1. Wyroby walcowane na gorąco (Walcowanie na gorąco. Odbywa się w temp. zapewniającej rekrystalizację materiału, a tym samym zmniejszenie nacisku jednostkowego niezbędnego do jego odkształcenia)

*Podstawowe elementy - pręty płaskie - blachy uniwersalne - blachy grube; Kształtowniki *dwuteowniki : I200, *dwuteownik pocieniony: I200p, *dwuteownik równoległościenny: PE, *dwuteownik szerokostopowy: HBE , *ceownik, *kątownik -równoramienne, - nierównoramienne, *teownik, *zetownik, *rury.

2. Kształtowniki gięte na zimno - z blachy płaskiej na maszynach na zimno jest gięta

3. wyroby spawane , belki ażurowe z dwuteowników są wysokości 4/3h

4. Gatunki stali i ich różnice.

* Stal niestopowa - węglowa, jej głównym składnikiem obok żelaza jest węgiel. Stal niskowęglowa (C< 0,25%) stosowana w budownictwie (oznaczenie, np. St3SX, gdzie: St- stal, 3- wytrzymałość na rozerwanie, S- odmiany jakościowe stali, X-stal nieuspokojona- może być też Y-półuspokojona lub nic nie ma wtedy stal uspokojona).

Stal nieuspokojona- zanieczyszczona

Stal półuspokojona - częściowo oczyszczona

Stal uspokojona- stal czysta

* Stal stopowa - oprócz żelaza i węgla ma inne składniki stopowe (Mn, Si, Ni, Cr, Cu, W, V, Al., Mo), ich celem jest uzyskanie potrzebnych właściwości mechanicznych, zwiększenie odporności na korozję oraz przystosowanie do pracy w wysokiej lub niskiej temperaturze:

- wysokostopowe

- średniostopowe

- niskostopowe (oznaczenie, np. 18G2AV, gdzie: 18- średnia zawartość węgla w setnych %, tu 0,18%, G- główny składnik stopowy tu Mn, 2- zawartość głównego składnika stopowego 1,5-2%, brak liczby oznacza <1,5%, A- stal wyższej jakości=> odmiana jakości, V- składnik stopowy tutaj wanat).

Stal trudnordzewiejąca - z dodatkiem niklu, chromu, fosforu, miedzi

Stale węglanowe mostowe :=> St3M

Stale do produkcji rur konstrukcyjnych => R , R35 , R45..

STALIWO - są to odlewy, tego się nie walcuje - stosuje się na bardzo skomplikowane kształty np. L450 : L-symbol staliwa, 450- minimalna wytrzymałość na rozciąganie

EUROKODY: | zakres stosowania stali S,P,L,E,B,G| Re- granica plastyczności| odmiana plastyczności stali| St3SX => S235JRG1 G1- stal nieuspokojona, G2 - półuspokojona, brak symbolu oznacza uspokojoną

Odmianę plastyczności stali określa się na podstawie pracy zużytej na złamanie próbki zginanej (próbka zginana jest karbem, obciążenie jest udarowe, badanie w różnych temp)

5. WŁAŚCI. FIZ. I MECH. STALI

Właściwości mechaniczne:

*Wytrzymałość

Zdolność do przenoszenia statycznych obciążeń zewnętrznych, Re- granica plastyczności, Rm - granica wytrzymałości na rozciąganie, Rk - wytrzymałość na zerwanie, Odkształcenia sprężyste- odkształcenia które znikają po usunięciu obciążenia, element powraca do początkowego kształtu i wymiaru. Odkształcenia plastyczne (trwałe) - odkształcenia które pozostają w danym materiale po usunięciu obciążenia, które spowodowało to odkształcenie

*Udarność - zdolność do przenoszenia obciążeń przekazywanych przez uderzenia, jest to druga podstawowa próba wytrzymałościowa która pozwala ustalić tzw. odmianę plastyczności stali

*Twardość - jest to odporność stali na odkształcenia stałe podczas działania skupionego nacisku na powierzchnie materiału, twardość wzrasta wraz z dodaniem : C, Mn, Cr, W. f_db- wytrzymałość obliczeniowa na docisk do powierzchni płaskich f_db =1,2fd. f_dbW - docisk skupiony herca stosuje się przy powierzchniach owalnych f_dbW = 3,6fd. f_dv - wytrzymałość stali na ścinanie f_dv =0,58 fd

*Ciągliwość - określa się na podstawie prób ciągliwości jest to właściwość pozwalająca, na gięcie, prostowanie, walcowanie, formowanie na zimno bez zniszczenia lub uszkodzenia.

*Kujność - właściwość pozwalająca na dowolne formowanie stali w temp białego żaru, bez szkody dla wytrzymałość materiału, kujność spada ze wzrostem C

*Spawalność metalurgiczna stali - zależy od składu chemicznego od zawartości węgla i innych składników stopowych

6. Bezpieczeństwo konstrukcji:

Przy obciążeniach stałych mamy doczynienia ze: *zmienność ciężaru własnego, *zmienność geometrii

Obciążenia zmienne są to: * obciążenia użytkowe, technologiczne, *obciążenia klimatyczne -wiatr, -śnieg

Bezpieczeństwo konstrukcji ocenia się sprawdzając stany graniczne konstrukcji

Stan graniczny - stan konstrukcji, po osiągnięciu którego konstrukcja lub jej element zagrażają bezpieczeństwu lub przestają spełniać wymagania użytkowe. Dzieli się na:

SGN - stan graniczny nośności; stan, w którym niemożliwe jest dalsze użytkowanie obiektu lub konstrukcji z powodu wyczerpania nośności obiektu. *osiągniecie nośności krytycznej w przekrojach najbardziej wytężonych *utrata stateczności ogólnej lub lokalnej *utrata stateczności położenia. Obliczenie SGN - stosuje się obciążenia obliczeniowe (obciążenia charakterystyczne przemnożone przez współczynnik)

SGU - stan graniczny użytkowania; stan, w którym nośność konstrukcji może nie być wyczerpana ale odkształcenia są tak duże, że uniemożliwiają dalszą eksploatację. Obliczenia SGU - stosuje się obciążenia charakterystyczne (wartość minimalna obciążeń normowych).

7. Podział połączeń:

*Trzpieniowe (łączącym elementem jest trzpień) :rozbieralne(śruby, wkręty, sworznia), nierozbieralne (nity, gwoździe, kołki wstrzeliwane)

*Spawane

8. Połączenia trzpieniowe - wady i zalety:

Zalety: *możliwość wykonywania w każdych warunkach atmosferycznych, *przez personel niewykwalifikowany, *łącznie elementów z różnych materiałów

Wada: koszt połączenia

9. Połączenia spawane - jedna z odmian spajania materiałów, najbardziej rozpowszechniona metoda łączenia elementów

Wady: *nie można wykonywać we wszystkich warunkach atmosferycznych, *musi zrobić to personel wykwalifikowany, *spawać elementy można z tych samych materiałów

10. Otwory:

Otwory przejściowe można wykonać 2 metodami: wiercenie, przebijanie

Przebijanie: szybsze, tańsze, do grubości 12,5-25mm, tylko w konstrukcjach obciążonych statycznie

11. Podkładki: - zwykłe, - dokładne stosuje się do śrub wysokiej wytrzymałości, - sprężyste - zapobiegają odkręcaniu się nakrętki -do obciążeń dynamicznych

Służą do: *rozłożenia siły na większą powierzchnię, *ochrona powłoki antykorozyjnej przed zadarciem podczas przykręcania śruby, nakrętki, *zmniejszenie oporów tarcia podczas przykręcania

12. Połączenia śrubami: *zakładkowe, *doczołowe.

a) Zakładkowe:

Podział ze względu na rozkład sił: *niesymetryczne - zginanie, *symetryczne

Mechanizmy zniszczenia połączenia trzpieniowego:

*ścięcie Av=∏*d*d/4

*uplastycznienie blachy

*ścięcie blachy

*osłabienie przekroju otworem

*ścięcie blachy miedzy otworami min 2,5d

Nośność śruby na ścinanie S_RV=0,45*A_V*Rm*n =>A_V-pow. ścin., R_m- śruby, n- liczba pow. ścinanych .Nośność śruby zależy od materiału śruby, od powierzchni ścięcia Av, od tego ile jest powierzchni ścięcia, a także od współczynnika redukcyjnego.

Nośność śruby na docisk A_d=d*Σt_min ;S_Rb = α *d* Σt_min *fd ; α=a₁/d<=2,5 lub α=a/d-3/4<=2,5

Połączenie proste jest to połączenie w którym obciążenie przechodzi przez środek ciężkości łączników

Połączenia zakładkowe jedno- i dwu-cięte

połączenia jedno-cięte (niesymetryczne) - połączone są dwie blachownice a siły nie leżą na jednej prostej.

połączenia dwu-cięte (symetryczne) - połączone są trzy blachownice, a wypadkowa i siła skierowana przeciwnie leżą na jednej linii.

Maksymalna odległość między śrubami.

Zależy od: szczelności złącza, niedopuszczenia do utraty stateczności blachy zewnętrznej podczas ściskania.

b) Doczołowe:

Większość śrub jest w strefie rozciąganej. Wyróżniamy 2 różne połączenia: *osiowo rozciągane, *zginane momentem

Połączenia osiowo rozciągane: *proste, *złożone; w połączeniu prostym każda śruba jest jednakowo obciążona, w złożonym obciążenie śrub jest zróżnicowane z powodu różnej sztywności zgięciowej blachy czołowej, wokół poszczególnych śrub; stany graniczne: *rozwarcie styku, *zerwanie śruby

Efekt dźwigni- zjawisko dodatkowego obciążenia trzpienia śruby siłą powstającą na skutek wyginania blachy czołowej. Uwzględnia się wprowadzając współczynnik β=2,67-(t/t min), efekt dźwigni uwzględniamy gdy jest podparcie blachy tylko wzdłuż jednej krawędzi

Połączenia obciążone momentem zginającym:

13. Połączenia spawane

Spoiny: *pachwinowe, przy połączeniach teowych, najmniejsze spoiny a =3mm warunek 0,2tmax<a<0,7tmin max 16mm

*czołowe - gdy brzeg przynajmniej jednego z łączonych elementów jest topiony na całej grubości :spoina jednostronna do 4mm grubości blachy, dwustronna od 8 mm grubości blachy, ukosowanie blachy Y, V dla blach do 20mm grubości, U, X dla więcej jak 20mm,

14. Podział elementów konstrukcyjnych: *prętowe, *cięgnowe, *powłokowe

Elementy prętowe:

belki: stosujemy je w: *konstrukcji stropów, *w układach ramowych, *belki podsuwnicowe

słupy- elementy które są ściskane, może się wyboczyć, zastosowanie słupów: *maszty, *w układach kratowych, *kominy, *słupy energetyczne; najlepszym przekrojem jest kołowy

wieszaki : elementy rozciągane -pręty rozciągane

smukłość przekroju - czy pręt jest krępy czy cienkościenny

15. Klasy przekroju - zdolność elementu do lokalnej utraty stateczności; zależy od: schematu statycznego analizowanej ścianki, stanu naprężeń, smukłości elementu, gatunku stali. Klasa całego przekroju to największa klasa wszystkich elementów. klasy przekrojów poprzecznych elementów = 4, 1-3 krępe, 4 cienkościenne

16. BELKI : *Jednoprzęsłowe, *wieloprzęsłowe

Zastosowanie:

*stropy :przenosi obciążenia pionowe, pracują jako tężniki pionowe, izolacja akustyczna i termiczna

*mosty

*pomosty

*belki podsuwnicowe

Z czego wykonuje się belki: *dwuteownik walcowany o pochylonych stopkach *dwuteownik walcowany o prostych stopkach *dwuteownik spawany - blachownica *kraty *belki zespolone *Belki sprzężone *Belki skrzynkowe

Rozpiętość obliczeniowa belki L₀=1,25L

17. Żebro poprzeczne

Stosuje się je w miejscach znanych obciążeń skupionych, na podporach, w strefach węzłów sztywnych a także w innych miejscach gdy zachodzi potrzeba dodatkowego usztywnienia smukłości ścianek.

*Zapewnia niezmienność konturu poprzecznego belki,

*Zapewnia równomierne wprowadzenie do przekroju siły skupionej na całej długości środnika w postaci sił stycznych,

*Wymusza pionową linię węzłową w postaci wyboczonej środnika.

18. Żebra podłużne.

Stosuje się w przypadku bardzo smukłych środników, lokalnie w ściskanych strefach belek.

19. Słup - pionowo ustawiony ściskany element konstrukcji

Podział ze względu na obciążenia: * osiowo ściskany; *ściskany mimośrodowo; *ściskany i zginany; *osiowo ściskany i skręcany

Podział ze względu na konstrukcję trzonu słupa: *pełnościenne z kształtowników walcowanych lub blachownic; *dwu-/wielogałęziowe.

Pręt idealny. Jest to pręt obciążony osiowo, idealnie prosty, materiał idealnie jednorodny, materiał bez naprężeń własnych, rozwiązanie dla pręta obustronnie przegubowo podpartego.

Pręt rzeczywisty: *krzywizna pręta; *występują mimośrody; *imperfekcja geometryczna i strukturalna; *wpływ naprężeń własnych.

Wyboczenie oznacza przesuniecie środka w bok. Wyboczenie : *gięte, *giętnoskrętne

Siła krytyczna w pręcie zależy od: *długości (dłuższy się szybciej wyboczy); *współczynnik długości wyboczeniowej (uwzględnia wpływ warunku podparcia na sile krytyczną); *od kształtu przekroju poprzecznego, *smukłości pręta *momentu bezwładności i.

Grubość podstawy słupa zależy od: obciążenia i wytrzymałości stali. t = ω*√[(bf*h*σc)/(m*fd)]

Środek ścinania - pkt przekroju przez który powinna przechodzić siła pionowa jeżeli pręt ma być zginany bez skręcania.

20. Kratownice: podział: *Dźwigary kratowe; *Wiązary dachowe; *Dźwigary pełnościenne.

Kratownice stosuje się przy bardzo dużych rozpiętościach >24m, są one lżejsze od pełnościennych.

*Dźwigar o pasach równoległych - ustawia się pod kątem, aby z dachu zapewnić odpływ wody,

*Dźwigar o kształtach trójkątnych -przy mniejszych rozpiętościach ≤ 15m.

Typy: *trójkątne bez słupków; *trójkatne ze słupkami; *t. ze słupkami i wieszakami; *wykratowanie przekątniowe (typu N); *krzyżowe (X); *półkrzyżakowe (K)

Zasady obliczania: *zakłada się ze pręty w węzłach połączone są przegubowo; *pręty są wyłącznie proste; *osie prętów przechodzą przez smrodki ciężkości profili; *pręty w węzłach połączone są współśrodkowo.

21. Korozja: Proces niszczenia tworzyw w wyniku oddziaływań chemicznych i fizykochemicznych otaczającego środowiska (korozja metali, tworzyw sztucznych, betonu).

Typy korozji: *chemiczna; *elektrochemiczna (atmosferyczna, ziemna, wodna, elektrolityczna, biologiczna)

Korozja chemiczna: zjawisko niszczenia metalu w środowisku nieelektrolitycznym, podlegają jej łopatki i turbiny różnych maszyn, w elementach grzejnych pieców elektrycznych- tam gdzie sucho

Korozja elektrochemiczna

Na zasadzie działania ogniwa galwanicznego-> dwie elektrody zanurzone w roztworze elektrolitu

Proces anody- proces korozyjny, przechodzenie metalu w postaci uwodnionych jonów do roztworu

Proces katody- polega na pochłanianiu pojawiających się w metalu elektrolitów; katoda nie ulega korozji.

Ogniwo galwaniczne.

Jest to ogniwo, w którym źródłem prądu są reakcje chemiczne zachodzące między elektrodą a elektrolitem w wyniku kontaktu między dwoma płytkami.

szybkość korozji zależy od:

*korozja atmosferyczna: wilgotności powietrza, klimatu, zanieczyszczeń atmosfery;

*korozja wodna: rozpuszczonych gazów i soli, obecności mikroorganizmów, temp., składu chemicznego wody;

*korozja ziemna: struktury gruntu, wilgotności, stopnia natlenienia, zawartości związków chemicznych, kwasowości, mikroorganizmów.

Rodzaje korozji:- ogólna- szczelinowa- wżerowa- międzykrystaliczna- selektywna- naprężeniowa- zmęczeniowa

Sposoby zabezpieczania przed korozją: ograniczenie ujemnego wpływu środowiska na konstrukcje stalowe *Właściwy dobór materiałów i kształtu konstrukcji; *Unieszkodliwianie ścieków i wyziewów; *Wychwytywanie pyłów i gazów i niedopuszczanie ich do środowiska; *Hermetyzacja maszyn i urządzeń; *Stosowanie kształtów, które umożliwiają spływ wody (unikać zamkniętych konstrukcji i elementów - odpowietrzać i odwadniać, unikać szczelin); *Nie stosować konstrukcji ażurowych; *Pokrywanie odpowiednimi powłokami ochronnymi (powłoki malarskie, laminaty, metaliczne, betonowe, ze smoły pogazowej).

Przygotowanie powierzchni do nałożenia powłoki antykorozyjnej: *oczyszczenie mechaniczne, *wygładzenie powierzchni

Czyszczenie powierzchni: *mechaniczne (szlifowanie, skrobanie, szczotkowanie), *ręczne, *strumieniowe (piaskowanie, śrutowanie), *chemiczne

22. Metody ochrony przeciwogniowej

*Usytuowanie nośnej konstrukcji stalowej poza obrysem budynku.

*Wewnętrzne chłodzenie wodą konstrukcji stalowych o strukturze zamkniętej.

*Zwiększenie pojemności cieplnej elementów o przekroju zamkniętym przez wypełnienie ich betonem (dotyczy tylko słupów).

*Powierzchniowe zabezpieczenia ogniowe, które zmniejszają dopływ ciepła i szybkość wzrostu temperatury:

**Obudowywanie płytami osłonowymi z materiałów nie pękających,

**Natryskiwanie izolacji z włókien mineralnych i lekkich wypełniaczy ze spoiwem nieorganicznym,

**Pokrycie powłokami malarskimi pęczniejącymi pod wpływem wysokiej temperatury,

**Otynkowanie, obetonowanie lub omurowanie cegłą, bloczkami gipsowymi,

**Osłony ogniochronne grup elementów (strop podwieszony).

Odporność ogniowa.

Jest to czas w minutach, który upływa od momentu wybuchu pożaru do chwili osiągnięcia jednego z 3 stanów granicznych:

- nośności ogniowej - to stan w którym element konstrukcji przestaje spełniać swoją funkcję nośną na skutek zniszczenia mechanicznego lub utraty stateczności lub przekroczenia granicznych odkształceń.

- izolacyjności ogniowej - przestaje spełniać funkcję izolatora

- szczelności ogniowej - szczelność zabezpieczająca przed przedostaniem się gazów i płomieni

Temperatura krytyczna.

Temp. przy której element traci nośność, osiąga SGN na skutek spadku właściwości mechanicznych. Zależy od: gatunku stali, schematu statycznego konstrukcji, stanu naprężeń. SGN 450-550^oC.. Wysokość temp. zależy od: obciążenia ogniowego wyrażonego w jednostkach Si, całkowitej energii postępowania podczas spalania materiałów zgromadzonych w określonej ograniczonej przestrzeni, intensywności pożaru, czasu

Stany graniczne : *Stan graniczny nośności ogniowej, *Stan graniczny izolacyjności ogniowej, *Stan graniczny szczelności ogniowej

Vr=0,58*φ_pv*Av*fd Vr- nośność obliczeniowa przekroju przy ścinaniu siłą poprzeczną nośność, φ_pv- współczynnik niestateczności przy ścinaniu, Av- pole przekroju czynnego przy ścinaniu, fd- wytrzymałość obliczeniowa stali

Zjawisko zwichrzenia. Utrata płaskiej postaci zginania. Płaska postać zginania powinna ugiąć się w płaszczyźnie.

Od czego zależy długość wyboczeniowa, zwichrzenie, utrata płaskiego stanu zginania. Długość wyboczeniowa zależy od długości słupa lub belki. Zwichrzenie zależy od smukłości względnej

Grubość płyty.Zależy od: wytrzymałości stali, obciążenia płyty. Blachy są po to, aby zapewnić równomierne przekazywanie naprężeń na fundament i usztywnić.

---