CHARAKTERYSTYCZNE WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE I FIZYCZNE STALI

Fizyczne

właściwości stali mające istotne znaczenie, dla konstrukcji budowlanych tj.

gęstość, gęstość objętościowa, rozszerzalność cieplna i dźwiękowa oraz stałe materiałowe nie zależą prawie od składu chemicznego stali , jej obróbki i wytrzymałości [Żenczykowski W. –

Budownictwo ogólne.].

Zarówno gęstość jak i gęstość objętościowa są ze względu na zwartą budowę stali nieomal jednakowe i stąd do obliczeń przyjmuje się gęstość średnią 7,85g/

3

cm .

Elementy stalowe są wrażliwe na zmiany temperatury i wykazują większe od innych materiałów zmianę swej długości i szerokości odpowiednio zwiększając swe wymiary przy wzroście temperatury oraz zmniejszając przy jej spadku. Odkształcalność cieplną konstrukcji stalowych może wywoływać niekiedy bardzo znaczne dodatkowe naprężenia termiczne szczególnie niebezpieczne przy większych rozpiętościach obiektów budowlanych i znacznych zmianach temperatury otaczającego powietrza.

Przewodność cieplna jest cechą wyróżniającą metale, a tym samym i stal od innych tworzyw budowlanych.

W przeciwieństwie do opisanych właściwości fizycznych, właściwości mechaniczne stali są na ogół funkcją jej składu chemicznego i obróbki.

Do najbardziej istotnych dla projektanta konstrukcji właściwości

mechanicznych należą: wytrzymałość, sprężystość, plastyczność, udarność, twardość, ciągliwość, spawalność oraz kowalność. Konstruktora interesuje zazwyczaj granica plastyczności R , tj. ta wielkość naprężeń przy której materiał zaczyna się odkształcać przy e

niewielkim wzroście naprężeń.

Rys.1. Wpływ temperatury na spadek granicy plastyczności Re

Rys.2. Wpływ temperatury na współczynnik sprężystości

Na cechy mechaniczne stali ma wpływ temperatura.

Przy niskiej temperaturze obniża się np. udarność, kujność, natomiast przy wysokiej temperaturze zmniejsza się bardzo wytrzymałość stali na ściskanie i rozciąganie.

Podkreślić należy, że stal będąc materiałem ognioochronnym, ale nie ognioodpornym, mając przy tym duży współczynnik liniowej rozszerzalności cieplnej, wywołuje przy wzroście temperatury rozpieranie otuliny i murów prowadząc do ich zniszczenia. Wynika stąd potrzeba stosowania zabezpieczeń nośnych elementów stalowych przed działaniem ognia.