Mez kluzu (fyzické)Sт se nazývá napětí, při kterém zbytkové (plastický) deformace a tento proces probíhá při téměř konstantním napětí.
Při absenci plató výnosu (viz obrázek) určete podmíněné limit výnosu.
Základní mechanické vlastnosti ocelí charakterizuje diagram napětí-deformace získaný tahovou zkouškou standardních vzorků. Všechny betonářské oceli se podle charakteru diagramů „-“ dělí na:
1) oceli s jasně definovanou mezí kluzu (měkké oceli);
2) oceli s implicitním plató kluzu (nízkolegované, tepelně zpevněné oceli);
3) ocel s lineární závislostí „-“ téměř až k prasknutí (vysokopevnostní drát).
Hlavní pevnostní vlastnosti:
pro oceli typu 1 – fyzikální mez kluzu у;
pro ocel typu 2 a 3 – podmíněná mez kluzu 0,2, bere se rovnající se napětí, při kterém je zbytková deformace 0,2 %, a podmíněné meze pružnosti0,02, při kterém je zbytková deformace 0,02 %.
Charakteristikou diagramů je navíc pevnost v tahu su(pevnost v tahu) a konečné prodloužení při přetržení, charakterizující plastické vlastnosti oceli. (OBRÁZEK SM)
Malá konečná prodloužení mohou způsobit křehké přetržení výztuže při zatížení a strukturální selhání; vysoké plastické vlastnosti oceli vytvářejí příznivé podmínky pro provoz železobetonových konstrukcí. V závislosti na typu konstrukce a provozních podmínkách spolu s hlavní charakteristikou – diagramem „-“ je v některých případech nutné vzít v úvahu další vlastnosti betonářských ocelí: svařitelnost, reologické vlastnosti, dynamické kalení atd. Svařitelnost je chápána jako schopnost výztuže se spolehlivě spojit pomocí elektrického svařování bez vzniku trhlin. Reologické vlastnosti se vyznačují tečením a relaxací. Tečení betonářských ocelí se objevuje pouze při vysokém namáhání a vysokých teplotách. Mnohem nebezpečnější je relaxace – pokles napětí v čase při konstantní délce vzorku (bez deformace).
22. Jaký je rozdíl mezi provozem železobetonových konstrukcí vyztužených měkkými ocelmi a vysokopevnostní výztuží. Důvody vzniku předpjatých konstrukcí.
„Měkká“ výztuž (třídy A-I, A-II, A-III) na diagramu tahu (1) má tři hlavní sekce: elastické deformace (zde platí Hookeův zákon), oblast kluzu při napětí pl (mez kluzu) a elastický plast. deformace (křivočarý řez). Při navrhování konstrukcí se používá první a druhá sekce. Tekutost oceli se v té či oné míře zohledňuje při výpočtech normálních řezů pro ohyb (se slabou výztuží, s víceřadým uspořádáním výztuže atd.), při výpočtech staticky neurčitých konstrukcí s využitím mezní rovnováhy. metoda a v dalších případech. Třetí úsek není ve výpočtech zahrnut – deformace jsou tam tak velké, že v reálných podmínkách již odpovídají destrukci konstrukcí.
„Pevná“ nebo vysokopevnostní výztuž (třídy A-IV, At-IV a vyšší, B-II, Bp-II, K-7, K-19) nemá fyzikální mez kluzu (2,3), je deformovaná elastické až k hranici proporcionality a pak se diagram postupně ohýbá.
„Tvrdé“ oceli mají vyšší pevnost než „měkké“, ale mají menší prodloužení při přetržení, tzn. mají horší plastické vlastnosti a jsou křehčí. „Měkká“ a „tvrdá“ ocel jsou samozřejmě libovolné pojmy a nenacházejí se v oficiálních dokumentech, ale jsou velmi pohodlné v každodenním životě, a proto jsou široce používány ve vědecké a technické literatuře.
Při napínání předpínací výztuže při zatížení nastává stav předpětí. Tahová napětí v oblasti stlačené vnějším zatížením jsou poměrně vysoká. Velká tlaková napětí vznikají ve spodní zóně, takže diagram je nelineární.
Při působení zatížení jsou tlaková napětí utlumena tahovými napětími od vnějšího zatížení.
Poté, co tahová napětí od vnějšího zatížení převýší tlaková napětí od předpětí, pracuje prvek ve 2. stupni jako běžný, ale s větší únosností. Třetí stupeň je podobný běžnému železobetonovému prvku. (Viz OBRÁZEK)
Důvody pro použití předpjatých konstrukcí:
V předpjatých konstrukcích je možné použít vysoce hospodárnou vysokopevnostní tyčovou výztuž a vysokopevnostní drátěnou výztuž, umožňující v průměru až 50 % snížit spotřebu vzácné oceli ve výstavbě.
Předtlak tahových betonových ploch výrazně oddaluje okamžik vzniku trhliny v natažených zónách prvků omezuje šířku jejich otvoru a zvyšuje tuhost prvků, prakticky bez ovlivnění jejich pevnosti.
Předpjaté konstrukce se často ukazují jako ekonomické pro budovy a konstrukce s takovými rozpětími, zatíženími a provozními podmínkami, při kterých je použití železobetonových konstrukcí bez předpětí technicky nemožné nebo způsobuje nadměrně velké přetěžování betonu a oceli pro zajištění požadované tuhosti a zatížení. -únosnost konstrukcí.
Předpětí, které zvyšuje odolnost konstrukcí proti tvorbě trhlin, zvyšuje jejich odolnost při opakovaném zatížení. To se vysvětluje snížením rozdílu napětí ve výztuži a betonu způsobeném změnou velikosti vnějšího zatížení. Správně navržené předpjaté konstrukce jsou v provozu bezpečné, neboť vykazují značné průhyby před poruchou, varující před havarijním stavem konstrukcí.
Všechny vlastnosti kovů a slitin se obvykle dělí do skupin: fyzikální, chemické, technologické, mechanické a provozní.
Fyzikální vlastnosti určit chování kovových materiálů v tepelných, elektromagnetických a radiačních polích. K fyzikálním vlastnostem zahrnují hustotu, bod tání, tepelnou kapacitu, tepelnou vodivost, elektrickou vodivost, magnetické charakteristiky, tepelnou roztažnost.
Chemické vlastnosti charakterizují schopnost materiálů vstupovat do chemických interakcí s jinými látkami a chemickými prvky a také schopnost kovů a slitin odolávat účinkům agresivního prostředí včetně oxidace.
Technologické vlastnosti charakterizují schopnost materiálů podrobit se zpracování za studena a za tepla, včetně řezání, kování, svařování a odlévání. NA technologické vlastnosti zahrnují obrobitelnost, svařitelnost, kujnost, odlévací vlastnosti (tekutost – schopnost tekutého kovu plnit licí formu; smrštění – zmenšení objemu kovu při přechodu z kapalného do pevného skupenství; segregace – chemická heterogenita v odlitcích; sklon k praskání – pravděpodobnost vzniku licích trhlin a pórů při procesu tuhnutí ve formě).
K mechanickým vlastnostem zahrnují tvrdost, pevnost, plasticitu, elasticitu, viskozitu.
Provozní vlastnosti charakterizovat chování materiálu za daných provozních podmínek. Mezi výkonnostní vlastnosti patří tepelná odolnost, tepelná odolnost, křehkost za studena, únava, odolnost proti opotřebení.
Vybrat materiál a vyhodnotit jeho dlouhodobou výkonnost a životnost
spolehlivost je nejdůležitější mechanické a provozní vlastnosti. Proto budou podrobně zvažovány tyto skupiny vlastností a metody jejich stanovení.
MECHANICKÉ VLASTNOSTI KOVŮ A SLItin
Různorodost provozních podmínek a zpracování materiálů předurčuje potřebu provádět velké množství mechanických zkoušek pro získání celé řady hodnot mechanických vlastností.
V závislosti na způsobu nakládání vzorku jsou různé statický, dynamický и cyklický testy.
Podívejme se na hlavní mechanické vlastnosti a jejich kvantitativní charakteristiky.
Tvrdost je vlastnost materiálu odolávat vnějším zatížením v přímém kontaktu.
Všechny metody měření tvrdosti mají stejný princip:
vtlačení cizího tělesa (indentoru) různých tvarů, velikostí s různým zatížením do povrchu vzorku.
Pro stanovení tvrdosti se rozlišují následující metody:
Brinellova metoda (indentor – ocelová kulička);
Rockwellova metoda (indentor – diamantový kužel nebo ocelová kulička);
Vickersova metoda (indentor – diamantová pyramida).
Schémata těchto metod jsou znázorněna na Obr. 4.1.
Rýže. 4.1. Schéma stanovení tvrdosti:
A) – podle Brinella; 6) – podle Rockwella; V) – podle Vickerse
Brinellova metoda
Brinellův test (obr. 4.1, ) spočívá ve vtlačení do
zkušební těleso z ocelové kuličky o pr D při stálém zatížení P (P=1000 kg – pro neželezné kovy; P-3000 kg – pro železné kovy) a měření průměru tisku d na povrchu vzorku. Číslo tvrdosti podle Brinella HB určuje velikost nákladu R, děleno kulovou plochou tisku. Čím menší je průměr tisku, tím vyšší je tvrdost kovu. V praxi se tvrdost neurčuje podle vzorců, ale podle speciálních tabulek na základě průměru vtisku d.
Tvrdost podle Brinella je označena HB, kde N – tvrdost, B – Brinellova metoda. Tvrdost podle Brinella se měří v MPa.
Rockwellova metoda
Měření tvrdosti pomocí této metody je rychlejší a pohodlnější než pomocí metody podle Brinella, protože hodnota tvrdosti se zobrazuje na stupnici přístroje.
Při testování metodou Rockwell (obr. 4.1, b) Indentor je diamantový kužel nebo u měkčích materiálů ocelová kulička. Kužel a koule jsou vtlačeny do kovu s různým zatížením. Zařízení má tři stupnice. Při zkoušce s diamantovým kuželem a zátěží P = 150 kg je uvedena stupnice Z, a je určena tvrdost HRC, při zkoušce s diamantovým kuželem, ale se zátěží P = 60 kg, je uvedena stupnice Aa tvrdost – HRA, při zkoušce s ocelovou kuličkou se zatížením 100 kg je uvedena stupnice Вa tvrdost – HRB (Stůl 4.1).
