Для  студентов архитектурных специальностей

Металлические конструкции

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Основные показатели механических свойств стали: прочность, упругость и пластичность, склонность к хрупкому разрушению. Прочность материала определяется его сопротивляемостью внешним силовым воздействиям. Упругость есть свойство материала восстанавливать свое первоначальное состояние после снятия внешних силовых воздействий. Пластичность характеризует свойства материала получать остаточные деформации (не возвращаться в первоначальное состояние) после снятия внешних нагрузок. Хрупкость характеризуется разрушением материала при малых деформациях в пределах упругой работы.

В зависимости от механических свойств, вида и толщины проката, а также степени использования работы материала конструкционные стали подразделяют на 21 группу (табл. 51 и 52 СНиП П-23-81).

Важными механическими свойствами строительных сталей являются явления наклепа, старения, неравномерного распределения напряжений и усталости. Наклеп— это увеличение области упругой работы стали oadm>Ryn путем предшествующего растяжения выше предела текучести ( 9). При повторном нагружении стали она начинает работать упруго до допускаемого напряжения Oadm, однако при этом значительно повышается ее хрупкость.

В результате деформационного и термического старения сталь изменяет свои свойства во времени, улучшая, подобно наклепу, упругие свойства и снижая пластичность. Наибольшей опасности разрушения металлические конструкции подвергаются тогда, когда в рабочих сечениях появляются какие-либо ослабления в виде отверстий, выточек и надрезов ( 10).

В зависимости от вида ослабления у их краев возникают повышенные напряжения (концентрация напряжений), превышающие нормальные напряжения а в неослабленных сечениях в 2 и 3 раза. При расчетах это явление необходимо учитывать в случае применения низколегированных сталей. В мягких углеродистых сталях они не так опасны, так как в расчетной стадии напряжения выравниваются.

Наиболее опасным воздействием на металл оказывается явление усталости — разрушение металла под воздействием многократно повторяющейся, особенно знакопеременной, нагрузки. Опасность эта объясняется еще и тем, что разрушение конструкции, как правило, мгновенно, хрупко.

Сопротивление конструкции усталостным разрушениям называется выносливостью. При проектировании конструкций, работающих при динамических и знакопеременных нагрузках, нормы предусматривают снижение расчетных сопротивлений, сокращение объемов применения сварных конструкций и соединений с концентраторами напряжений.

Механические свойства алюминиевых сплавов зависят от химического состава и условий их обработки. По абсолютным величинам ( II) они близки к сталям обычной и повышенной прочности, однако они более дефермативны и обладают менее выраженными пластическими свойствами.