Đối với những người làm việc trong lĩnh vực xây dựng hoặc vật lý thì đều khá quen thuộc với khái niệm ứng suất nhưng thật sự hiểu rõ về nó thì có lẽ không nhiều. Vậy bạn có biết gì về ứng suất cho phép của thép không? Hôm nay, Phế liệu 24h sẽ cung cấp cho các bạn một số thông tin về ứng suất cho phép của thép, đừng bỏ lỡ nhé!
Một số đặc tính, đặc điểm cơ bản của thép
Dựa vào sự có mặt của các thành phần hóa học có trong thép và phương pháp tôi luyện mà ta có thể phân loại được các loại mác thép khác nhau. Nhờ đó biết sử dụng thép nào với mác thép nào để áp dụng cho công trình.
Thép cacbon là thông dụng nhất và loại thép cacbon được sử dụng nhiều nhất trong thực tế là thép CT3 và thép CT5, có tỷ lệ cacbon tương ứng là 3% và 5%.
Thông dụng nhất là thép cacbon CT3 và CT5
Cường độ chịu kéo của thép cacbon phụ thuộc vào hàm lượng cacbon có trong thép, tăng hàm lượng cacbon thì cường độ sẽ tăng lên, đồng thời độ dẻo của thép sẽ giảm xuống và khó hàn hơn.
Ở các loại kép hợp kim thấp sẽ có thêm các nguyên tố phụ như Mangan, Crom, Titan, Silic,… giúp nâng cao cường độ và cải thiện một số tính chất khác.
Một số cốt thép sau khi được cán nóng thì có thể đem đi gia công nguội bằng phương pháp kéo nguội, dập nguội hoặc gia công nhiệt bằng phương pháp tôi.
Cốt thép được kéo nguội bằng cách kéo sao cho ứng suất vượt giới hạn tan chảy để tăng cường độ và giảm độ dẻo của thép.
Ngược lại thì phương pháp gia công nhiệt bằng cách nung nóng đến 950°C trong 1 phút rồi đem tôi nhanh vào dầu hoặc nước. Sau đó thì nung nóng trở lại đến 400°C và để nguội từ từ thì sẽ có khả năng nâng cao cường độ cốt thép nhưng vẫn giữ được độ dẻo cần thiết.
Tính chất của cốt thép
Để biết được tính năng cơ bản của cốt thép, ta thực hiện thí nghiệm kéo mẫu thép và vẽ biểu đồ quan hệ ứng suất σ và biến dạng ԑ.
Sau đó dựa vào 2 đại lượng trên, ta phân thép thành 2 loại là thép dẻo và thép rắn.
Có 2 loại là thép dẻo và thép rắn
+ Thép dẻo gồm các loại thép cacbon thấp và thép hợp kim thấp cán mỏng, các loại thép này có giới hạn chảy khoảng 200 – 500 MPa, biến dạng cực hạn es* = 0,150,25 và giới hạn bền lớn hơn giới hạn chảy khoảng 20 – 40%.
+ Thép rắn gồm các loại thép đã qua gia công nhiệt hoặc gia công nguội, có giới hạn chảy khoảng 500 – 2000 MPa, độ biến dạng cực hạn es* = 0,050,1 và không có giới hạn chảy rõ ràng như cốt thép dẻo.
Ứng suất cho phép của thép
Ứng suất là gì?
Ứng suất là một đại lượng vật lý biểu thị nội lực phát sinh bên trong vật thể biến dạng do tác động từ các nguyên nhân bên ngoài như sự thay đổi nhiệt độ, tải trọng,…
Người thợ hàn sẽ dùng hàn nung nóng một vật trong khoảng thời gian rất ngắn và đạt được hiệu quả cao. Sự phân bố nhiệt theo phương thẳng vuông góc với trục mối hàn khác nhau, khi đó sẽ sinh ra sự thay đổi về thể tích ở các vùng lân cận và các vật bị hàn sẽ sản sinh ra ứng suất.
Một số loại ứng suất
Dựa vào một số tiêu chí cụ thể, người ta chia ứng suất thành các loại:
+ Ứng suất theo phạm vi tác động: chia làm 3 phạm vi
+ Ứng suất theo hướng phân bố trong không gian: hướng 1 chiều theo chi tiết thanh, hướng 2 chiều theo chi tiết vỏ và tấm, hướng 3 chiều gồm các chi tiết có 3 chiều kích thước
+ Ứng suất theo hướng thời gian tồn tại: ứng suất dư và ứng suất tức thời
+ Ứng suất theo hướng tác động so với trục mối hàn: ứng suất ngang thì vuông góc với trục mối hàn, còn ứng suất trực thì song song với trục mối hàn.
Ứng suất cho phép của thép
Đối với thép, thông thường ta sẽ quan tâm đến 3 giới hạn quan trọng nhất:
+ Giới hạn độ bền σb: Giá trị ứng suất lớn nhất mà mác thép có thể chịu được khi bị kéo đứt
+ Giới hạn đàn hồi σel: Là ứng suất ở giai đoạn cuối đàn hồi
+ Giới hạn chảy σy: Bằng ứng suất ở đầu giai đoạn chảy.
Có 3 giới hạn ứng suất cho phép của thép
Nếu nhóm thép dẻo có giới hạn chảy rõ ràng chỉ cần biểu đồ ứng suất – biến dạng ta đã có thể xác định được thì nhóm thép rắn không có giới hạn chảy và giới hạn đàn hồi rõ ràng thì ta có giới hạn quy ước như sau:
+ Giới hạn đàn hồi được quy ước là giá trị ứng suất σel tương ứng với biến dạng dư tỉ đối 0,02%
+ Giới hạn chảy được quy ước là giá trị ứng suất σy tương ứng với biến dạng dư tỉ đối 0,2%.
Cường độ tiêu chuẩn của cốt thép
Cường độ tiêu chuẩn của cốt thép (Rsn) xác định bằng cường độ giới hạn chảy và xác suất đảm bảo không nhỏ hơn 95%.
Rsn= ym ×(1+Sv)
Trong đó:
- ym: giá trị trung bình của giới hạn chảy thí nghiệm một số mẫu
- S = 1,64, tương ứng với xác suất đảm bảo 95%
- v: hệ số biến động, sản xuất hiện đại đạt chuẩn thì v = 0,050,08.
Bảng tra cường độ tiêu chuẩn của cốt thép
Cường độ tính toán của cốt thép Rs, Rsc
Công thức tính:
Trong đó:
- K: hệ số an toàn cường độ vật liệu
- Ks = 1,11,25 ở cốt thép cán mỏng
- Ks = 1,51,75 ở sợi thép kéo nguội với cường độ cao
- ms: hệ số điều kiện làm việc của vật liệu.
Hy vọng các thông tin về ứng suất cho phép của thép do Phế liệu 24h cung cấp sẽ giúp ích được cho các bạn. Mọi thắc mắc xin vui lòng liên hệ với chúng tôi qua số điện thoại 0909851345 để được hỗ trợ.
