Innanzitutto, quali sono le caratteristiche delle strutture in acciaio:
1. Elevata resistenza del materiale e leggerezza. L'acciaio ha un'elevata resistenza e un elevato modulo elastico. Rispetto al calcestruzzo e al legno, il suo rapporto densità/resistenza allo snervamento è relativamente basso. Pertanto, a parità di condizioni di sollecitazione, la struttura in acciaio ha una sezione trasversale ridotta, è leggera, facile da trasportare e installare ed è adatta a strutture con ampie luci, altezze elevate e carichi pesanti.
2. L'acciaio presenta buona tenacità, plasticità, uniformità del materiale e un'elevata affidabilità strutturale. È adatto a sopportare carichi d'impatto e dinamici e ha una buona resistenza sismica. La struttura interna dell'acciaio è uniforme e prossima a un corpo omogeneo isotropo. Le prestazioni effettive della struttura in acciaio sono più in linea con la teoria dei calcoli. Pertanto, la struttura in acciaio presenta un'elevata affidabilità.
3. Il grado di meccanizzazione della produzione e dell'installazione delle strutture in acciaio è elevato. I componenti delle strutture in acciaio sono facili da produrre in fabbrica e da assemblare in loco. I prodotti finiti dei componenti delle strutture in acciaio meccanizzate, realizzati in fabbrica, presentano elevata precisione, elevata efficienza produttiva, elevata velocità di assemblaggio in loco e tempi di costruzione brevi. La struttura in acciaio è una struttura con il più alto grado di industrializzazione.
4. Le strutture in acciaio hanno buone prestazioni di tenuta. Poiché la struttura saldata può essere completamente sigillata, può essere utilizzata per realizzare contenitori ad alta pressione, grandi piscine per petrolio, tubazioni in pressione, ecc. con buone prestazioni di tenuta all'aria e all'acqua.
5. Le strutture in acciaio sono resistenti al calore ma non al fuoco. Quando la temperatura è inferiore a 150 °C, le proprietà dell'acciaio cambiano poco. Pertanto, le strutture in acciaio sono adatte per officine calde, ma quando la superficie della struttura è esposta a radiazioni termiche di circa 150 °C, deve essere protetta da pannelli isolanti termici. Quando la temperatura è compresa tra 300 °C e 400 °C, la resistenza e il modulo elastico dell'acciaio diminuiscono significativamente. Quando la temperatura è intorno ai 600 °C, la resistenza dell'acciaio tende a zero. Negli edifici con requisiti speciali di protezione antincendio, le strutture in acciaio devono essere protette con materiali refrattari per migliorare il livello di resistenza al fuoco.
6. Le strutture in acciaio hanno una scarsa resistenza alla corrosione, soprattutto in ambienti umidi e corrosivi, e sono soggette a ruggine. Generalmente, le strutture in acciaio devono essere trattate antiruggine, zincate o verniciate e sottoposte a regolare manutenzione. Per le strutture delle piattaforme offshore in acqua di mare, sono necessarie misure speciali come la "protezione con anodo a blocchi di zinco" per prevenire la corrosione.
7. A basse emissioni di carbonio, a risparmio energetico, ecologico, ecologico e riutilizzabile. La demolizione di edifici con struttura in acciaio difficilmente genererà rifiuti edili e l'acciaio può essere riciclato e riutilizzato.
In secondo luogo, requisiti dei materiali per le strutture in acciaio:
1. Resistenza: l'indice di resistenza dell'acciaio è costituito dal limite elastico σe, dal limite di snervamento σy e dal limite di trazione σu. La progettazione si basa sul limite di snervamento dell'acciaio. Un elevato limite di snervamento può ridurre il peso della struttura, risparmiare acciaio e ridurre i costi di costruzione. Il limite di trazione σu è la sollecitazione massima che l'acciaio può sopportare prima di danneggiarsi. In questo momento, la struttura perde la sua idoneità all'uso a causa di una notevole deformazione plastica, ma si deforma notevolmente senza collassare e dovrebbe essere in grado di soddisfare i requisiti della struttura per resistere a terremoti rari.
2. Plasticità: la plasticità dell'acciaio si riferisce generalmente alla proprietà di subire una significativa deformazione plastica senza rompersi dopo che la sollecitazione ha superato il punto di snervamento. I principali indicatori per misurare la capacità di deformazione plastica dell'acciaio sono l'allungamento δ e il ritiro trasversale ψ.
3. Prestazioni di piegatura a freddo: la prestazione di piegatura a freddo dell'acciaio consiste nel misurare la resistenza dell'acciaio alle cricche quando la deformazione plastica viene generata mediante piegatura a temperatura ambiente. La prestazione di piegatura a freddo dell'acciaio consiste nell'utilizzare prove di piegatura a freddo per testare la prestazione di deformazione a flessione dell'acciaio sotto un grado di piegatura specificato.
4. Resilienza: la resilienza dell'acciaio si riferisce alla capacità dell'acciaio di assorbire energia cinetica meccanica durante il processo di frattura sotto carico d'impatto. È una proprietà meccanica che misura la resistenza dell'acciaio al carico d'impatto e può causare fratture fragili a causa delle basse temperature e della concentrazione di sollecitazioni. L'indice di resilienza dell'acciaio si ottiene generalmente tramite prove d'impatto su provini standard.
5. Prestazioni di saldatura: le prestazioni di saldatura dell'acciaio si riferiscono alla capacità di ottenere un giunto saldato con buone prestazioni in determinate condizioni del processo di saldatura. Le prestazioni di saldatura possono essere suddivise in prestazioni di saldatura durante la saldatura e prestazioni di saldatura in termini di usabilità. Le prestazioni di saldatura durante la saldatura si riferiscono alla sensibilità della saldatura e del metallo vicino alla saldatura a non produrre cricche termiche o cricche da ritiro di raffreddamento durante la saldatura. Buone prestazioni di saldatura significa che, in determinate condizioni del processo di saldatura, non si generano cricche nel metallo di saldatura e nel materiale di base adiacente. Le prestazioni di saldatura in termini di usabilità si riferiscono alla resilienza della saldatura e alla duttilità nella zona termicamente alterata. È necessario che le proprietà meccaniche dell'acciaio nella saldatura e nella zona termicamente alterata non siano inferiori a quelle del materiale di base. Il mio Paese adotta il metodo di prova delle prestazioni di saldatura del processo di saldatura e adotta anche il metodo di prova delle prestazioni di saldatura dell'usabilità.
6. Durabilità: molti fattori influenzano la durabilità dell'acciaio. Innanzitutto, la resistenza alla corrosione dell'acciaio è scarsa e devono essere adottate misure protettive per prevenire la corrosione e la ruggine. Le misure protettive includono: la manutenzione regolare della vernice per acciaio, l'uso di acciaio zincato e misure protettive speciali in presenza di agenti fortemente corrosivi come acidi, alcali e sali. Ad esempio, la struttura della piattaforma offshore adotta misure di "protezione anodica" per prevenire la corrosione del rivestimento. I lingotti di zinco sono fissati sul rivestimento e l'elettrolita di acqua di mare corrode automaticamente i lingotti di zinco per primi, svolgendo così la funzione di proteggere il rivestimento in acciaio. In secondo luogo, poiché la resistenza alla rottura dell'acciaio è molto inferiore alla resistenza a breve termine ad alta temperatura e a carico a lungo termine, è necessario misurare la resistenza a lungo termine dell'acciaio ad alta temperatura. L'acciaio diventerà automaticamente duro e fragile nel tempo, fenomeno noto come "invecchiamento". È necessario testare la tenacità dell'acciaio sotto carico a bassa temperatura.
Data di pubblicazione: 22-01-2025