11. Работа стали при повторных нагрузках.

При работе материала в упруг. стали, повторные нагружение не отражает состояние напряжения.

Если образец нагрузить до пластического состояния, затем снять нагрузку, то появятся остаточные деформации. После отдыха вновь загружают образец, в этом случае материал работает упруго до уровня предыдущего загружения.

Повышение упругой работы материала в результате предшествующей пластичной деформации наз-ся наклепом. Пластичность снижается, повышается опасность хрупкого разрушения. Наклеп возникает при холодной гибке, резке, прогибе

13 Ударная вязкость и другие свойства и качества сталей

Твердость сталей определяют на твердомерах Бринелля (НВ) или Роквелла (HR) по величине вдавливания индентера (закаленного шарика или алмазной пирамидки) в испытуемую сталь. Ее вычисляют в МПа с указанием метода испытаний. Твердость поверхности стали можно повышать специальной обработкой (например, цементацией - насыщением поверхностного слоя стали углеродом или закалкой токами высокой частоты).

Ударная вязкость - свойство стали противостоять динамическим (ударным) нагрузкам. Ее значение определяют по величине работы, необходимой для разрушения образца на маятниковом копре. Ударная вязкость зависит от состава стали, наличия легирующих элементов и заметно меняется при изменении температуры. Так, у СтЗ ударная вязкость при +20 °С составляет 0,5...1 МДж/м2, а при-20 °С- 0,3...0,5 МДж/м2.

С помощью технологических испытаний обнаружена способность стали принимать определенные деформации, аналогичные тем, которые стальное изделие будет иметь при дальнейшей обработке или в условиях эксплуатации. Для строительных сталей чаще всего производят пробу на холодный загиб

Теплопроводность стали, как и всех металлов, очень высока и составляет около 70 Вт/(м - °С).Коэффициент линейного термического расширения стали составляет 10"5 К.

Температура плавления стали зависит от ее состава и для обычных углеродистых сталей находится в пределах 1500...1300 °С (чугун с содержанием углерода 4,3 % плавится при 1150 °С).

Температуроустойчивость стали связана с тем, что при нагревании в ней происходят полиморфные превращения, приводящие к снижению прочности. Небольшая потеря прочности наблюдается уже при нагреве выше 200 °С; после достижения температуры 500...600 °С обычные стали становятся мягкими и резко теряют прочность. Поэтому стальные конструкции не огнестойки и их необходимо защищать от действия огня, например, покрытием цементными растворами.

По качественным показателям стали разделены на три группы. Это стали обыкновенного качества, качественные и высококачественные стали. К первой группе относятся только углеродистые стали, к двум другим группам также могут относятся углеродистые и легированные стали.

14.Прокатный сортамент

Первичным элементом стальных конструкций является прокатная сталь, которая выплавляется на металлургических заводах. Прокатная сталь, применяемая в стальных конструкциях, делится на две группы: сталь листовая - толстая, тонкая и универсальная; сталь профильная - уголки, швеллеры, двутавры, тавры, трубы и т. п. Изготовленные на заводах металлических конструкций различные элементы конструкции (балки, колонны, фермы и т. п.) собираются на строительных площадках в конструктивные комплексы - сооружения.

Перечень прокатных профилей с указанием формы, геометрических характеристик, массы единицы длины, допусков и условий поставки называется сортаментом.

СТАЛЬ ЛИСТОВАЯ: широко применяется в строительстве, она классифицируется следующим образом:

сталь толстолистовая: Сортамент этой стали включает листы толщиной от 4 до 160 мм, шириной от 600 до 3800 мм. Листовая горячекатаная сталь поставляется в листах длиной 6 - 12 м

сталь тонколистовая толщиной до 4 мм

сталь широкополочная: Толщина такой стали от 6 до 60 мм, ширина от 200 до 1050 мм и длина от 5 до 12 м.

УГОЛКОВЫЕ ПРОФИЛИ: прокатывают в виде равнополочных и неравнополочных уголков.

ШВЕЛЛЕРЫ: Геометрические характеристики сечения швеллеров определяются его номером, который соответствует высоте стенки швеллера (в сантиметрах).

ДВУТАВРЫ - основной балочный профиль - имеют наибольшее разнообразие по типам, которые соответствуют определенным областям применения.

Балки двутавровые обыкновенные имеют уклон внутренних граней полок и обозначаются номером, соответствующим их высоте в сантиметрах.

Балки двухтавровые широкополочные имеют параллельные грани полок. Широкополочные двутавры прокатываются трех типов: нормальные двутавры (Б), широкополочные двутавры (Ш), колонные двутавры (К).

Конструктивные преимущества (параллельность граней полок и мощность сечений) позволяют применять широкополочные двутавры в виде самостоятельного элемента (балки, колонны, стержни тяжелых, ферм), не требующего почти никакой обработки, что снижает трудоемкость изготовления конструкций в 2-3 раза.

ТОНКОСТЕННЫЕ ПРОФИЛИ

Тонкостенные двутавры и швеллеры .Тонкостенные профили имеют высоту от 120 до 300 мм и полки с параллельными гранями. Применяются тонкостенные профили в балках площадок, фахверках, в легких перекрытиях и покрытиях.

ТРУБЫ: Стальные трубы, применяемые в строительстве, бывают круглые - горячекатаные и электросварные , прямоугольного и квадратного сечения – электросварные.

Трубчатые профили особенно экономичны при применении в сжатых элементах благодаря наибольшему значению радиуса инерции при заданной площади сечения.

Горячекатаные бесшовные трубы имеют диаметр от 25 до 550 мм с толщиной стенок от 2,5 до 75 мм. Эти трубы применяются главным образом в конструкциях радио- и телевизионных опор.

Круглые электросварные трубы имеют диаметр от 8 до 1620 мм с толщиной стенок от 1 до 16 мм. Эти трубы применяются в элементах радио - и телевизионных опор и в конструкциях покрытий в особенности в зданиях с агрессивной средой.

Сортамент электросварных труб предусматривает профили квадратного сечения размером от 80 до 180 мм и прямоугольного сечения размером от 60X100 до 140X180 мм с толщиной профилей от 3 до 8 мм. Эти трубы применяются в строительных конструкциях под легкую кровлю, в фахверках стен, переплетах, витражах и т. п.

ХОЛОДНОГНУТЫЕ ПРОФИЛИ

Гнутые профили изготовляются из листа лепты пли полосы толщиной от 1 до 8 мм. По индивидуальным заказам и техническим условиям металлургических заводов можно получить гнутые профили самой разнообразной формы. Наиболее употребительны равнополочные и неравнополочные уголки, швеллеры, с-образные, замкнутые квадратного и прямоугольного сечения. Основная область применения - в легких конструкциях покрытий зданий, где они, заменяя прокатные профили, могут дать экономию металла до 10 %,

ПРОФИЛИ ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ

Листы прокатывают толщиной до 10,5 мм, шириной до 2000 мм и длиной до 7 м.

Наиболее распространенное на заводах оборудование требует, чтобы профили вписывались в круг диаметром 320 мм (в отдельных случаях 530 мм).На современном прессовом оборудовании можно изготовлять профили площадью сечения от 0,5 до 300 см2. Гнутые профили изготовляют из листов и лент толщиной до 4 мм гнутьем их в холодном состоянии.

Круглые тянутые трубы поставляются с наружные диаметром до 150 мм при толщине стенки 1,5 - 6 мм. Кроме круглых труб поставляют квадратные, прямоугольные и каплевидные.

РАЗЛИЧНЫЕ ПРОФИЛИ И МАТЕРИАЛЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

В металлических конструкциях в сравнительно меньшем объеме применяются профили других конфигураций и материалы разного назначения (стальные канаты и проволока): профили для оконных и фонарных переплетов ,крановые рельсы,двутавровые профили для путей подвесного транспорта,стальные канаты и высокопрочная проволока для висячих и вантовых мостов, оцинкованный профилированный настил.