Steel styrkeegenskaper

Stål er et fantastisk materiale som er ekstremt sterk i både strekk og trykk . Faktisk er stål like sterk i strekk og kompresjon - et av de få materialer med slike egenskaper . Det er mange forskjellige stållegeringer , men de har alle tilsvarende belastning versus strekkforhold, og til slutt svikte på samme måte . Stållegeringer er utpekt av en American Society for Testing og Materials ( ASTM ) tall, for eksempel ASTM A36 . Elastisitetsmodulus

Alle stållegeringer har samme modulus av elastisitet . Elastisitetsmodul er stivheten av et materiale , eller forholdet av materialets tillatte belastning versus belastning. Steel elastisitetsmodulus er 29 million pounds per kvadrattomme , noe som er mye høyere enn betongens 5 millioner og treets 2 millioner . De ulike stållegeringerhar andre ulike egenskaper , inkludert styrkegrenserog bøyespenninger .
Yield Limit

Hver stållegeringhar en annen strekkfasthet . Dette er den høyeste kraft materialet bærer før deformeres , og det er den grense som brukes i byggeforskrifter for å definere de tillatte belastninger en stålstrukturelementkan bære. Byggeforskrifter gi en tillatt belastning mellom 33 prosent og 75 prosent av stållegeringflytgrense , avhengig av bruken. En sammenligning av strekkfasthet viser visse stållegeringer er bedre for et bestemt formål enn andre. Den vanligste legering , karbonstål, eller ASTM A36 , har en flytegrense på 36.000 pounds per square inch . Til sammenligning har ASTM A441 en flytegrense på 40.000 til 50.000 pounds per kvadrattomme , og ASTM A572 har en strekkfasthet på 42000 65000 pounds per kvadrattomme .
Ultimate Limit og deformasjon

Utover flyte eller avkastning grense , stål deformeres , strekker og bøyer , til den begynner å oppnå den ytterste grense . Under deformasjon , mister stålstyrke, men når materialet når sin ytterste grense , styrken på materialet øker over grense utbytte og til slutt bryter . Koder tillater ikke utformingen av strukturelle elementer i forhold til stål ultimate grensen på grunn av faren for en bygning innbyggere i deformasjon scenen . Likevel materialet , når overbelastet , vil deformere og gi , men ikke mislykkes , slik at tid for innbyggerne til å gå ut av strukturen før en struktur ultimate svikt .
Tillatt bøyespenning

stål elementer i kompresjon er utsatt for svikt ved bøying . Koder gi tillatte bøyespenning som kan brukes til å utforme strukturelementer. Den tillatte bøyespenning er 60 prosent av en legering grense yield. Så , har ASTM A36 et tillatt bøyespenning på 22.000 pounds per kvadrattomme , har ASTM A441 et tillatt bøyespenning på 24.000 til 30.000 pounds , og ASTM A572 har en tillatte bøyespenning på 25 200 til 39,000 pounds .

Fremtidige Alloys

Stålindustrien er kontinuerlig forbedring av kvaliteten av stållegeringerog skape nye legeringer som er sterkere enn de som kom før . Eksempelvis vanlig karbonstål , ASTM A36 , med en flytegrense på 36.000 pounds per square inch og en tillatte bøyespenning på 22.000 pounds per square inch , blir langsomt erstattes av ASTM A572 Grade 50 , som har en flytegrense på 65.000 pounds per kvadratcentimeter og en tillatte bøyespenning på 39.000 pounds per kvadrattomme - 77 prosent sterkere enn ASTM A36 . Ingen tvil , vil fremtidige legeringer overgå nye legeringer som ASTM A572 Grade 50 .