Presentasjon lastes. Vennligst vent

Presentasjon lastes. Vennligst vent

Stål som byggemateriale Forelesning i faget Materiallære av Liv Torjussen høgskolelektor ved HIG 1.

Liknende presentasjoner


Presentasjon om: "Stål som byggemateriale Forelesning i faget Materiallære av Liv Torjussen høgskolelektor ved HIG 1."— Utskrift av presentasjonen:

1 Stål som byggemateriale Forelesning i faget Materiallære av Liv Torjussen høgskolelektor ved HIG 1

2 Stål i bygg Vanlige stålbygg Store bygninger Offshore Bruer, mm. Fasader Plater Glass Sandwich Estetikk Stedstilpasning Vedlikehold 2

3 Fordeler Gode egenskaper – Slanke konstruksjoner – Stor styrke Store spennvidder – Relativt lav vekt Densitet 77 kN/m³ Fra 0,3 til 0,5 kN/m bjelke – Enkel montasje Gode forbindelser Fleksibilitet Gjenbruk 3

4 Ulemper – Korrosjon, rust Estetikk Sammenbrudd Unngå fukt – Brannmotstand Deformasjoner Sammenbrudd Må oftest brannisoleres – Vipping – Utmatting – Svingninger 4

5 Fremstilling Kjemisk sammensetning av konstruksjonsstål: Jern ca 75 % Karbonca 0,2 % Fosfor Svovel Nitrogen Mangan Silisium 99,9 % jern 5

6 Produksjon Råvarene smeltes i smelteverk En blokk støpes ut Konstruksjonsstål varmvalses Tynnveggede profiler kan kaldvalses Tynne produkter kaldvalses 6

7 Ulegert og legert stål: Ulegert: Vanlig konstruksjonsstål Lavlegert:Ulegert + Mn, krom og nikkel = økt fasthet Med kopper = økt korrosjonsmotstand Legert: Tilsatt andre metaller for spesielle egenskaper, for eksempel 18/8 er rustfritt, med mye krom og nikkel 7

8 Utettet og tettet stål Utettet: Stål som ble utsatt for seigring i størkeprosessen; samling av gassporer som svekker stålet Halvtettet: Vanlig konstruksjonsstål, tilsatt ferromangan og ferrosilisium, med mindre og bedre fordelte gassporer Tettet: Tilsatt aluminium, ikke gassporer 8

9 Andre stålkvaliteter Seigherdet stål: – Varmebehandlet og avkjølt, gir høg fasthet og seighet (duktilitet) Normalisert stål: – Lavlegert stål, oppvarmet avkjølt, blir homogent og finkornig, gir bedre strekkfasthet og seighet Høyfast stål: – Seigherdet, mikrolegert finkornstål, varmebehandlet og mekanisk behandlet, gir øket fasthet, hardhet, seighet, sveisbarhet. 9

10 Indre spenninger Valsede profiler har indre spenninger etter fremstillingsprosessen Sveisede profiler vil ha egenspenninger etter sveiseprosessen I dimensjonering av stålkonstruksjoner vil en korrigere for slike indre spenninger. 10

11 Korrosjon Uestetisk Svekker konstruksjonen Unngå fukt! – Konstruktiv beskyttelse Rette byggdetaljer – Katodisk beskyttelse – Annen beskyttelse Overflatebehandling Se Kjemi og miljøkunnskap, kapitel 10.8 Korrosjon og korrosjonsvern. 11

12 Brann Stål brenner ikke, men: Bæreevnen er halvert ved 450°C Sammenbrudd ved 600°C Deformeres når temperaturen stiger over 100°C Brannklasser BKL Risikoklasse, 1 til 6 Antall etasjer BKL for Stålbygg vanligvis 1 eller 2 Brannbeskyttelse Gips, Steinull, Maling, (limtre) Se Byggforskserien: Brannbeskyttelse av stålkonstruksjoner 12

13 Bæreevne Strekkprøving av Stålsylinder: – Arbeidsdiagram Elastisitetsgrense Flytegrense f y (ε=2‰) Flyteplatå (ε=2%) Bruddgrense f u (ε=15%) Strekkfastheten = flytespenningen f y gir Fasthetsklassen 13 fufu fyfy 15%2%2‰

14 Beregningsprinsipper Påkjenningen på konstruksjonen (dimensjonerende lastvirkning) skal være mindre enn konstruksjonens styrke (dimensjonerende kapasitet) – Sikkerheten på lastene tas hånd om ved å multiplisere karakteristiske verdier med en lastfaktor – Tilsvarende tas sikkerheten på materialstyrken hånd om ved å dividere karakteristiske verdier med en materialfaktor Kapasitetskontroll, moment, trykk/strekk, skjær Spenningskontroll, σ j ≤ f d Konstruksjonsstandarder – NS 3472 Prosjektering av stålkonstruksjoner – Eurocode 3 14

15 Knekking av trykkstaver Vipping av bjelker (se fig fra Byggforsk side 4) Utmattingskontroll Deformasjonskontroll – Nedbøyningen kan ikke være større en viss verdi, av praktiske eller funksjonelle årsaker Dimensjonering mot brann 15

16 Benevnelse for konstruksjonsstål Fasthetsklasse Strekkfasthet S, flytespenning i N/mm² NS 3472: S 232, S 275 og S 355 Kvalitetsklasse Ulike tall og bokstavsymboler Bestemt av egenskaperne: – slagseighet, sveisbarhet, hardhet, Korrosjonsmotstand og spesiell anvendelse Spesifikasjon Profiltype, tverrsnittsform, tverrsnittsmål og materialtype Eks.: L–NS EN –80x40x6–NS –S235 JR C + AR 16

17 E-modul i N/mm² eller MPa ca.-verdier for ulike materialer: Konstruksjonsvirke 10 Betong 30 Aluminium 70 Stål

18 Varmeledning (U-verdi) i W/(m²∙⁰C) for ulike materialer: Konstruksjonsvirke 0,12 Lettbetong, Leca0,23 Betong1,8 Stål40 – 60 Aluminium200 18

19 Energibruk Sammenligning av energiforbruk ved produksjon av søyle og drager konstruksjoner 19 KonstruksjonMaterialforbruk pr. m² Energiforbruk til material-fremstilling pr m² grunnflate Trefagverk med spikerplater på innspente limtresøyler, 20m spenn Trefagverk 0,032 m³ Limtre 0,006 m³ Stål 1,38 kg 24 kWt Limtrebjelke på innspente limtresøyler, 20m spenn Limtre 0,044 m³ Stål 0,84 kg 47 kWt Betong, SIB 30/120 bjelke og innspente søyler, 18m spenn Betong 82,40 kg Stål 5,19 kg 73 kWt Stål fagverksbjelker og pendelsøyler, 20m spenn Stål 18,00kg155 kWt Aluminium fagverksbjelke og pendelsøyler, 20m spenn Aluminium 12,30 kg584 kWt

20 Levetid Lang levetid når – Normal bruk – Ikke fuktbelastet Gjenvinning – Omsmelting – Mindre energibruk enn ved nyproduksjon Gjenbruk – Kontrollere nøye for ny bruk 20

21 Stålprodukter Ulike profiler til bjelker og søyler I-bjelker / I - IPE Bredflensbjelker / HE U-bjelker / U Hulprofiler / HUP Vinkelstål / L Andre produkter Plater Stangstål Rør Strekkmetall Wire 21

22 Les mer Stålkonstruksjoner grunnkurs, 1 til 6, Per Kr. Larsen, NTH 1986 Konstruksjonslære 1, StålkonstruksjonerHarald Falsen HIG, 2009 Stålkonstruksjoner 1 John Eie, NKI, 2002 ByggforskserienByggforsk Sintef Byggdetaljer nr , Metaller til bygningsbruk NS 3472:2001: Prosjektering av stålkonstruksjoner NS-EN 1993:2007, Eurokode 3: Prosjektering av stålkonstruksjoner Tekniske tabellerJarle Johannesen, Cappelen og mye interessant stoff finner du ved å søke på internett 22


Laste ned ppt "Stål som byggemateriale Forelesning i faget Materiallære av Liv Torjussen høgskolelektor ved HIG 1."

Liknende presentasjoner


Annonser fra Google