Arhīva eksperta saturs: rakstā ir saglabāti vēsturiskie apzīmējumi, tabulas un apgalvojumi par tērauda sastāvu un mehāniskajām īpašībām, taču tas nav derīgs standarts, materiāla specifikācija, sertifikāts, konstrukcijas aprēķins vai termiskās apstrādes un testēšanas instrukcija. Projektētās vērtības ir atkarīgas no precīzi identificētā tērauda veida un partijas, ražošanas stāvokļa, biezuma, temperatūras, metināmības, stingrības, noguruma un piemērojamā standarta. Gultņa materiālam ir jābūt izsekojamam dokumentācijai, un to jāizvēlas un jāpārbauda atbildīgam ekspertam.
Mūsdienās Savo Kusić koncentrējas uz koka logiem, koka-alumīnija logi, pielāgoti logi, durvis un piedāvājuma pieprasījumi. Šis raksts paliek kā vēstures arhīvs un nav piedāvājums stiegrojuma ražošanai, projektēšanai vai tērauda konstrukciju testēšanai.
Celtniecības tērauda sastāvs un vēsturiskās zīmes
Kausējot dzelzsrūdas, kas sajauktas ar kurināmo, un pievienojot piemaisījumus - parasti kaļķakmeni -, kā arī ievadot domnā uzkarsētu gaisu zem spiediena, iegūst čugunu. Čuguns satur vairāk nekā 1,7% oglekli; to nevar kalt, velmēt, kalt vai presēt - līdz ar to to nevar dažādi veidot. Kaltu čugunu ražo no čuguna, pūšot gaisu pamata pārveidotājā, vai no čuguna un čuguna krāsnī (Siemens-Martin krāsns). No tā var izveidot dažādas formas, velmējot, presējot un kaļot. Visu kalto dzelzi sauc par tēraudu.
Vēstures tabulas: Vecos tērauda apzīmējumus, standartus, pielaides un lieces procedūras parādītajās tabulās nedrīkst izmantot mūsdienu materiāla iegūšanai, identificēšanai vai izmēra noteikšanai. Derīga ir tikai piegādātās partijas etiķete un dokumentācija ar līdzvērtības pārbaudi saskaņā ar saskaņoto un spēkā esošo standartu.
Celtniecības tērauda ķīmiskais sastāvs
Tehniskais dzelzs nav tīrs dzelzs, bet gan pamatelementu dzelzs un oglekļa sakausējums, visbiežāk pievienojot mangānu, silīciju, fosforu, sumboru un varu, retāk ar alumīniju, hromu, niķeli, molibdēnu u.c. Svarīgākais ir oglekļa piemaisījums. Izkausēta tērauda tecēšanas robeža un stiepes izturība palielinās, palielinoties oglekļa saturam, līdz tiek sasniegts aptuveni 0,9% oglekļa līmenis; pārrāvuma pagarinājums samazinās, palielinoties oglekļa saturam. Ar tēraudu ar augstu oglekļa saturu jārīkojas uzmanīgāk, iztaisnojot, liekot, liekot utt.
Celtniecības tērauds Sv37.12parasti tie satur0,08-0,15%oglekļa, tad apm0,5%mangāns, līdz0,3%silīcijs. Fosfora un sēra saturam jābūt zemam; tā summas attiecīgi0,09%un0,05%. Kā likums, vara ir vairāk0,2%.
Vērtējot ķīmisko analīžu rezultātus, jāņem vērā, vai tās ir kausējumu analīzes vai velmētu preču analīzes; attiecībā uz pēdējo ir svarīgi, vai parauga dati attiecas uz paraugiem, kas iegūti no visas sadaļas, vai paraugiem, kas ņemti no noteiktas vietas (no serdes, no malas, no viena gala).
Tērauda struktūra, rūdīšana, rūdīšana un atkausēšana
Struktūras novērošana tiek veikta uz līdzenām, rūpīgi apstrādātām, slīpētām un pulētām virsmām, kuras, kā likums, ir skābju korozijas. Dažos gadījumos (piemēram, uz pārkarsēta tērauda) sagatavotajos paraugos tērauda graudus var atpazīt ar neapbruņotu aci.
Attēlā 1 parādīta lēni atdzesēta tērauda struktūra ar oglekļa saturu aptuveni 0,1%, un attēlā 2 parādīta lēni atdzesēta tērauda struktūra ar oglekļa saturu aptuveni 0,3%. Vieglie graudi nesatur oglekli un sastāv galvenokārt no tīras dzelzs (tātad nosaukums ferīts); lielā palielinājumā tumšie apgabali izskatās svītraini (perlīts). Zem mikroskopa var atpazīt, ka tumšie plankumi sastāv no cietākiem un mīkstākiem slāņiem; cietākie slāņi ir dzelzs karbīds (Fe3C), ko sauc par cementītu, kas ir iestrādāts mīkstākā ferītā. Vietējie - kristāli, kas veidojas augstā temperatūrā, pakāpeniski atdziestot sadalās. Pēkšņa karstā tērauda dzesēšana novērš kristālu sadalīšanos. No otras puses, ja pēkšņa dzesēšana tiek veikta pirms cietā šķīduma pārveidošanas sākuma, tad šķīdumu, kas citādi var pastāvēt tikai augstā temperatūrā, turpinās uzturēt istabas temperatūrā. Šajā gadījumā mēs iegūstam nevis materiālu, kura ogleklis ir sadalīts plankumu veidā, bet gan materiālu ar vienmērīgi sadalītu oglekli. Tēraudam šādā stāvoklī ir daudz augstāka tecēšanas robeža un lielāka stiepes izturība nekā lēni atdzesētam tēraudam ar tādu pašu ķīmisko sastāvu, taču tam ir arī mazāka mehāniskā apstrāde; šādu tēraudu sauc par rūdīto tēraudu.
Ir dabiski, ka dzesēšanas efekts visspilgtāk izpaužas uz virsmām, savukārt uz iekšpusi tas vājinās, kam ir liela nozīme tērauda izmantošanā. Rūdīts tērauds satur lielus iekšējos spriegumus.
Laboratorijas un termiskās procedūras: metalogrāfiskajai kodināšanai ar skābi, karsēšanai, rūdīšanai un atkausēšanai ir nepieciešama kontrolēta laboratorija vai darbnīca, identificēts materiāls, atbilstošs aprīkojums un aizsardzība. Nepareiza termiskā apstrāde var izraisīt plaisas, deformācijas, stingrības zudumu un lielus atlikušos spriegumus.
Tērauda izturēšanās stiepes pārbaudes laikā
1. Parastie konstrukciju tēraudi velmētā stāvoklī
No stiepes testa, pirmkārt, elastības moduli E var noteikt gan kopējam, gan elastīgajam pagarinājumam. Tērauda elastības modulis ir 200 GPa.
Pastāvīgi pagarinājumi notiek pie zema sprieguma, taču būvniecībā tiem nav īpašas nozīmes. Parastais tērauds sāk “plūst” zem slodzēm, kas komerciālajam konstrukciju tēraudam St 37 un betona tēraudam I lielākoties pārsniedz 0,24 GPa, un lielās sekcijās šī vērtība var samazināties līdz 0,18 GPa. Plūsmas rezultātā rodas lielas paliekošas deformācijas un “ražas līnijas”. Tērauda pagarinājuma diagrammas līnija (attēls zemāk) parāda, ka ir pārsniegta tecēšanas robeža (spriegojuma slodzē šo robežu sauc arī par tecēšanas robežu).
Ja dzelzsbetona sijām tiek pārsniegta stiegrojuma stiepes robeža spriegojuma zonā, tēraudā rodas ievērojami pagarinājumi, kā rezultātā sijas stiepes zonā veidojas plaisas un izliekumi, kas pasliktina sijas nestspēju. Uz tēraudiem ar augstu oglekļa saturu, uz rūdītiem tēraudiem un kopumā uz krāsainajiem metāliem raksturīgā tecēšanas robeža, kas parādīta iepriekš attēlā, neparādās; pastāvīgie pagarinājumi parasti palielinās, un nav noteiktas tecēšanas robežas. Šādos gadījumos parasti tiek pieņemts, ka tecēšanas robeža ir vienāda ar slodzi, pie kuras notiek pastāvīgs 0,2%.
Vērtības nav projektēšanas dati: elastības modulis, tecēšanas robeža, stiprība un pagarinājums tekstā ir pārnesti no vēsturiska avota. Aprēķiniem tiek ņemtas precīzas mūsdienu klases, biezuma un piegādes stāvokļa raksturojošās un projektētās vērtības, kā arī attiecīgie daļējie faktori, pielaides un prasības attiecībā uz izturību, metināmību un nogurumu.
2. Auksti stiepti tēraudi
Katrā tērauda stienī, kas ir iztaisnots vai saliekts, ir lokāli auksti stiepts tērauds. To darot, tērauds tiek lokāli nospriegots, pārsniedzot tecēšanas robežu; uzzīmētajai daļai tiek palielināts zīmēšanas limits. Ja vienkāršā tērauda stieni noslogo spriegojumā, līdz tiek pārsniegta tecēšanas robeža, pārslogojot tiek novērots, ka tecēšanas robežas vērtība ir palielinājusies. Jo ilgāks ir “pauzes” laika intervāls starp divām slodzēm, jo vairāk palielinās tecēšanas robeža.
Turklāt, tā kā aukstās stiepšanas laikā arī diametrs samazinās proporcionāli stieņa pagarinājumam, līdz ar to tērauds, kas pirms testa tika pakļauts ievērojamai stiepšanai, uzrādīs ievērojami augstāku tecēšanas robežu un stiepes izturību nekā tērauds, kas nav izstiepts; tajā pašā laikā tas uzrādīs mazāku triecienizturību.
Aukstā vilkšana tiek izmantota betona tēraudu IIb, IIIb un IVb (tor-tērauda, tērauda konstrukciju sieta) ražošanā, kā arī stiepļu ražošanā nospriegotai stiegrojumam un piekares tiltu virvēm.
Aukstā apstrāde un pastiprināšana: vēsturiskās aukstās stiepšanas kategorijas un apraksti neliecina par mūsdienu izstrādājumiem. Armatūras locīšana, iztaisnošana, atkārtota locīšana, metināšana vai karsēšana var mainīt īpašības, un tā ir atļauta tikai tad, ja to atļauj produkta dokumentācija, konstrukcija un piemērojamais standarts.
Tērauda uzvedība spiediena pārbaudes laikā
Tas, kas tika teikts par izkausētā tērauda elastību un stiepes robežu, attiecīgajā nozīmē attiecas uz spiediena slodzi. Konstrukciju tērauda tecēšanas robežas (spiediena gadījumā to sauc par tecēšanas robežu) vērtības, kas iegūtas kompresijas pārbaudē un stiepes pārbaudē, daudz neatšķiras. Tomēr zem spiediena slodzes palielināšana, kas pārsniedz saspiešanas robežu, ir iespējama tikai ar ļoti īsiem elementiem.
Izliekšanās likumi attiecas uz slaidiem stieņiem. Tajā pašā laikā, pirmkārt, jāņem vērā attiecīgie pieņēmumi neatkarīgi no tā, vai tie attiecas uz stieņa galu atbalstīšanas un saspiešanas veidu, vai arī uz stieņa ass novirzēm no noteiktā stāvokļa.
Presētie elementi: materiāla izturība vien nenosaka stieņa nestspēju. Betona elementa aprēķinā ir jāiekļauj slaidums, sākotnējais izliekums, atlikušie spriegumi, lokāla un globāla izliekšanās, balsti, savienojumi un nepilnības.
Tērauda izturēšanās lieces testā
Attiecībā uz tecēšanas robežu (no ārpuses novērota ar lielām balstu novirzēm vai stiepes līnijām), ir svarīgi, lai tas lieces testa laikā notiktu pie nedaudz mazākiem, bet lielākiem spriegumiem nekā tie, kas iegūti, pārbaudot testa stieņa stiepes izturību. Pēc tērauda tecēšanas robežas pārsniegšanas balstu stiepes zonās slodzes var palielināt, ja balsti ir pietiekami nodrošināti pret izliekšanos vai sagriešanos.
Liekšanas tests: fotoattēlā redzama laboratorijas procedūra, nevis produkta pieņemšanas kritēriji. Parauga ģeometrijai, balstiem, ātrumam, temperatūrai, velmēšanas virzienam un šķirošanas kritērijiem jāatbilst piemērotajam standartam un precīzam tērauda veidam.
Tērauda noguruma izturība
Stiprības īpašības, kas noteiktas parastos stiepes, spiedes vai lieces testos, sniedz detalizētu informāciju par tērauda uzvedību statiskās slodzes apstākļos. Tajā pašā laikā jāņem vērā, ka tecēšanas robeža ilgstošas statiskās slodzes laikā būs nedaudz zemāka par robežu, kas iegūta parastajā testēšanā līdz atteicei. Ja statiskām slodzēm seko biežas slodzes (piemēram, tilti, celtņu sliedes, transportlīdzekļi) vai ja vispār darbojas tikai biežas slodzes, tad datus par materiālu var iegūt, tikai pamatojoties uz tā uzvedību apstākļos, kas visvairāk atbilst praktiskiem apstākļiem. Tāpēc tēraudi konstrukcijas elementiem, kas galvenokārt tiks pakļauti kustīgām slodzēm, tiek pārbaudīti ar biežu slodzi.
Visbiežāk stacionāras un kustīgas slodzes notiek vienlaikus. Tālāk minētie piemēri raksturo problēmas būtību. Stieņi redzami attēlā1tie ir izgatavoti no tā paša materiāla un atlieti no viena un tā paša stieņa. Apakšējais stienis ir lēnām saliekts, pakāpeniski noslogojot; tāpēc tas varētu būt saliekts. Augšējais stienis tiek atkārtoti pakļauts atkārtotai slodzei, un spriegumi ir daudz mazāki nekā tie, kas dominē pirmajā stienī. Pēc kāda laika augšējais stienis nolūza, neuzrādot nekādas paliekošas deformācijas ap lūzumu. Saskaņā ar to materiāla izturēšanās bojājuma gadījumā ir būtiski atkarīga no slodzes pielikšanas veida. Dotais piemērs, kas attiecas uz lieces slodzēm, ir raksturīgs arī citiem slodžu veidiem. Attēlos2un3parādīti stiepes testu piemēri; attēlu2attiecas uz vienkāršu plīsuma testa piemēru, un att3uz vienvirziena mainīga spriegojuma testiem.
Attiecībā uz šo faktu piemērošanu ir svarīgi, ka, izņemot parastā noraušanas pārbaudē parādīto uzvedību, īpaši jānovērtē konstrukcijas elementa vērtība, kas ir urbts vai kura šķērsgriezumā ir veiktas citas izmaiņas. Urbta stieņa pretestība biežām slodzēm ir daudz zemāka nekā neurbta stieņa pretestība, jo urbuma malās parādās sprieguma sliekšņi. Spriegums urbuma malā, ja to izraisa biežas slodzes, vienmēr būs ievērojami lielāks par vidējo spriegumu. Rezultātā urbti ēkas elementi, kas pakļauti biežai slodzei, izrāda daudz mazāku izturību nekā neurbti elementi.
Pēdējā piezīme par nogurumu: noguruma plaisāšana var rasties, ja spriegums ir mazāks par tiem, kas izraisa redzamu plastisko deformāciju. Caurumi, metinātas detaļas, pēkšņas griezuma izmaiņas, korozija un bojājumi maina detaļu kategoriju un kalpošanas laiku. Atkārtotas slodzes konstrukcijām nepieciešams īpašs noguruma aprēķins, pārbaudes plāns un katras konstatētās plaisas ekspertu novērtējums.