Bài giảng Kết cấu thép 1: Chương 1 - Nguyễn Văn Hiếu

Bài giảng Kết cấu thép 1 chương 1: Thép và sự làm việc của thép trình bày về phân loại thép trong xây dựng, cấu vtrucq thành phần hóa học của thép, các mác thép dùng trong xây dựng, quy cách thép trong xây dựng, sự làm việc của thép khi chịu trọng tải, phương pháp tính toán kết cấu thép, tính toán cấu kiện cơ bản,.... Tham khảo tài liệu để nắm bắt chi tiết môn học.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Kết cấu thép 1: Chương 1 - Nguyễn Văn Hiếu KẾT CẤU THÉP 1 CHƯƠNG 1:THÉP & SỰ LÀM VIỆC CỦA THÉP GV: NGUYỄN VĂN HIẾU 1 Tp. HCM, Tháng 02/2013 §1. VẬT LIỆU THÉP TRONG XÂY DỰNGThÐp vµ gang lµ hîp kim ®en cña s¾t (Fe) vµ cacbon (C), ngoµira cßn mét sè c¸c chÊt kh¸c cã tØ lÖ kh«ng ®¸ng kÓ, nh oxy(O), phètpho (P), silic (Si), v.v.. QuÆng s¾t, luyÖn trong Gang lµ lß luyÖn ThÐp, thµnh phÇn lß cao hîp kim Fe thÐp ®Ó lîng chÝnh lµ s¾t ====== vµ C, lîng khö bít C C< oxyt (Fe2O3, C chiÕm ====== 1,7%. Fe3O4) trªn 1,7%. 21. Ph©n lo¹i thÐp x©y dùnga. Theo thµnh phÇn hãa häc cña thÐp ThÐp cacbon, víi lîng cacbon díi 1,7%, kh«ng cã c¸c thµnh phÇn hîp kim kh¸c. Theo hµm lîng cacbon, l¹i chia ra: thÐp cacbon cao, võa, thÊp (thÐp x©y dùng lîng cacbon < 0,22%). ThÐp hîp kim, cã thªm c¸c thµnh phÇn kim lo¹i kh¸c nh Cr, Ni, Mn, ... nh»m n©ng cao chÊt lîng thÐp nh t¨ng ®é bÒn, t¨ng tÝnh chèng gØ. ThÐp hîp kim thÊp lµ thÐp cã tØ lÖ cña tæng c¸c nguyªn tè phô thªm díi 2,5%, ®©y lµ lo¹i thÐp ®îc dïng trong x©y dùng. ThÐp hîp kim võa vµ hîp kim cao kh«ng dïng lµm kÕt cÊu x©y dùng. 3b. Theo ph¬ng ph¸p luyÖn thÐp:LuyÖn thÐp tõ gang lµ nh»m khö bít cacbon vµ c¸c chÊt phôkh¸c trong gang ®Ó ®a vÒ hµm lîng yªu cÇu ®èi víi thÐp. Cãhai ph¬ng ph¸p luyÖn chÝnh: b»ng lß quay vµ b»ng lß b»ng. LuyÖn b»ng lß quay: Kh«ng khÝ ®îc thæi qua ®¸y vµo níc gang láng ®Ó oxy hãa c¸c hîp chÊt cÇn khö cña gang (C, Si, Mn, P). Tïy theo thµnh phÇn cña quÆng lµm gang cã Ýt hay nhiÒu ph«tpho, mµ cÊu t¹o lß quay kh¸c nhau: lß Bessmer; lß Thomas.¦u nhîc ®iÓm:N¨ng suÊt cao, thêi gian luyÖn mçi mÎ chØ chõng 30 phót,nhng chÊt lîng thÐp kh«ng tèt v× N trong kh«ng khÝ hßa tantrong thÐp thµnh nh÷ng bät khÝ, lµm thÐp gißn. Ngoµi ra kh«ngthÓ khö hÕt hoµn toµn P lµ thµnh phÇn cã h¹i lµm cho thÐp bÞgiµ. 4Ph¬ng ph¸p luyÖn b»ng lß quay tiªn tiÕn míi ®îc ¸p dôngtrong mÊy chôc n¨m gÇn ®©y lµ lß thæi oxy. ThÐp ®îc s¶nxuÊt b»ng ph¬ng ph¸p nµy cã chÊt lîng tèt t¬ng ®¬ng nhthÐp lß b»ng, nhng rÎ h¬n nhiÒu v× n¨ng suÊt cao, thêi gianluyÖn nhanh (40 - 50 phót). HiÖn nay, c¸c lß Bessmer vµ lßThomas hÇu nh kh«ng ®îc dïng n÷a. LuyÖn b»ng lß b»ng (lß Martin): Trong lß b»ng, níc gang láng ®îc trén lÉn víi thÐp vôn vµ ®îc ®èt nãng b»ng khÝ ®èt. C¸c chÊt cña gang ®îc oxy hãa b»ng c¸c s¾t oxyt trong thÐp vôn. Thêi gian luyÖn mét mÎ tõ 8 ®Õn 12 giê, n¨ng suÊt thÊp, gi¸ thµnh thÐp cao. Nhng thÐp cã chÊt lîng tèt cÊu tróc thuÇn nhÊt vµ thµnh phÇn thÐp cã thÓ ®iÒu chØnh ®îc trong qu¸ tr×nh luyÖn. 56c. Theo møc ®é khö oxyThÐp láng tõ lß luyÖn ®îc rãt vµo c¸c khu«n vµ ®Ó nguéi chokÕt tinh l¹i. Tïy theo ph¬ng ph¸p ®Ó l¾ng nguéi, chia ra:  ThÐp s«i: thÐp khi nguéi, bèc ra nhiÒu bät khÝ nh oxy, cacbon oxyt; c¸c bät khÝ lµm cho cÊu tróc cña thÐp kh«ng ®ång nhÊt.  ThÐp tÜnh: thÐp tÜnh trong qu¸ tr×nh nguéi kh«ng cã h¬i bèc ra, do ®· ®îc thªm nh÷ng chÊt khö oxy nh Si, Al, Mn. Nh÷ng chÊt nµy khö hÕt oxy cã h¹i vµ nh÷ng t¹p chÊt phi kim lo¹i kh¸c t¹o nªn xØ næi trªn mÆt.  ThÐp nöa tÜnh: lµ trung gian gi÷a thÐp tÜnh vµ thÐp s«i, trong ®ã oxy kh«ng ®îc khö hÕt. 72. CÊu tróc vµ thµnh phÇn hãa häc cña thÐpa. CÊu tróc cña thÐpThÐp cã cÊu tróc tinh thÓ, cã hai thµnh phÇnchÝnh:- Ferit, c¸c h¹t mµu s¸ng, chiÕm tíi 99% thÓ tÝch CÊu tróc cña(ferit lµ s¾t nguyªn chÊt), cã tÝnh mÒm vµ dÎo; thÐp cacbon thÊp- Xementit lµ hîp chÊt s¾t cacbua (Fe3C), rÊt cøng vµ gißn.ë thÐp cacbon thÊp, xenmentit hçn hîp víi ferit thµnh peclit, lµlíp máng mµu thÉm n»m gi÷a c¸c h¹t ferit.C¸c líp peclit bao quanh c¸c h¹t ferit mÒm dÎo nh mét mµng®µn håi, quyÕt ®Þnh sù lµm viÖc díi t¶i träng vµ c¸c tÝnh chÊtdÎo cña thÐp. ThÐp cµng nhiÒu C th× mµng peclit cµng dµy vµthÐp cµng cøng, kÐm dÎo. 8b. Thµnh phÇn hãa häc cña thÐpThÐp cacbon, ngoµi hai thµnh phÇn chÝnh lµ Fe vµ C, cßn cãc¸c thµnh phÇn phô kh¸c nh Mn, Si, S, P.  Mn, lµm t¨ng cêng ®é vµ ®é dai cña thÐp, lµm gi¶m ¶nh hëng cã h¹i cña S. NÕu % Mn > 1,5%, thÐp trë nªn gißn.  Si lµ chÊt khö oxy. Si lµm t¨ng cêng ®é cña thÐp nhng lµm gi¶m tÝnh chèng gØ, tÝnh hµn, %Si < 0,3% ®èi víi thÐp cacbon thÊp. 9Nh÷ng hîp chÊt cã h¹i, ¶nh hëng xÊu ®Õn chÊt lîng cñathÐp:  P, lµm gi¶m tÝnh dÎo vµ ®é dai va ch¹m cña thÐp, ®ång thêi lµm thÐp trë nªn gißn nguéi.  S lµm cho thÐp gißn nãng, nªn dÔ bÞ nøt khi hµn vµ rÌn.  C¸c khÝ N, O2 trong kh«ng khÝ hßa vµo kim lo¹i l ...