KONSTRUKCJE STALOWE STR027

27

3.4. Charakterystyki materiałowe

E = 210000 N/mm², G = 81000 N/mm², v = 0,3,

a= \2-\0~⁶ 1/K.

Obliczeniowe wartości stałych materiałowych stosowanych w projektowaniu podane są w pkt 3.2.6 normy [51]. Wartości te są niezbędne do określania stanu granicznego użytkowalności, sił i naprężeń krytycznych oraz wydłużenia elementów przy zmianie temperatury. Są one następujące:

•    moduł sprężystości podłużnej stali:

•    moduł sprężystości poprzecznej (przy ścinaniu):

•    współczynnik Poissona:

•    współczynnik rozszerzalności cieplnej stali:

Wartości wytrzymałości stali (granicy plastyczności f_y i wytrzymałości na rozciąganie f_u)

można przyjmować według norm wyrobów hutniczych lub z pewnym uproszczeniem według tabl. 3.1 normy [51].

3.5. Dobór stali

Podstawowymi cechami stali konstrukcyjnych są:

•    wytrzymałość,

•    ciągliwość,

•    odporność na pękanie,

•    właściwości plastyczne w kierunku prostopadłym do powierzchni wyrobu walcowanego,

•    skład chemiczny (wpływający na spawalność, odporność na korozję, łatwość cynkowania ogniowego ilp.),

•    zdolność do kształtowania (na zimno i gorąco),

•    cena.

Każda z wymienionych cech może się stać głównym wyróżnikiem doboru stali na konstrukcję lub jednostkowy element w konstrukcji. Należy pamiętać, że dobór stali na konstrukcję nie polega tylko na wybraniu stali, której właściwości mechaniczne pozwolą na spełnienie obliczeniowych stanów granicznych nośności i użytkowalności. Stal powinna także spełnić szereg wymagań wynikających z procesów wytwarzania konstrukcji i późniejszego użytkowania obiektu. Szerzej zagadnienia te zostały omówione w publikacji [1]. W dalszej części rozdziału przedstawiono zagadnienia związane tylko z doborem stali wynikającym ze stosowania PN-EN 1993-1-10 [56], czyli z doborem grupy jakości stali zabezpieczającej przed kruchym pękaniem oraz z doborem stali ze względu na ciągliwość międzywarstwową (w kierunku prostopadłym do powierzchni wyrobu), co zapobiega pękaniu lamelamemu.

A. Dobór stali ze względu na odporność na kruche pękanie według PN-EN 1993-1-10 [56]

Kruche pękanie jest formą zniszczenia stali zachodzącą bez widocznych makroskopowych odkształceń. Ta sama stal może podlegać zarówno zniszczeniu plastycznemu, jak i kruchemu, zależnie od warunków eksploatacji. Niebezpieczeństwo pojawienia się kruchego pęknięcia wzrasta ze zwiększaniem się spiętrzenia naprężeń (szczególnie w układzie wieloosiowego stanu naprężenia). Wzrasta również wraz z powiększaniem się grubości wyrobu i spadkiem temperatury.

Dobór stali ze względu na odporność na kruche pękanie polega na wybraniu takiej grupy jakościowej stali (charakteryzującej się odpowiednim poziomem pracy łamania w danej temperaturze, por. tabl. 3.1), aby uniknąć kruchego pękania elementu rozciąganego przy najniższej temperaturze eksploatacyjnej w projektowanym okresie użytkowania konstrukcji. Dobór taki odbywa się za pomocą Eurokodu PN-EN 1993-1-10 [56], Zasady tam opisane dotyczą doboru grupy jakościowej stali przy projektowaniu nowych konstrukcji i nie mogą być stosowane do konstrukcji