Resistencia estimada y módulo de elasticidad para materiales de construcción. El módulo de elasticidad de diferentes materiales, incluido el módulo de acero de elasticidad para el acero, así como para otros materiales.

Una de las tareas principales del diseño de ingeniería es la elección del diseño de materiales y la sección transversal de perfil óptimo. Es necesario encontrar el tamaño que con la masa más baja posible garantizará la preservación de la forma del sistema bajo la influencia de la carga.

Por ejemplo, ¿cuál es el número de acero al calor que se utilizará como una bahía de abarcación de la estructura? Si toma el tamaño del perfil por debajo de lo requerido, entonces está garantizado para obtener la destrucción de la estructura. Si es más, conduce al uso irracional de metal, y, en consecuencia, la ponderación del diseño, complicación de la instalación, aumentando los costos financieros. El conocimiento de tal concepto como un módulo de elasticidad se le dará una respuesta a la pregunta anterior, y evitará el surgimiento de estos problemas en la etapa más temprana de la producción.

Concepto general

El módulo elástico (también conocido como el módulo JUNG) es uno de los indicadores de las propiedades mecánicas de un material que caracteriza su resistencia al estiramiento. En otras palabras, su valor muestra la plasticidad del material. Cuanto mayor sea el módulo elástico, cuanto menos se estirará por cualquier varilla con otras cosas que sean iguales (el valor de carga, el área de la sección transversal, etc.).

En la teoría de la elasticidad, el módulo JUNG se denota por la letra E. es parte de Ley de la gruesa (ley sobre deformación de cuerpos elásticos). Se une el estrés que surge en el material y su deformación.

Según la unidad estándar internacional, las unidades se miden en MPA. Pero en la práctica, los ingenieros prefieren usar la dimensión de KGF / CM2.

La definición del módulo elástica se realiza experimentalmente en laboratorios científicos. La esencia de este método es el descanso en equipamiento especial Muestras de material de mancuernas. Habiendo aprendido el estrés y el alargamiento al que ocurrió la destrucción de la muestra, estas variables se dividen por el otro, recibiendo así el módulo JUNG.

Inmediatamente notamos que tales métodos están determinados por los módulos de la elasticidad de los materiales plásticos: acero, cobre, etc. Materiales frágiles: hierro fundido, concreto - compresa antes de la aparición de grietas.

Características adicionales de las propiedades mecánicas.

El módulo elástico hace posible predecir el comportamiento del material solo cuando se trabaja en compresión o estiramiento. En presencia de tales tipos de cargas como arrugas, una rebanada, doblada, etc., deberán introducir parámetros adicionales:

• La rigidez es un producto del módulo de elasticidad en el área transversal del perfil. Por la magnitud de la rigidez, es posible juzgar la plasticidad ya no es material, y el nodo de diseño en su conjunto. Medido en kilogramos de poder.
• El alargamiento longitudinal relativo muestra la relación de alargamiento absoluto de la muestra a la longitud total de la muestra. Por ejemplo, se unida una varilla de 100 mm de largo plazo a una determinada fuerza. Como resultado, disminuyó en un tamaño de 5 mm. Haciéndolo con alargamiento (5 mm) en la longitud inicial (100 mm) obtenemos el alargamiento relativo de 0.05. La variable es un valor sin dimensiones. En algunos casos, para la conveniencia de la percepción se traduce en intereses.
• El alargamiento transversal relativo se calcula de manera similar al elemento anterior, pero en lugar de longitud, el diámetro de la barra se considera aquí. Los experimentos muestran que para la mayoría de los materiales, la elongación transversal es 3-4 veces menor que el longitudinal.
• El coeficiente Punson tiene la proporción de deformación longitudinal relativa a la deformación transversal relativa. Este parámetro le permite describir completamente el cambio en la forma bajo la influencia de la carga.
• El módulo de cambio caracteriza las propiedades elásticas cuando se expone a una muestra de tensiones tangentes, es decir, en el caso de que el vector de fuerza se dirige a 90 grados a la superficie del cuerpo. Ejemplos de tales cargas son la operación de remaches en una rebanada, clavos en arrugados y así sucesivamente. En general, el módulo de cambio se asocia con un concepto de este tipo como una viscosidad del material.
• El módulo elástico volumétrico se caracteriza por cambiar el volumen del material para una aplicación de carga versátil uniforme. Es la proporción de presión volumétrica a la deformación volumétrica de la compresión. Un ejemplo de tal trabajo es la muestra de muestra baja, que a lo largo de su área afecta la presión del fluido.

Además de lo anterior, es necesario mencionar que algunos tipos de materiales tienen diferentes propiedades mecánicas dependiendo de la dirección de carga. Tales materiales se caracterizan como anisotrópicos. Ejemplos brillantes Sirve madera, plásticos en capas, algunos tipos de piedra, telas, etc.

En materiales isotrópicos, las propiedades mecánicas y la deformación elástica son las mismas en cualquier dirección. Estos incluyen metales (acero, hierro fundido, cobre, aluminio, etc.), plásticos intolerados, piedras naturales, hormigón, caucho.

El valor del módulo elástico.

Cabe señalar que el módulo JUNG no es un valor constante. Incluso para el mismo material, puede fluctuar dependiendo de los puntos de la aplicación de la fuerza.

Algunos materiales elásticamente plásticos tienen un módulo de elasticidad más o menos permanente cuando se trabaja tanto en compresión como en estiramiento: cobre, aluminio, acero. En otros casos, la elasticidad puede variar sobre la base del formulario de perfil.

Aquí hay ejemplos de los valores del módulo JUNG (en millones de kgf \\ cm2) de algunos materiales:

• Brass - 1.01.
• Bronce - 1.00.
• Masonería de ladrillo - 0.03.
• Masonería de piedra de granito - 0.09.
• Hormigón - 0.02.
• Madera a lo largo de las fibras - 0.1.
• Madera a través de las fibras - 0.005.
• Aluminio - 0.7.

Considere la diferencia en el testimonio entre los Moduli de elasticidad para los aceros, dependiendo de la marca.

Nota: 1. Para determinar el módulo de elasticidad en el kgf / cm 2, el valor de la tabla se multiplica por 10 (más precisamente en 10.1937)

2. Valores de los módulos elásticos. MI. Para metales, la madera, la mampostería debe especificarse de acuerdo con el SNIPM correspondiente.

Datos regulatorios para calcular estructuras de concreto reforzado:

Tabla 2. Módulos iniciales de la elasticidad del hormigón (según SP 52-101-2003)

Tabla 2.1. Los módulos iniciales de la elasticidad del hormigón según SNIP 2.03.01-84 * (1996)

Notas: 1. Sobre la línea muestra los valores en MPA, debajo de la línea en KGF / CM 2.

2. Para hormigón liviano, celular y poroso a valores intermedios de densidad concreta, los módulos iniciales de elasticidad se toman mediante interpolación lineal.

3. Para el hormigón celular de endurecimiento no autoclave. MI. B. Tomemos como para el endurecimiento automático de concreto con multiplicación por el coeficiente de 0.8.

4. Para el valor de esfuerzo concreto. E B. Tomemos en cuanto al hormigón pesado con la multiplicación por el coeficiente A \u003d 0.56 + 0.006V.

5. La marca de concreto que se muestra entre paréntesis no coincide exactamente con las clases especificadas de concreto.

Tabla 3. Valores regulatorios de resistencia concreta (según SP 52-101-2003)

Tabla 4. Valores calculados de resistencia concreta (según SP 52-101-2003)

Tabla 4.1. Los valores calculados de la resistencia de la compresión concreta según SNIP 2.03.01-84 * (1996)

Tabla 5. Valores estimados de estiramiento de resistencia concreto (según SP 52-101-2003)

Tabla 6. Resistencia reglamentaria para refuerzo (según SP 52-101-2003)

Tabla 6.1 Resistencia regulatoria para refuerzo de clase A según SNIP 2.03.01-84 * (1996)

Tabla 6.2. Resistencia regulatoria para el montaje de clases IN y K según SNIP 2.03.01-84 * (1996)

Tabla 7. Resistencia estimada para el refuerzo (según SP 52-101-2003)

Tabla 7.1. Resistencia estimada para refuerzo de clase A según SNIP 2.03.01-84 * (1996)

Tabla 7.2. Resistencia estimada para las clases de montaje IN y K según SNIP 2.03.01-84 * (1996)

Datos regulatorios para los cálculos de estructuras metálicas:

Tabla 8. Resistencia regulatoria y calculada al estiramiento, compresión y flexión (según SNIP II-23-81 (1990))

hoja, banda ancha Universal y alquiler en forma de acuerdo según GOST 27772-88 para estructuras de acero de edificios y estructuras

Notas:

1. A través del grosor de la forma enrollada, se debe tomar el espesor del estante (su espesor mínimo es de 4 mm).

2. Para la resistencia reguladora, se adoptan los valores normativos de la resistencia al rendimiento y la resistencia temporal según GOST 27772-88.

3. Los valores de las resistencias calculadas se obtienen dividiendo la resistencia reglamentaria a los coeficientes de confiabilidad por material, con redondeo de hasta 5 MPa (50 kgf / cm 2).

Tabla 9. Marcas de acero reemplazadas por acero según GOST 27772-88 (Según Snip II-23-81 (1990))

Notas: 1. Categorías de acero C345 y C375 1, 2, 3, 4 según GOST 27772-88 Categorías de acero reemplazadas, respectivamente, 6, 7 y 9, 12, 13 y 15 según GOST 19281-73 * y GOST 19282-73 *.
2. Acero C345K, C390, C390K, C440, C590, C590K según GOST 27772-88 Reemplace las marcas correspondientes de categorías de acero 1-15 según GOST 19281-73 * y GOST 19282-73 *, especificado en esta tabla.
3. Reemplazar los aceros según GOST 27772-88 con acero suministrado de acuerdo con otras normas estatales y condiciones técnicas, no provisto.

Las resistencias calculadas para el acero utilizado para la producción de hojas perfiladas se dan por separado.

Lista Literatura utilizada:

1. Snip 2.03.01-84 "Estructuras de hormigón y concreto reforzado"

2. SP 52-101-2003

3. SNIP II-23-81 (1990) "Construcciones de acero"

4. Alexandrov A.V. Resistencia de materiales. Moscú: escuela secundaria. - 2003.

5. Fesik S.P. Manual sobre la resistencia de los materiales. Kiev: Budivnik. - mil novecientos ochenta y dos.

La principal tarea principal del diseño de ingeniería es la elección de la sección transversal óptima del perfil y material de la estructura. Es necesario encontrar exactamente el tamaño que garantice la preservación de la forma del sistema en una masa mínima posible bajo la influencia de la carga. Por ejemplo, ¿qué acero debe usarse como un lapso de la instalación? El material se puede utilizar de forma intracional, la instalación se complicará y se tomará el diseño, los costos financieros aumentarán. Esta pregunta responderá dicho concepto como un módulo de elasticidad de acero. Permitirá en la etapa más temprana evitar el surgimiento de estos problemas.

Conceptos generales

El módulo elástico (módulo JUNG) es un indicador de las propiedades mecánicas de un material que caracteriza su resistencia a la deformación de estiramiento. En otras palabras, este valor de la plasticidad del material. Cuanto más altos los valores del módulo elástico, la barra más pequeña se estirará con otras cargas iguales (área de sección transversal, tamaño de carga y otros).

El módulo JUNG en la teoría de la elasticidad se denota por la letra E. Es el componente de la Ley de la Bicicleta (sobre la deformación de los cuerpos elásticos). Este valor asocia el voltaje y su deformación que surge en la muestra.

Este valor se mide de acuerdo con la unidad internacional estándar de unidades en MPA (MegApascals). Pero los ingenieros en la práctica están más inclinados a aplicar la dimensión de KGF / CM2.

Experimentado por la definición de este indicador en laboratorios científicos. La esencia de este método es la brecha de las muestras de mancuernas del material en equipos especiales. Habiendo aprendido el alargamiento y la tensión en la que se colapsó la muestra, dividir variables entre sí. El valor resultante es el módulo (Jung) de elasticidad.

De esta manera, solo se determina el módulo Jung de materiales del elástico: cobre, acero, etc. Y los materiales son frágiles se comprimen hasta que aparecen las grietas: concreto, hierro fundido y ellos son similares.

Propiedades mecánicas

Solo cuando se trabaja en estiramiento o compresión, el módulo (Jung) de elasticidad ayuda a adivinar el comportamiento de un material en particular. Pero al doblar, cortar, arrugar y otras cargas, deberá ingresar parámetros adicionales:

Además de todos los anteriores, vale la pena mencionar que en algunos materiales, dependiendo de la dirección de carga, diferentes propiedades mecánicas. Tales materiales se llaman anisotrópicos. Ejemplos de esto es la tela, algunos tipos de piedra, plásticos en capas, madera, etc.

En los materiales de las propiedades isotrópicas, mecánicas y la deformación elástica en cualquier dirección son las mismas. Dichos materiales incluyen metales: aluminio, cobre, hierro fundido, acero, etc., así como caucho, hormigón, piedras naturales, pantallas están enlucidas.

Modulos elasticos

Vale la pena señalar que este valor no es permanente. Incluso para un material, puede tener un significado diferente dependiendo de qué puntos se aplicó la fuerza. Algunos materiales elásticos plastificados tienen un valor casi constante del módulo de elasticidad al trabajar tanto en tracción como en compresión: acero, aluminio, cobre. Y hay tales situaciones en las que este valor se mide por el formulario de perfil.

Algunos valores (el valor se presenta en millones de kgf / cm2):

1. Aluminio - 0.7.
2. Madera a través de las fibras - 0.005.
3. Madera a lo largo de las fibras - 0.1.
4. Hormigón - 0.02.
5. Masonería de granito de piedra - 0.09.
6. Roca enladrillado - 0,03.
7. Bronce - 1.00.
8. Brass - 1.01.
9. Gris de hierro fundido - 1,16.
10. Blanco de hierro fundido - 1.15.

La diferencia en los indicadores de los módulos de elasticidad para los aceros dependiendo de sus marcas:

Este valor varía según el tipo de alquiler:

1. Cable con núcleo de metal - 1.95.
2. Cuerda de lavado - 1.9.
3. Alambre de alta resistencia - 2.1.

Como se puede ver, las desviaciones en los valores de los módulos de deformación elástica se han vuelto insignificantes. Es por esta razón que la mayoría de los ingenieros, realizan sus cálculos, descuidan los errores y toman un valor igual a 2.00.

Características físicas de los materiales para estructuras de acero.

2.06 · 10 5 (2.1 · 10 6)

0.83 · 10 5 (0.85 · 10 6)

0.98 · 10 5 (1.0 · 10 6)

1.96 · 10 5 (2.0 · 10 6)

1.67 · 10 5 (1.7 · 10 6)

1.47 · 10 5 (1.5 · 10 6)

1.27 · 10 5 (1.3 · 10 6)

0.78 · 10 5 (0.81 · 10 6)

Nota. Los valores del módulo elástico se administran para las cuerdas, la fuerza pre-elegible de al menos el 60% de la fuerza discontinua para la cuerda en su conjunto.

Características físicas de los alambres y alambre.

Modulos elasticos - El nombre general de varias cantidades físicas caracterizando la capacidad de un cuerpo sólido (material, sustancia) elásticamente para deformar (es decir, no es constante) cuando se aplica la fuerza. En la región de la deformación elástica, el módulo de la elasticidad del cuerpo en general depende del voltaje y está determinado por el derivado (gradiente) de la dependencia de la tensión de la deformación, es decir, la tangente del ángulo de la Área lineal inicial del diagrama de estrés de las deformaciones:

E \u003d def d σ d ε <=>> >

En el caso más común, la dependencia del voltaje y la deformación lineal (la ley de una perra):

E \u003d σ ε >> .

Si el voltaje se mide en Pascal, entonces, dado que la deformación es un valor sin dimensiones, la unidad de medición E también será Pascal. Una definición alternativa es la determinación de que el módulo elástico es un voltaje suficiente para causar un aumento en la longitud de la muestra en dos veces. Dicha definición no es precisa para la mayoría de los materiales, ya que este valor es mucho más grande que la resistencia al rendimiento del material o el valor en el que el alargamiento se vuelve no lineal, pero puede ser más intuitivo.

Una variedad de formas de cambiar voltajes y deformaciones, incluidas varias direcciones de fuerza, permiten múltiples tipos de moduli de elasticidad. Tres módulos principales se dan aquí:

Los materiales homogéneos e isotrópicos (sólidos) con propiedades elásticas lineales se describen completamente por dos modulosos de elasticidad, que representan un par de módulos. Si se administra un par de módulos elásticos, todos los demás módulos se pueden obtener por las fórmulas presentadas en la tabla a continuación.

En las corrientes poco claras, no hay voltaje de cambio, por lo que el módulo de cizallamiento es siempre cero. También lleva el módulo Jung Zero de igualdad.

o segundo parámetro cojo

Módulos de elasticidad. (E) Para algunas sustancias.

Antes de usar cualquier material en trabajo de construcción, Se debe encontrar con sus características físicas para saber cómo contactarlo, qué impacto mecánico será aceptable para ello, y así sucesivamente. Una de las características importantes a las que prestan atención muy a menudo es el módulo elástico.

A continuación, considere el concepto mismo, así como este valor en relación con uno de los más populares de la construcción y trabajo de reparación Material - acero. Estos indicadores también se considerarán en otros materiales, por el bien del ejemplo.

Módulo de elasticidad - ¿Qué es?

El módulo de la elasticidad de cualquier material se llama. una combinación de cantidades físicas.lo que caracteriza la capacidad de cualquier cuerpo sólido que se deformará elásticamente bajo la aplicación de la solicitud. Se expresa por la letra E. por lo que se mencionará en todas las tablas que irán más lejos en el artículo.

Es imposible argumentar que solo hay una forma de identificar el valor de la elasticidad. Varios enfoques para el estudio de esta magnitud llevó al hecho de que hay varios enfoques diferentes a la vez. A continuación se presentan tres métodos principales para calcular los indicadores de esta característica para diferentes materiales:

Tabla de indicadores de elasticidad de materiales.

Antes de moverse directamente a esta característica del acero, considere un comienzo, como ejemplo y para más información, una tabla que contiene datos sobre este valor con respecto a otros materiales. Los datos se miden en MPA.

Como puede ver en la tabla anterior, este valor es diferente para diferentes materiales, además, el indicador difiere si considera una u otra opción para calcular este indicador. Todos eligen exactamente la opción de estudiar indicadores que se adaptarán a él más. Es preferible considerar el módulo JUNG, ya que se aplica más a menudo a las características de un material en particular a este respecto.

Después de familiarizarse brevemente con los datos de estas características de otros materiales, nos dirigimos directamente a la característica de acero por separado.

Para comenzar girar a los números secos y retirar varios indicadores de esta característica para especies diferentes Estructuras de acero y acero:

• El módulo de elasticidad (E) para el casting, los accesorios laminados en caliente de los heces de sellos, llamados art.3 y art. 5 es igual a 2.1 * 106 kg / cm ^ 2.
• Para estos aceros como 25G2C y 30HG2C, este valor es de 2 * 106 kg / cm ^ 2.
• Para el cable del perfil periódico y un cable redondo detrás de frío, existe un valor elástico que igual a 1.8 * 106 kg / cm ^ 2. Para el refuerzo en frío, los indicadores son similares.
• Para hebras y vigas de alambre de alta resistencia, el valor es 2 · 10 6 kg / cm ^ 2
• Para las cuerdas de la espiral de acero y las cuerdas con un núcleo de metal, el valor es de 1.5 · 10 4 kg / cm ^ 2, mientras que para cables con un núcleo orgánico, este valor no excede 1,3 · 10 6 kg / cm ^ 2.
• El módulo de cambio (G) para rodar acero es de 8.4 · 10 6 kg / cm ^ 2.
• Y, finalmente, el coeficiente de Poisson para el acero es igual a 0.3

Estos son datos generales proporcionados para tipos de productos de acero y acero. Cada valor se calculó de acuerdo con todas las reglas físicas y teniendo en cuenta todas las relaciones disponibles para eliminar los valores de estas características.

A continuación se presentan toda la información general sobre esta característica del acero. Los valores se darán como n sobre el módulo de jungy en el módulo de cambio, tanto en unidades de medición (MPA) como en otras (kg / cm2, newton * m2).

Acero y varias marcas diferentes.

Los valores de los indicadores de elasticidad comenzaron a diferir desde hay varios módulos a la vez.que se calculan y calculan de diferentes maneras. Puede ver el hecho de que, en principio, altamente indicadores no difieren, lo que indica a favor de diferentes investigaciones de elasticidad diferentes materiales. Pero no es necesario profundizar en todos los cálculos, las fórmulas y los valores no vale la pena. valor específico Elasticidad para enfocarse más en él.

Por cierto, si no expresa todos los valores de las relaciones numéricas, sino para tomar inmediatamente y calcular completamente, entonces esta función será igual a: E \u003d 200000 MPA o E \u003d 2 039 000 kg / cm ^ 2.

Esta información ayudará a lidiar con la noción del propio módulo elástico, así como familiarizarse con los valores básicos de esta característica para el acero, los productos de acero, así como para varios otros materiales.

Debe recordarse que los indicadores del módulo de elasticidad son diferentes para diferentes aleaciones de acero y para varias estructuras de acero que contienen en su composición y otras conexiones. Pero incluso en tales condiciones, puede ver el hecho de que los indicadores de no inminentes se distinguen. La magnitud del módulo elástico ha sido prácticamente dependiente de la estructura. así como contenido de carbono. El método de acero de procesamiento en caliente o frío tampoco puede afectar fuertemente este indicador.