Leksykon

Stal konstrukcyjna

Stal konstrukcyjna stosowana jest w budownictwie ogólnym i przemysłowym. Właściwości swoje zawdzięcza składowi chemicznemu, strukturze wewnętrznej, sposobowi przetwarzania.

Podział stali konstrukcyjnych

 

Do produkcji wyrobów stalowych, w zależności od ich rodzaju, dobiera się rodzaje stali o odpowiednich właściwościach.

 

Stale konstrukcyjne można podzielić na:

  • konstrukcyjne niestopowe,
  • nierdzewne,
  • do kształtowników zamkniętych (rur) giętych na zimno,
  • do kształtowników zamkniętych (rur) walcowanych na gorąco,
  • o podwyższonej granicy plastyczności w stanie ulepszonym cieplnie,
  • trudno rdzewiejące,
  • drobnoziarniste spawalne po walcowaniu termomechanicznym,
  • drobnoziarniste po normalizowaniu lub walcowaniu normalizującym.

 

Właściwości mechaniczne i fizyczne stali konstrukcyjnej:

 

Do podstawowych właściwości fizycznych stali konstrukcyjnej należą:

  • gęstość objętościowa: ρ = 7850 kg/m3,
  • współczynnik rozszerzalności cieplnej: α = 12∙10-6 1/K lub, przy projektowaniu konstrukcji zespolonych stalowo – betonowych, α = 10∙10-6 1/K,
  • współczynnik Poissona: ν = 0,3,
  • współczynnik sprężystości podłużnej stali: E = 210 000 N/mm2,

 

Właściwości mechaniczne

 

Do podstawowych właściwości mechanicznych stali konstrukcyjnej, które decydują o nośności projektowanej konstrukcji, zalicza się granicę wytrzymałości i plastyczności, odporność na kruche pękanie oraz ciągliwość.

 

Wytrzymałość stali konstrukcyjnej – jest to jej zdolność do przenoszenia naprężeń; miarą wytrzymałości jest granica plastyczności - f(w normach wyrobu oznaczenie Reh) i granica wytrzymałości - fu. W przypadku, gdy nie występuje wyraźna granica plastyczności, to określa się ją jako naprężenie uzyskane przy umownym odkształceniu, wynoszącym 0,2% (umowna granica plastyczności). Wytrzymałość na rozciąganie - Rm (oznaczenie wg normy wyrobu) jest to naprężenie odpowiadające największej sile uzyskanej w czasie próby rozciągania. Wartości nominalne fy i fu zaleca się przyjmować bezpośrednio z normy wyrobu: fy = Reh (górna granica plastyczności) i fu = Rm lub, z pewnym uproszczeniem, z normy PN-EN 1993-1-1 Projektowanie konstrukcji stalowych - Część 1-1: Reguły ogólne i reguły dla budynków wg tablicy 3.1.

 

Udarność – jest to zniszczenie stali w sposób kruchy, bez widocznych odkształceń plastycznych. Czynnikami zmniejszającymi odporność elementu na kruche pękanie jest niska temperatura eksploatacji, a także znaczna grubość elementów, obciążenia dynamiczne i udarowe.

 

Ciągliwość stali- jest to zdolność stali do plastycznego odkształcania się. Zgodnie z PN-EN 1993-1-1 stal konstrukcyjną powinna cechować minimalna ciągliwość, która jest zapewniona jeśli:

  • stosunek granicy wytrzymałości do granicy plastyczności wynosi fu / fy ≥ 1,10,
     
  • wydłużenie przy zniszczeniu, określone na próbce o długości (A0 – pierwotne pole przekroju próbki), nie jest mniejsze od 15%,  
     
  • stosunek odkształceń przy zniszczeniu Ɛu do odkształceń przy osiągnięciu granicy plastyczności Ɛy wynosi Ɛuy≥ 15.

 


 

Normy i przepisy budowlane