|
PROFILFASONGER
De enkelte profiler har ulike fasonger.
Anvendelsesmåte og belastningsart bestemmer hvilken fasong som er mest
hensikts-messig. Bortsett fra tråd som trekkes og sveiste
profiler, valses alle profiler.
Valseprosessen setter grenser for hvilke fasonger som er mulige.
For strekkpåkjenninger spiller kun
tverrsnittets størrelse noen rolle.
Da er ofte et rundt tverrsnitt mest hensiktsmessig.
Armeringsstål som tar opp strekk i betongkonstruksjoner er et typisk
eksempel.
Ved konstruksjoner som er utsatt for bøyningspåkjenning, be-stemmer det
såkalte motstands-momentet bæreevnen.
ANDVENDELSE AV
HØYFAST STÅL
Når en konstruksjon av stål belastes, oppstår
det spenninger i konstruksjonen.
Høyfast stål tåler høyere spenn-inger enn stål med lav fasthet.
For å spare på mengden stål ville de fleste
tro at der hensikts-messig å andvende stål med høyest mulig fasthet hvis
fasthet-ene stiger hurtigere enn prisen på stålet.
De egenskaper som betyr noe for en
konstruksjons bæreevne og deformasjon, er brudd og flyte-fasthetene,
tverrsnitt, motstands-moment, treghetsmoment og elastisitetsmodul.
- Elastisitetsmodulen vil si for-holdet
mellom påkjenning og deformasjon. Ved en påkjenning på 2,1Kp/mm²
forlenger en stål-stav seg en promille.
For rent strekkpåkjente konstruk-sjoner er
deformasjon avhengig av påkjenning og konstruksjon-ens lengde.
Dvs. hvis en 10m. lang stav med en last P har x for-lengelse, vil en
20m. lang stav med samme lasten P ha 2x i for-lengelse.
For en stav som er påkjent på bøyning øker
nedbøyningen med lengden i tredje potens.
Dvs. hvis en 10m. lang bjelke med lasten P har et svai (nedheng)
på x. Vil en 20m. lang bjelke med samme last ha en svai lik x*23.
2 fordi denne bjelken er dobbelt så lang som den første.
Selve bøyningspåkjenningen vil bare forandre
seg med lengde-forholdet i annen potens.
|
|
Da deformasjonen øker fortere enn
spenningene ved en økning av spennvidden, er høyfaste stål såkalt
deformasjons utsatte.Ofte kan den høye spenningen slett ikke nyttes
fordi defor-masjonene blir for store.
Problemer er særlig aktuelt ved kranbaner med store spenn-vidder.
Ved trykkpåkjente konstruksjoner er den
såkalte knekningsspenning dvs. den spenning som medfører at staven
knekker, avhengig av elastisitetsmodulene, av stavens lengde og av
stavens treghets-moment. I noe mindre grad er knekningsspenningen
avhengig av stålets flytespenning.
Elastisitetsmodulen er den
samme for alle typer stål, 2 100 000Kp/Cm2
Det er et sterkt ønske innenfor stålindustrien å prøve å heve
elastisitetsmodulen.
Treghetsmomentet og lengden er geometriske
størrelser og har intet med materialet å gjøre.
For korte staver spiller flyte-grensen en viss rolle.
Når det gjelder bæreevne er derfor høyfaste stål meget inter-ressante
når de får strekk.
Det anvendes derfor høyfast og høy-høyfaste stål til spenntau, ståltau,
armering o.a. typiske strekkled.
Ved trykk har de normalt relativ liten interesse.
De anvendes en del ved bøyning.
Høyfast stål kan med fordel brukes når slitasje er aktuelt.
Dette p.g.a. hardhet og slitasje-motstandsevne, og ikke p.g.a.
flytegrense.
SPRØBRUDD
Sprøbrudd står for alle konstruk-tører
med god grunn som noe fryktet. Plutselig, uten forvarsel, sier det
bang! Og konstruksjonen ligger der sprukket, ubrukelig og i tillegg er
kanskje personer skadet.
De mest kjente sprøbrudd skjedde under
krigen da et stort antall libertyskip (frakteskip som ble bygget under
den andre verdenskrig) brakk og sank.
De første, store sprøbrudd var belgiske broer.
Forenklet kan sprøbrudd forklares slik: I alle konstruksjoner er det små
sprekker. Når konstruksjonen har spenninger, vil bunnen av en sprekk
(sprekkspissen) spenning-ene være ekstra høye, og sprekk-en vil gjerne
utvide seg.
Hvis materialet er seigt, er det arbeid
som er nødvendig for å utvide sprekken så stort at sprekken så stort at
sprekken ikke går videre.
|
|
Er
materialet
derimot sprøtt, vil sprekken utvide seg.
Sprøbrudd skjer helst ved lave
temperaturer. Et materiale som er seigt ved f.eks. +100°C, kan
være sprøtt ved -20°C.
Sprøbrudd forhindres ved riktig materiale. Særlig vil finkornede
stål ha stor motstandsevne mot sprøbrudd.
LAMELLERING OG
LEMELLAR TEARING
Lamellering og lemellar tearing vil
begge føre til at stålplater sprek-ker hvis de får belastninger på
plateplanet.
Lamellering og lamellar tearing er ikke
samme sak.
Lamellering kan betraktes som en
utstøpnings- og valsefeil og skyldes normalt en såkalt suge-pipe fra
kokillen. Under valsing binder ikke stålet ordentlig der sugepipen
er.
Platen rives derfor opp hvis siden blir tverrbelastet ved sugepipen.
Lamellar tearing skyldes såkalte
slagsstriper. I en del høyfaste plater med diverse
legerings-elementer danner det seg ofte slaggstriper eller slaggbånd.
Platene får da en rekke lag hvor slaggbåndene danner tynne mellomsjikt
med lav fasthet.
Ved tverrbelastning ryker da platen i slaggbåndet.
Problemet er blitt spesielt aktuelt i forbindelse med boreplattformer.
I de store rørknutepunktene på tvers av plattformens plan.
Problemet unngås ved å holde svovelinnholdet svært lavt.
Dette er ikke enkelt fordi svovel kommer inn som en del av koksen og
malmen.
KONKLUSJON
Stål som konstruksjonsmateriale er meget
allsidig.
Det er sterkt og formbart.
De gamle problemer med korrosjon kan i dag beherskes.
Utviklingen mot stadig mer høy-fast stål vil fortsette, men natur-gitte
forhold som fasthets-uavhengig elastisitetsmodul begrenser den
økonomiske an-vendelse.Innenfor
produktområder hvor vekt og vedlikehold betyr mye vil stål tape terreng
i forhold til alu-minium. Ved en del forbruks-artikler vil stål
tape terreng i forhold til plast.
Stålet vil allikevel i lang tid frem-over fortsatt være vårt viktigste
industrimateriale. |