Работа стали при растяжении

Область применения и особенности МК

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ: пром. здания, большепролётные покрытия общественных зданий, мосты и эстакады, листовые к-ии (резервуары, бункеры), башни, мачты, каркасы многоэтажных зданий.

 

Достоинства и недостатки

Основные достоинств:1.надежность обуславливается сходством работы с расчетом в виду изотропности и однородности.2.легкость обусловлена высокой прочностью стали.3.индустриальность-изготовление и монтаж поддается механизации и автоматизации.4.непроницаемость обеспечивается высокой плот­ностью металла.5. простота ремонта и реконструкции достигается высокой индустриальностью демонтажа и монтажа конструкций. Металлические конструкции проще других поддаются усилению, в том числе под на­грузкой.6.возможность повторного использования после переплавки.

К недостаткам металлических конструкций относятся: низкая стойкость к коррозии, относительно малая огнестойкость и дефицит­ность.

Низкая стойкость к коррозии (ржавлению) требует постоянного наблюдения и ухода за конструкциями. Эксплуатационные расходы на их очистку, окраску и т.п. достаточно велики, поэтому конструк­тивные формы ограничены необходимостью легкого доступа ко всем поверхностям для проведения этих операций.

Малая огнестойкость проявляется в снижении прочности и мо­дуля упругости при высоких температурах, что приводит к уменьше­нию несущей способности, в первую очередь—устойчивости. Модуль упругости, а, значит, и прочность стали, начинает уменьшаться при температуре более 200°С, а при 600°С сталь переходит в пластическое состояние. Для повышения огнестойкости принимают специальные меры защиты от высоких температур в виде обмазки или облицовки огнестойкими материалами.

При проектировании необходимо учитывать:условия эксплуатации, экономию металла, транспортабельность, возможность применения скоростного монтажа, долговечность, надежность, эстетичность, типизацию.

 

Основные направления развития МК

3 этапа развития; дореволюц-ый - кричное железо применяют в виде затяжек для кладки церквей. 1830 чугунные мосты, заклепочные соединения. Послереволюционный 1930 электротуговая сварка. Послевоенный период -вырос спрос на мк, развиваются теории расчета, с 1955 считают по предельным состояниям. Появились 1 пространственные конструкции. Жуков, Мельников, Муканов. Область применения: в промышленных зданиях, пролеты более 42м., переходы, мосты, резервуары, трубы, башни, мачты, каркасы.

Направления развития.

Массу мк можно снизить применяя легкие конструкции покрытия. Сечения ферм можно конструировать из тонкостенных профилей. В кровлях применяют штампованный настил с легким утеплителем. Для перекрытия пролетов применяют структурные- стержневые плиты- «-» сложность узловых сопряжений. Эффективность их применения можно увеличить за счет блочных сборок на заводе. Для снижения веса- сквозные прогоны с полками из профилированных листов.

Организация проектирования МК

1. Условия эксплуатации.
2. Экономия металла (высокая стоимость).
3. Транспортабельность (перевозка по частям или целиком с применением соответствующих транспортных средств).
4. Технологичность – использование современных технологических приемов, обеспечивающих снижение трудоемкости.
5. Скоростной монтаж. Сборка в наименьшие сроки.
6. Долговечность – определяется сроками физического и морального износа.
7. Эстетичность. Конструкция должна обладать гармоничными формами.
Основным принципом проектирования является достижение трех главных показателей: экономии стали, повышение производительности труда при изготовлении, снижение трудоемкости и сроков монтажа, которые определяют стоимость конструкции.
Достигается это путем использования низколегированных и высокопрочных сталей, экономичных прокатных и гнутых профилей, внедрения в строительство пространственных, предварительно напряженных, висячих, трубчатых и т. п. конструкций, совершенствованием методов расчета и изысканием конструктивных оптимальных решений с использованием ЭВМ. Кроме того, разработаны типовые решения часто повторяющихся конструктивных элементов - колонн, ферм, подкрановых балок, оконных и фонарных проемов, радиомачт, башен, опор линии электропередачи, резервуаров т.п.

Проектирование к-ии – в 2 стадии:

1.Технический проект: выбирается вариант, доказывается экономическая целесообразность, рассм.источники энергии, воды, сырья, определяются основные к-ые схемы и подбираются типовые к-ии. Утверждается санпин, пожарники, гл.архитектор, адм-я.

2.Рабочий проект:

2₁.Проект КМ: делается проектной организацией в составе:- пояснительная записка с статическими и динамическими расчётами, -графическая часть с компоновочными чертежами.

2₂.КМД: разрабатывается в КБ либо на стройке; -уточняется технология уточнения монтажа, -членение к-ии на отправочные размеры, -конструируются узловые сопряжения, -методы защиты от коррозии и методы контроля качества изготовителя.

 

Влияние на работу стали различных факторов

Старение. Старению способствуют – механические воздействия, температурные колебания. При температуре 150-200ºС старение резко возрастает.

Наклеп. Повышение упругой работы материала в результате предшествующей пластической деформации называется наклепом. При наклепе искажается атомная решетка и увеличивается плотность дислокаций. Пластичность стали снижается, повышается опасность хрупкого разрушения, что неблагоприятно сказывается на работе строительных конструкций.

Наклеп возникает в процессе изготовления конструкций при холодной гибки элементов, пробивке отверстий, резке ножницами.

Влияние температуры. При температуре 250-300˚С прочность стали повышается, но снижается пластичность. Сталь становится более хрупкой. Нагрев свыше 400˚С приводит к резкому падению предела текучести и временного сопротивления, при t = 600-650ºС наступает температурная пластичность и сталь теряет свою несущую способность.

При отрицательных температурах прочность стали возрастает, временное сопротивление и предел текучести сближаются, ударная вязкость падает и сталь становится хрупкой.

Склонность стали к хрупкому разрушению при низких температурах зависит от величины зерна, наличия вредных примесей (фосфор, сера, азот, водород), толщины проката.

Наиболее склонны к хрупкому разрушению кипящие стали.

 

Работа стали при растяжении

Работа стали. На рисунке кривая в сталь обычной прочности.

В первой стадии до предела пропорциональности σ_пц происходят упругие деформации, пропорциональные действующим напряжениям, - это стадия упругой работы. После снятия нагрузки образец принимает первоначальные размеры.

При дальнейшем увеличении нагрузки пропорциональность между напряжениями и деформациями нарушается — деформации начинают расти быстрее напряжений (участок между σ_пц и σ_т).

Последующее увеличение напряжений приводят к развитию больших деформаций изделия при постоянных напряжениях — к образованию площадки текучести. Этой стадии пластического течения отвечают напряжения предела текучести. После снятия нагрузки упругая часть деформаций возвращается (линия разгрузки идет параллельно линии нагрузки), а необратимая остается, приводя к остаточным деформациям.

Стадию работы материала, в которой происходит повышение сопротивления внешним воздействиям после площадки текучести до временного сопротивления, называют стадией самоупрочнения. В этой стадии материал работает как упругопластический.

Во все время растяжения продольным деформациям удлинения сопутствуют поперечные деформации сужения, причем при подходе к временному сопротивлению деформации удлинения и сужения начинают концентрироваться в наиболее слабом месте, образуя шейку. Сечение в месте шейки интенсивно уменьшается, что приводит к повышению напряжений в месте сужения, поэтому, несмотря на то, что нагрузка на образец снижается, по месту образования шейки происходит разрыв.

 

8) Низколегированные стали – это стали, в химическом составе которых помимо железа, углерода и неизбежных примесей присутствуют специальные так называемые легирующие примеси. Однако, процент примесей в низколегированных сталях не превышает 2,5%.

Легирующие примеси могут включать никель, хром, марганец, кремний, вольфрам, ванадий, молибден, медь, кобальт, ниобий, титан, алюминий, бор, азот. Каждая из добавок позволяет придать стали определенные требуемые свойства.

хорошо свариваются и имеют хорошую ударную вязкость с низким порогом хладноломкости (—40о — —60°). Они изготовляются спокойными и имеют поэтому мелкозернистую струк­туру. Присутствие меди, хрома и никеля повышает стойкость многих марок против коррозии. С другой стороны, низколегированные стали бо­лее чувствительны к концентрации напряжений и потому часто имеют относительно более низкую вибрационную прочность.

 

Маркировка стали

Условный номер марки 0-6. По степени удаления кислорода из стали, т. е. По степени её раскисления, существуют:

· спокойные стали, т. е., полностью раскисленные; такие стали обозначаются буквами “сп” в конце марки (иногда буквы опускаются);

· кипящие стали - слабо раскисленные; маркируются буквами "кп";

· полу спокойные стали, занимающие промежуточное положение между двумя предыдущими; обозначаются буквами "пс".

Сталь обыкновенного качества подразделяется еще и по поставкам на 3 группы:

1. сталь группы А поставляется потребителям по механическим свойствам (такая сталь может иметь повышенное содержание серы или фосфора);

2. сталь группы Б - по химическому составу;

3. сталь группы В - с гарантированными механическими свойствами и химическим составом.

В зависимости от нормируемых показателей (предел прочности σ, относительное удлинение δ%, предел текучести δ_т, изгиб в холодном состоянии) сталь каждой группы делится на категории, которые обозначаются арабскими цифрами.

12345Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: