Konstrukcje stalowe - kolokwium z wykładów.

1.Wyroby walcowane na gorąco + oznaczenia.

2. Gatunki stali i ich różnice.

1. Stal niestopowa - węglowa, jej głównym składnikiem obok żelaza jest węgiel. Stal niskowęglowa (C< 0,25%) stosowana w budownictwie (oznaczenie, np. St3S, gdzie: St- stal, 3- wytrzymałość na rozerwanie, S- odmiany jakościowe stali).

2. 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. 18G2A, gdzie: 18- średnia zawartość węgla w %, 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, V- składnik stopowy).

3. Metody ochrony przeciwogniowej.

1. Usytuowanie nośnej konstrukcji stalowej poza obrysem budynku.

2. Wewnętrzne chłodzenie wodą konstrukcji stalowych o strukturze zamkniętej.

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

4. 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).

4. SGU, SGN.

Stan graniczny - taki stan konstrukcji, po osiągnięciu którego cała konstrukcja lub jej element zagrażają bezpieczeństwu lub przestają spełniać wymagania użytkowe.

SGN - stan graniczny nośności, stan, w którym niemożliwe jest dalsze użytkowanie obiektu lub konstrukcji z powodu wyczerpania nośności obiektu. Może to być osiągniecie nośności krytycznej w przekrojach najbardziej wytężonych lub utraty stateczności ogólnej lub lokalnej, bądź utrata stateczności położenia. Do obliczenia SGN stosuje się obciążenia obliczeniowe (obciążenia charakterystyczne przemnożone przez współczynnik)

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

5. Korozja.

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

1. chemiczna

2. elektrochemiczna

• atmosferyczna

• ziemna

• wodna

• elektrolityczna

• biologiczna

6. Od czego zależy szybkość korozji.

1. w korozji atmosferycznej:

• wilgotności powietrza,

• klimatu,

• zanieczyszczeń atmosfery,

2. w korozji wodnej:

• rozpuszczonych gazów,

• rozpuszczonych soli,

• obecności mikroorganizmów,

• temperatury,

• składu chemicznego wody,

3. w korozji ziemnej:

• struktury gruntu,

• wilgotności,

• stopnia natlenienia,

• zawartości związków chemicznych,

• kwasowości

• obecności mikroorganizmów.

7. Połączenia zakładkowe jedno- i dwucięte.

W połączeniach jednociętych (niesymetrycznych) połączone są dwie blachownice a siły nie leżą na jednej prostej.

W połączeniach dwuciętych (symetrycznych) połączone są trzy blachownice a wypadkowa i siła skierowana przeciwnie leżą na jednej linii.

8. Sztywne i przegubowe zamocowanie belki.

9. Od czego zależy grubość podstawy słupa.

Zależy od obciążenia i wytrzymałości stali. t = ω*√[(bf*h*σc)/(m*fd)]

10. Żebro poprzeczne.

1. Zapewnia niezmienność konturu poprzecznego belki,

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

3. Wymusza pionową linię węzłową w postaci wyboczonej środnika.

11. Co to znaczy 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

12. Sposoby zabezpieczania przed korozją.

1. Właściwy dobór materiałów i kształtu konstrukcji,

2. Unieszkodliwianie ścieków i wyziewów,

3. Wychwytywanie pyłów i gazów i niedopuszczanie ich do środowiska,

4. Hermetyzacja maszyn i urządzeń,

5. Stosowanie kształtów, które umożliwiają spływ wody (unikać zamkniętych konstrukcji i elementów - odpowietrzać i odwadniać, unikać szczelin),

6. Nie stosować konstrukcji ażurowych,

7. Pokrywanie odpowiednimi powłokami ochronnymi (powłoki malarskie, laminaty, metaliczne, betonowe, ze smoły pogazowej).

13. Od czego zależy długość wyboczeniowa, zwichrzenie, utrata płaskiego stanu zginania.

Długość wyboczeniowa zależy od długości słupa lub belki

Zwichrzenie zależy od smukłości względnej

14. Dźwigar, kratownica (narysować dźwigar kratowy).

Kratownice dzielimy na:

• Dźwigary kratowe,

• Wiązary dachowe,

• Dźwigary pełnościenne.

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

1. Dźwigar o pasach równoległych - ustawia się pod kątem, aby z dachu ściekała woda,

2. Dźwigar o kształtach trójkątnych - stosuje się przy mniejszych rozpiętościach ≤ 15m,

15. Temperatura krytyczna.

Element traci swoją nośność, czyli osiąga stan graniczny nośności (SGN) na skutek spadku właściwości mechanicznych. Temperatura krytyczna zależy od gatunku stali, schematu statycznego konstrukcji i stanu naprężeń. SGN 450-550^oC.

16. Grubość półki.

17. Co to jest zwilżenie i jakie są sposoby zapobiegania

1. Do czego stosowane są żebra 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.

2. Temperatura krytyczna.

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

3. 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

4. Walcowanie na gorąco.

Odbywa się w temp. zapewniającej rekrystalizację materiału, a tym samym zmniejszenie nacisku jednostkowego niezbędnego do jego odkształcenia.

5. Nośność śruby.

Nośność śruby zależy od materiału śruby, od powierzchni ścięcia Av, od tego ile jest powierzchni ścięcia, a także od współczynnika redukcyjnego.

S_rv=0.45*Rm*m*Av

6. Maksymalna odległość między śrubami.

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

7. Klasa przekroju.

Stopień odporności elementu na miejscową utratę stateczności. Mówi o wrażliwości ścianek na lokalną deformację. Zależy od warunków podparcia, smukłości ścianek, rozkładu naprężeń, gatunku stali.

8. Zjawisko zwichrzenia.

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

9. Pręt idealny.

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

10. Żebra podłużne.

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

11. Grubość płyty.

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

12. Ogniwo galwaniczne.

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

---