tỷ lệ giữa mật độ và cường độ chảy của thép tương đối thấp. Do đó, dưới cùng điều kiện ứng suất, kết cấu thép có tiết diện nhỏ, trọng lượng nhẹ, dễ vận chuyển và lắp đặt, phù hợp với các công trình có nhịp lớn, chiều cao lớn và tải trọng nặng.
Yêu cầu về vật liệu cho kết cấu thép
1. Độ bền Chỉ số độ bền của thép bao gồm giới hạn đàn hồi σe, giới hạn chảy σy và giới hạn kéo σu. Thiết kế dựa trên giới hạn chảy của thép. Giới hạn chảy cao có thể giảm trọng lượng kết cấu, tiết kiệm thép và giảm chi phí xây dựng. Giới hạn kéo σu là ứng suất tối đa mà thép có thể chịu được trước khi bị hư hỏng. Tại thời điểm này, kết cấu mất khả năng sử dụng do biến dạng dẻo lớn, nhưng kết cấu biến dạng nhiều mà không bị sụp đổ, và phải đáp ứng được yêu cầu về khả năng chống chịu động đất hiếm gặp.
kết cấu thép dầm chữ H
2. Tính dẻo
Tính dẻo của thép nói chung đề cập đến đặc tính mà sau khi ứng suất vượt quá điểm chảy, nó có khả năng biến dạng dẻo đáng kể mà không bị gãy. Các chỉ số chính để đo khả năng biến dạng dẻo của thép là độ giãn dài ō và độ co ngót mặt cắt ngang ψ.
3. Hiệu suất uốn nguội
Khả năng chịu uốn nguội của thép là thước đo khả năng chống nứt của thép khi biến dạng dẻo được tạo ra bằng quá trình uốn ở nhiệt độ phòng. Khả năng chịu uốn nguội của thép được xác định bằng các thí nghiệm uốn nguội để kiểm tra khả năng biến dạng uốn của thép dưới một mức độ uốn xác định.
4. Độ bền va đập
Độ bền va đập của thép đề cập đến khả năng hấp thụ năng lượng động học cơ học trong quá trình gãy vỡ dưới tải trọng va đập. Đó là một tính chất cơ học đo lường khả năng chống chịu của thép đối với tải trọng va đập, có thể gây ra gãy giòn do nhiệt độ thấp và sự tập trung ứng suất. Nói chung, chỉ số độ bền va đập của thép được xác định thông qua các thử nghiệm va đập trên các mẫu chuẩn.
5. Hiệu suất hàn Hiệu suất hàn của thép đề cập đến mối hàn có hiệu suất tốt trong các điều kiện quy trình hàn nhất định. Hiệu suất hàn có thể được chia thành hiệu suất hàn trong quá trình hàn và hiệu suất hàn xét về hiệu năng sử dụng. Hiệu suất hàn trong quá trình hàn đề cập đến độ nhạy của mối hàn và kim loại gần mối hàn không tạo ra các vết nứt nhiệt hoặc vết nứt co ngót do làm nguội trong quá trình hàn. Hiệu suất hàn tốt có nghĩa là trong các điều kiện quy trình hàn nhất định, cả kim loại hàn và vật liệu nền gần đó đều không tạo ra vết nứt. Hiệu suất hàn xét về hiệu năng sử dụng đề cập đến độ dai va đập tại mối hàn và độ dẻo trong vùng ảnh hưởng nhiệt, yêu cầu các tính chất cơ học của thép trong mối hàn và vùng ảnh hưởng nhiệt không được thấp hơn so với vật liệu nền. Nước ta áp dụng phương pháp thử hiệu suất hàn trong quá trình hàn và cũng áp dụng phương pháp thử hiệu suất hàn xét về tính chất sử dụng.
6. Độ bền
Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến độ bền của thép. Thứ nhất, khả năng chống ăn mòn của thép kém, do đó cần phải có các biện pháp bảo vệ để ngăn ngừa ăn mòn và gỉ sét. Các biện pháp bảo vệ bao gồm: bảo dưỡng sơn thép thường xuyên, sử dụng thép mạ kẽm, và các biện pháp bảo vệ đặc biệt khi tiếp xúc với môi trường ăn mòn mạnh như axit, kiềm và muối. Ví dụ, kết cấu giàn khoan ngoài khơi áp dụng biện pháp "bảo vệ anot" để ngăn ngừa ăn mòn lớp vỏ. Các thỏi kẽm được cố định trên lớp vỏ, và chất điện phân nước biển sẽ tự động ăn mòn các thỏi kẽm trước, từ đó đạt được chức năng bảo vệ lớp vỏ thép. Thứ hai, vì cường độ phá hủy của thép thấp hơn nhiều so với cường độ ngắn hạn dưới nhiệt độ cao và tải trọng dài hạn, nên cần phải đo cường độ dài hạn của thép dưới nhiệt độ cao trong thời gian dài. Thép sẽ tự động trở nên cứng và giòn theo thời gian, đó là hiện tượng "lão hóa". Cần phải kiểm tra độ dẻo dai va đập của thép dưới tải trọng nhiệt độ thấp.
Thời gian đăng bài: 27/03/2025
