Stål Flashcards
Beskriv skillnaden mellan plastiskt och elastiskt böjmotstånd för en stålbalk. Hur ser spänningarna i balken ut relaterat till materialkurvan för stål? Hur avgör man om man kan påräkna plastisk bärförmåga i en balk?
Vid elastiskt böjmotstånd räknar man med att lasten inte når upp till flytgränsen.
Vid plastiskt böjmotstånd räknar man med att materialet kommer flyta och töjningarna är kvarstående.
Vad man ska räkna med bestäms av tvärsnittets klass. Tvärsnittsklass 1 och 2 är plastiska och tvärsnittsklass 3 är elastisk. Tvärsnitt som inte är kompakta kan inte uppnå full plasticiering. Spänningsfördelningens utseende beror på hur slanka de ingående delarna är.
Elastiskt böjmotstånd bygger på triangulär fördelning och plastiskt på rektangulär. I tvärsnittsklass 1 och 2 tillåter man att räkna med att materialet kan plasticieras innan brott. I tvärsnittsklass 3 (TK 3) tillämpas elasticitetsteorin.
Lista och förklara indelningarna i olika tvärsnittsklasser för stål. Varför är denna indelning nödvändig? Hur klassificeras tvärsnitten och vilka kriterier gäller?
Bärförmågan för böjmoment beror av tryckta tvärsnittsdelars slankhet, därför finns fyra olika
tvärsnittsklasser:
TK 1 (Kompakt tvärsnitt): uppnår plastisk momentbärförmåga och tillåter rotation i flytleder, så flytledsmetod kan användas för bärverksanalys.
TK 2 (Kompakt tvärsnitt): uppnår plastisk momentbärförmåga, men har inte tillräcklig rotationskapacitet.
TK 3 (Semikompakt tvärsnitt): uppnår minst elastisk momentbärförmåga.
TK 4 (Slankt tvärsnitt): uppnår inte elastisk momentbärförmåga på grund av lokal buckling.
Vilka två mått på stålets hållfasthet används vid dimensionering och varför används just de?
Hållfastheten på stål brukar normalt anges med ett sträckgränsvärde (flytgränsvärde) fy och ett brottgränsvärde fu.
(sid. 222, T. Isaksson)
fy används vid dimensionering till sträckgränsen medan fu används vid dimensionering till brottgränsen.
Vilket värde på stålets hållfasthet är normalt dimensionerande för dragna tvärsnitt? Varför används detta värde?
Bärförmågan för ett draget element bestäms av materialets hållfasthet fy och elementets tvärsnittsarea. Vid dimensionering av ett draget element bör inte sträckgränsen överskridas för att begränsa deformationerna. Något riktigt brott fås inte förrän brottgränsen fu nås, men det innebär deformationer av storleken 10–15% vilket oftast är oacceptabelt.
Rita en arbetskurva för ett mjukt kolstål och ange de vanliga hållfasthetsmåtten i diagrammet. Vad skiljer mellan provning genom drag respektive tryck?
(BILD, figur 5.1, sid. 223, T. Isaksson)
Stålet antas ha samma egenskaper vid drag respektive tryck. Vid tryck är sträckgränsen något högre och någon brottgräns finns inte (materialet stukas). Vid ett normalt dragprov är spänningsökningen mindre än 100 MPa/s.
Beskriv i ord och bild minst tre olika instabilitetsfenomen som kan inträffa i stålkonstruktioner.
- Knäckning, pelaren böjer ut i ett plan.
- Buckling, konstruktionen blir instabil och vrids och böjer ut i sidledes.
- Vippning, elementet roteras i y-z-planet. I stället för att knäckas viker balken av och lägger sig sidledes. Detta måste beaktas vid dimensionering.
Varför behöver man inte alltid kontrollera interaktionen mellan tvärkraft och moment vid dimensionering av en stålbalk enligt SS-EN 1993-1-1 (Eurokod 3)?
Om ingen risk för skjuvbuckling föreligger kan tvärkraftens påverkan på bärförmågan för böjmoment försummas om
VEd < 0,5 Vpl,Rd (ekv. 7.10, sid. 358, T. Isaksson)
Det vill säga att den plastiska skjuvbärförmågan är mindre än halva den dimensionerande tvärkraften.
(rödmarkerad fråga av Jennie, kontrollera)
Kan tvärsnittstemperaturen i brandutsatt stålpelare antas vara samma i hela tvärsnittet eller inte, och i så fall varför?
Ja det kan antas vara samma tvärsnittstemperatur i stålet. Detta på grund av att stålet har ett högt värmeledningstal som innebär att vid en profil som är brandutsatt på fyra sidor förutsätts ha en jämn temperatur över hela tvärsnittet.
Eftersom stål har bra värmeledningsförmåga så kan man anta samma temperatur i en profil som är exponerad från samtliga håll.
Definiera med egna ord kritisk temperatur i stål.
Kritisk temperatur är då stålet förlorar sin styrka vid brandexponering på fyra sidor. Stålbalkar som är fullt belastade och är exponerade på fyra sidor kollapsar vid 550 ̊C oavsett stålkvalitet. En balk som är fullt belastad på tre sidor kollapsar vid 620 ̊C.
Vilka faktorer är avgörande för hur snabbt temperaturen ökar i stål vid brandexponering.
Ju högre värde på profilfaktorn (F/A) desto snabbare uppvärmning i stålet. Det som påverkar uppvärmning av stål är profilens form, brandisolering och anslutande konstruktioner.
