Arşiv Uzman İçeriği: makale, çeliğin bileşimi ve mekanik özelliklerine ilişkin tarihsel tanımlamaları, tabloları ve iddiaları korur ancak geçerli bir standart, malzeme spesifikasyonu, sertifika, yapım hesaplaması veya ısıl işlem ve test talimatı değildir. Tasarım değerleri, doğru şekilde tanımlanan çelik türüne ve partisine, üretim koşuluna, kalınlığına, sıcaklığına, kaynaklanabilirliğine, tokluğuna, yorulmasına ve geçerli standarda bağlıdır. Rulman malzemesi izlenebilir belgelere sahip olmalı ve sorumlu bir uzman tarafından seçilip kontrol edilmelidir.
Savo Kusić bugün ahşap pencereler, ahşap-alüminyum pencereler, özel pencereler, kapılar ve teklif talepleri konularına odaklanıyor. Bu makale tarihi bir arşiv olarak kalmaktadır ve çelik yapıların donatı üretimi, tasarımı veya test edilmesine yönelik bir teklifi temsil etmemektedir.
İnşaat çeliğinin bileşimi ve tarihi izleri
Yakıtlarla karıştırılmış demir cevherlerinin eritilmesi ve yabancı maddelerin (genellikle kireçtaşı) eklenmesiyle ve ısıtılmış havanın yüksek fırına basınç altında verilmesiyle pik demir elde edilir. Pik demir 1,7%’den fazla karbon içerir; dövülemez, haddelenemez, yontulamaz veya preslenemez; dolayısıyla çeşitli şekillerde şekillendirilemez. Ferforje, temel bir konvertörde hava üflenerek pik demirden veya bir fırında (Siemens-Martin fırını) hurda demir ve pik demirden üretilir. Haddeleme, presleme ve dövme yoluyla çeşitli formlar oluşturulabilir. Tüm ferforjelere çelik denir.
Geçmiş Tabloları: Gösterilen tablolarda yer alan eski çelik kaliteleri, standartlar, izin verilen değerler ve bükme prosedürleri, günümüzün malzemesini kaynaklamak, tanımlamak veya boyutlandırmak için kullanılmamalıdır. Yalnızca teslim edilen partinin etiketi ve belgeleri, mutabakata varılan ve geçerli standarda göre eşdeğerlik kontrolü ile birlikte geçerlidir.
İnşaat çeliğinin kimyasal bileşimi
Teknik demir saf demir değildir, çoğunlukla manganez, silikon, fosfor, subor ve bakır ilavesiyle ve daha az sıklıkla alüminyum, krom, nikel, molibden vb. ilavesiyle demir ve karbon temel elementlerinin bir alaşımıdır. En önemli katkı maddesi karbondur. Erimiş çeliğin akma mukavemeti ve çekme mukavemeti, yaklaşık 0,9% karbona ulaşılana kadar karbon içeriğinin artmasıyla artar; Karbon içeriği arttıkça kopma uzaması azalır. Yüksek karbon içeriğine sahip çelikler düzleştirme, bükme, bükme vb. işlemler sırasında daha dikkatli kullanılmalıdır.
İnşaat çelikleri St 37.12 kural olarak 0,08-0,15% karbon, ardından yaklaşık 0,5% manganez ve 0,3%’ye kadar silikon içerir. Fosfor ve kükürt içeriği düşük olmalıdır; sırasıyla 0,09% ve 0,05% tutarındadır. Kural olarak 0,2%.
Kimyasal analiz sonuçları değerlendirilirken bunların eriyik analizleri mi yoksa haddelenmiş ürün analizleri mi olduğuna dikkat edilmeli; ikincisi için, numune verilerinin kesitin tamamından alınan numunelere mi yoksa belirli bir yerden (çekirdekten, kenardan, bir uçtan) alınan numunelere mi atıfta bulunduğu önemlidir.
Çelik yapı, sertleştirme, temperleme ve tavlama
Yapının gözlemlenmesi, kural olarak asitlerle aşındırılan düz, dikkatlice işlenmiş, taşlanmış ve cilalanmış yüzeyler üzerinde gerçekleştirilir. Bazı durumlarda (örneğin aşırı ısınmış çelikte), hazırlanan numuneler üzerinde çelik taneleri çıplak gözle tanınabilir.
Resim 1, karbon içeriği yaklaşık 0,1% olan yavaş yavaş soğutulan bir çeliğin yapısını gösterir ve 2 resmi, yaklaşık 0,3% karbon içeriğine sahip yavaş yavaş soğutulan çeliğin yapısını gösterir. Hafif taneler karbon içermez ve esas olarak saf demirden oluşur (bu nedenle ferrit adı verilir); yüksek büyütme altında koyu alanlar çizgili (perlit) görünür. Mikroskop altında koyu lekelerin daha sert ve daha yumuşak katmanlardan oluştuğu fark edilebilir; daha sert katmanlar, daha yumuşak ferritin içine gömülü olan sementit adı verilen demir karbürdür (Fe3C). Yereller - yüksek sıcaklıkta oluşan kristaller, kademeli soğumayla parçalanır. Sıcak çeliğin aniden soğuması kristallerin parçalanmasını önler. Öte yandan, katı çözeltinin dönüşümü başlamadan önce ani soğutma yapılırsa, aksi takdirde yalnızca yüksek sıcaklıklarda var olabilecek çözelti, oda sıcaklığında tutulmaya devam edecektir. Bu durumda karbonu noktalar halinde dağılmış bir malzeme değil, karbonu eşit şekilde dağılmış bir malzeme elde ediyoruz. Bu durumdaki çelik, aynı kimyasal bileşime sahip yavaş soğutulan çeliğe göre çok daha yüksek akma dayanımı ve daha yüksek çekme dayanımı gösterir, ancak aynı zamanda daha az işlenebilirlik gösterir; bu tür çeliğe sertleştirilmiş çelik denir.
Soğutma etkisinin en çok yüzeylerde belirgin olması, içeriye doğru ise zayıflaması doğaldır ki bu da çelik kullanımı açısından büyük önem taşımaktadır. Sertleştirilmiş çelik yüksek iç gerilimler içerir.
Laboratuvar ve Termal Prosedürler: metalografik asitle aşındırma, ısıtma, temperleme ve tavlama, kontrollü bir laboratuvar veya atölye, tanımlanmış malzeme, uygun ekipman ve koruma gerektirir. Uygun olmayan ısıl işlem çatlaklara, deformasyonlara, tokluk kaybına ve yüksek artık gerilimlere neden olabilir.
Çekme testi sırasında çeliğin davranışı
1. Haddelenmiş durumdaki sıradan yapı çelikleri
Çekme testinden öncelikle hem toplam hem de elastik uzama için elastik modül E belirlenebilir. Çeliğin elastiklik modülü 200 GPa.
Düşük gerilimlerde kalıcı uzamalar meydana gelir ancak bunların inşaatta özel bir önemi yoktur. Sıradan çelik, ticari inşaat çeliği St 37 ve beton çeliği I için çoğunlukla 0,24 GPa’yı aşan yükler altında “akmaya” başlar ve büyük kesitlerde bu değer 0,18 GPa’ya kadar düşebilir. Akma sonucunda büyük kalıcı deformasyonlar ve “akma çizgileri” meydana gelir. Çelik uzama diyagramının çizgisi (aşağıdaki resim) akma noktasının aşıldığını gösterir (çekme yüklemesinde bu sınıra akma noktası da denir).
Betonarme kirişlerde çekme bölgesindeki donatının esneme sınırı aşıldığında çelikte önemli uzamalar meydana gelir, kirişin çekme bölgesinde çatlaklar ve bükülmeler oluşur, bu da kirişin taşıma kapasitesini olumsuz etkiler. Yüksek karbon içeriğine sahip çeliklerde, sertleştirilmiş çeliklerde ve genel olarak demir dışı metallerde yukarıdaki resimde gösterilen karakteristik akma noktası görülmez; kalıcı uzamalar genellikle artar ve belirgin bir akma noktası yoktur. Bu gibi durumlarda, kural olarak akma dayanımının, 0,2%.
Değerler tasarım verileri değildir: Metindeki elastisite modülü, akma mukavemeti, mukavemet ve uzama tarihi bir kaynaktan aktarılmıştır. Hesaplama için, ilgili kısmi faktörler, toleranslar ve tokluk, kaynaklanabilirlik ve yorulma gereklilikleri ile birlikte tam modern sınıfın, kalınlığın ve teslimat koşulunun karakteristik ve tasarım değerleri alınır.
2. Soğuk çekilmiş çelikler
Düzeltilen veya bükülen her çelik çubukta, yerel olarak soğuk çekilmiş çelik oluşur. Bunu yaparken çelik, akma noktasının ötesinde yerel olarak gerilir; çizilen kısımda çizim sınırı arttırılır. Düz bir çelik çubuk akma dayanımını aşıncaya kadar çekme kuvvetiyle yüklenirse, yeniden yükleme sırasında akma dayanımı değerinin arttığı gözlenir. İki yük arasındaki “duraklama” süresi ne kadar uzun olursa akma dayanımı da o kadar artacaktır.
Ayrıca, soğuk germe sırasında çubuğun uzamasıyla orantılı olarak çap da azaldığından, testten önce önemli ölçüde gerilmeye maruz kalan çelik, gerilmemiş çeliğe göre önemli ölçüde daha yüksek akma dayanımı ve çekme dayanımı gösterecektir; aynı zamanda daha az darbe dayanımı gösterecektir.
Soğuk çekme, IIb, IIIb ve IVb beton çeliklerinin (tor-çelik, çelik konstrüksiyon hasır) üretiminde kullanıldığı gibi, öngerilmeli donatı telleri ve asma köprü halatlarının üretiminde de kullanılmaktadır.
Soğuk İşleme ve Güçlendirme: Geçmişteki soğuk çekilmiş kaliteler ve açıklamalar, modern ürünün göstergesi değildir. Takviyenin bükülmesi, düzleştirilmesi, yeniden bükülmesi, kaynaklanması veya ısıtılması özellikleri değiştirebilir ve yalnızca ürün dokümantasyonu, tasarımı ve ilgili standart tarafından izin verildiği takdirde izin verilir.
Basınç testi sırasında çeliğin davranışı
Erimiş çeliğin elastikiyeti ve çekme sınırı hakkında söylenenler aynı anlamda basınç yükü için de geçerlidir. Yapısal çeliğin basma testi ve çekme testi sırasında elde edilen akma dayanımı değerleri (basınç durumunda buna akma dayanımı denir) çok fazla farklılık göstermez. Ancak basınç altında yükün ezilme sınırının üzerine çıkması ancak çok kısa elemanlarla mümkündür.
Burkulma kanunları ince çubuklar için geçerlidir. Aynı zamanda, ilk etapta, ister çubuğun uçlarını destekleme ve sıkıştırma yöntemine, ister çubuğun ekseninin belirlenen konumdan sapmalarına ilişkin olsun, uygun varsayımlar dikkate alınmalıdır.
Preslenmiş elemanlar: Malzemenin mukavemeti tek başına çubuğun taşıma kapasitesini belirlemez. Beton elemanın hesabına narinlik, ilk eğrilik, artık gerilmeler, yerel ve genel burkulma, destekler, birleşim yerleri ve kusurlar dahil edilmelidir.
Bükme testinde çeliğin davranışı
Akma noktasıyla ilgili olarak (dışarıdan desteklerin büyük sehimleri veya akma çizgileri tarafından gözlemlenen), bunun bükülme testi sırasında test çubuğunun çekme mukavemeti test edilirken elde edilenlerden biraz daha düşük ancak daha yüksek gerilimlerde meydana gelmesi önemlidir. Desteklerin çekme bölgelerinde çeliğin akma dayanımı aşıldıktan sonra, destekler burkulmaya veya bükülmeye karşı yeterince emniyete alınırsa yükler artırılabilir.
Eğilme testi: fotoğraf, ürün kabul kriterlerini değil, laboratuvar prosedürünü gösterir. Numune geometrisi, destekler, hız, sıcaklık, haddeleme yönü ve derecelendirme kriterleri uygulanan standarda ve tam çelik tipine uygun olmalıdır.
Çeliğin yorulma mukavemeti
Sıradan çekme, basma veya eğme testleri sırasında belirlenen mukavemet özellikleri, çeliğin statik yükleme altındaki davranışı hakkında detaylı bilgi sağlar. Aynı zamanda, uzun süreli statik yükleme sırasındaki akma dayanımının, hasara kadar olağan testlerle elde edilen sınırdan biraz daha düşük olacağı dikkate alınmalıdır. Statik yüklerin ardından sık yükler geliyorsa (örneğin köprüler, vinç rayları, araçlar) veya yalnızca sık sık yükler etki ediyorsa, o zaman malzeme hakkında veriler, yalnızca pratik koşullarla en yakından eşleşen koşullar altındaki davranışına dayalı olarak elde edilebilir. Bu nedenle esas olarak hareketli yüklere maruz kalacak yapı elemanlarına yönelik çelikler sık sık yüklemelerle test edilir.
Çoğu zaman sabit ve hareketli yükler aynı anda meydana gelir. Aşağıdaki örnekler sorunun özünü özetlemektedir. Resimde gösterilen çubuklar1aynı malzemeden yapılmışlardır ve aynı çubuktan dökülmüşlerdir. Alt çubuk, kademeli yüklemeyle yavaşça bükülür; bu nedenle bükülebilir. Üst çubuk, birinci çubukta geçerli olandan çok daha düşük gerilimlerle tekrar tekrar tekrarlanan yüklemeye maruz kalır. Bir süre sonra üst çubuk, kırığın çevresinde kalıcı bir deformasyon göstermeden kırıldı. Buna göre malzemenin hasar anında davranışı, yükün uygulanma şekline önemli ölçüde bağlıdır. Bükülme yüklerine atıfta bulunan verilen örnek aynı zamanda diğer yük türlerinin de karakteristiğidir. resimlerde2Ve3çekme testi örnekleri gösterilmektedir; resim2yırtılma testinin basit bir örneğini ifade eder ve Şekil3tek yönlü değişken gerilim testlerine.
Bu gerçeklerin uygulanmasıyla ilgili olarak, olağan yırtılma testi sırasında gösterilen davranışın dışında, delinmiş veya kesiti başka değişikliklere uğramış bir yapı elemanının değerinin özellikle değerlendirilmesi önemlidir. Delinmiş bir çubuğun sık yüklere karşı direnci, delinmemiş bir çubuğun direncinden çok daha düşüktür, çünkü deliğin kenarlarında voltaj eşikleri görünür. Deliğin kenarındaki gerilim, sık yüklerden kaynaklanıyorsa her zaman ortalama gerilimden önemli ölçüde yüksek olacaktır. Sonuç olarak, sık yük altında delinmiş yapı elemanları, delinmemiş elemanlara göre çok daha az mukavemet gösterir.
Yorulma hakkında son bir not: Yorulma çatlaması, görünür plastik deformasyona neden olan gerilimlerden daha düşük gerilimlerde meydana gelebilir. Delikler, kaynaklı detaylar, ani kesit değişiklikleri, korozyon ve hasarlar detayların ve ömrün kategorisini değiştirir. Tekrarlanan yükleme altındaki yapılar, özel bir yorulma hesaplaması, bir denetim planı ve tespit edilen her çatlağın uzman tarafından değerlendirilmesini gerektirir.