Requisitos de materiales para estructuras de acero.

Las estructuras de acero están sometidas a diversos tipos de fuerzas durante su uso (cargas, asentamientos irregulares de los cimientos, cambios de temperatura, etc.). Por lo tanto, el acero utilizado debe poseer excelentes propiedades mecánicas (resistencia, plasticidad y tenacidad) y propiedades de procesamiento (propiedades de soldadura y trabajo en frío y en caliente) para garantizar la seguridad y confiabilidad de la estructura. Existen muchos tipos de acero, pero solo unos pocos cumplen los requisitos para estructuras de acero, como el Q235 en acero al carbono, el 16Mn en acero de baja-aleación y el 20MnV (acero de 20 manganeso y vanadio) utilizado para pernos de alta-resistencia.

 

Indicadores de desempeño
1. Fuerza
Los indicadores de resistencia del acero incluyen el límite elástico σe, el límite elástico σy y el límite de tracción σu. El diseño se basa en el límite elástico del acero. Un alto límite elástico puede reducir el peso propio-de la estructura, ahorrar acero y reducir costos. La resistencia a la tracción σu es la tensión máxima que el acero puede soportar antes de fallar. En este punto, la estructura pierde su utilidad debido a una deformación plástica significativa, pero la estructura se deforma significativamente sin colapsar, cumpliendo con los requisitos para resistir terremotos raros. El valor de σu/σy puede considerarse un parámetro de la reserva de resistencia del acero.

 

2. Plasticidad
La plasticidad del acero generalmente se refiere a su capacidad para sufrir una deformación plástica significativa sin fracturarse después de que la tensión excede el límite elástico. Los principales indicadores para medir la capacidad de deformación plástica del acero son el alargamiento δ y la reducción del área ψ.

 

3. Rendimiento del doblado en frío
El rendimiento del acero ante la flexión en frío mide su resistencia al agrietamiento durante la deformación plástica causada por la flexión a temperatura ambiente. El rendimiento de flexión en frío del acero se prueba mediante una prueba de flexión en frío para determinar su rendimiento de deformación por flexión bajo un grado específico de flexión.

 

4. Resistencia al impacto
La tenacidad al impacto del acero se refiere a su capacidad para absorber energía cinética mecánica durante la fractura bajo carga de impacto. Es una propiedad mecánica que mide la resistencia del acero a cargas de impacto y posibles fracturas frágiles debido a la baja temperatura y la concentración de tensiones. El índice de tenacidad al impacto del acero generalmente se obtiene mediante pruebas de impacto en muestras estándar.

 

5. Soldabilidad
La soldabilidad del acero se refiere a su capacidad para producir uniones soldadas de alta-calidad bajo ciertas condiciones del proceso de soldadura. La soldabilidad se puede dividir en dos tipos: soldabilidad durante el proceso de soldadura y soldabilidad en términos de desempeño en servicio. La soldabilidad durante el proceso de soldadura se refiere a la susceptibilidad de la soldadura y el metal cerca de la soldadura a no producir grietas en caliente durante la soldadura o grietas por contracción por enfriamiento durante el enfriamiento. Una buena soldabilidad significa que bajo ciertas condiciones del proceso de soldadura, ni el metal de soldadura ni el metal base adyacente producirán grietas. La soldabilidad en términos de rendimiento se refiere a la tenacidad al impacto en la soldadura y la ductilidad en la zona afectada por el calor-, lo que requiere que las propiedades mecánicas del acero en la soldadura y la zona afectada por el calor-no sean inferiores a las del metal base. Mi país utiliza tanto métodos de prueba de soldabilidad del proceso de soldadura como métodos de prueba de soldabilidad basados ​​en el rendimiento-.

 

6. Durabilidad
Muchos factores afectan la durabilidad del acero. En primer lugar, el acero tiene poca resistencia a la corrosión, por lo que se deben tomar medidas de protección para evitar la corrosión y la oxidación. Las medidas de protección incluyen: pintura y mantenimiento regulares del acero, uso de acero galvanizado y empleo de medidas de protección especiales en presencia de medios corrosivos fuertes como ácidos, álcalis y sales. Por ejemplo, las estructuras de plataformas marinas utilizan medidas de "protección anódica" para evitar la corrosión de la estructura de la camisa, fijando lingotes de zinc a la camisa. El electrolito de agua de mar corroerá automáticamente los lingotes de zinc primero, protegiendo así la estructura de la camisa de acero. En segundo lugar, debido a que la resistencia a la fractura del acero bajo altas temperaturas y cargas a largo plazo-es significativamente menor que su resistencia a corto-plazo, se debe determinar la resistencia a largo plazo-del acero bajo condiciones prolongadas de altas-temperaturas. El acero se endurece automáticamente y se vuelve quebradizo con el tiempo, un fenómeno conocido como "envejecimiento". También se debe probar la tenacidad al impacto del acero bajo cargas-de baja temperatura.