metal otel

1

construcţiimetalice

2

metalul în construcţii

fontă, fier forjat (sec. 18)fier (sec. 19)oţel

diferenţa dintre fontă, fier şi oţel

este determinată de conţinutul de

carbon

3Pod din fontă - 1777

4

fonta

• casantă

• se toarnă în forme

• rezistenţă mare la compresiune

5

fierul

• material dur

• maleabil

• elastic • ductil

• rezistă bine la întindere

6

oţelul

se obţine din minereul de fier printr-o

succesiune de operaţii:• separarea fierului

• transformarea fierului brut în oţel,prin eliminarea impurităţilor

• reducerea conţinutului de carbon

7

oţelul

material izotrop (poate fi solicitat

la fel în toate direcţiile, atât la

întindere cât şi la compresiune)

8

clasificarea oţelurilor

funcţie de rezistenţa la întindere

marca oţelului

OL 37 - oţel normal pentru construcţii metalice, denumit şi oţel „moale” sau „ductil”

OL 52 - oţel de înaltă rezistenţă pentru construcţii metalice

9

caracteristici fizice

greutatea specifică:

• oţel: 7.85 - 8.00 kN/m3

• aliaj uşor de aluminiu: 2.70 kN/m3

10

caracteristici mecanice

• maleabilitatea • elasticitatea • plasticitatea

• duritatea• tenacitatea• sudabilitatea

• fragilitatea • coroziunea

11

maleabilitatea

proprietatea anumitor metale de ase deforma la rece sau la cald fără ase rupe şi de a putea fi trase în foisubţiri

oţelul utilizat pentru structurapoate avea o deformaţie de 20%înainte de rupere

12

elasticitatea

proprietatea corpurilor care,

deformându-se sub acţiunea unei

forţe, tind să revină la forma

iniţială atunci când forţa încetează

să mai acţioneze      

13

plasticitatea

aptitudinea anumitor metale care,

deformându-se sub acţiunea unei

forţe, îşi conservă deformaţia

atunci când forţa încetează să

mai acţioneze

14

duritatea

caracteristica metalelor de a rezista la diferite acţiuni mecanice

15

tenacitatea

proprietatea unui metal de a putea suporta simultan, fără daune, eforturi ridicate şi alungiri mari

16

sudabilitatea

proprietatea pe care o posedă unele metale de a se uni între ele atunci când sunt aduse la temperatura de fuziune

17

fragilitatea

caracteristica metalelor „casante”

de a se rupe brutal în anumite

condiţii, cum ar fi temperaturile

scăzute

18

coroziunea

fenomen electrochimic ce conduce la

formarea de oxizi; degradarea (lentă) a

pieselor metalice în mediu umed şi în

prezenţa oxigenului

protecţie

prin aplicare de vopsitorii sau

diverse straturi protectoare

19

sensibilitate la foc

• îşi pierde rapid rezistenţa la temperaturi relativ joase (400 – 600o C)

• prin conductivitatea sa termică mare, riscă să propage incendiul

20

protecţia la foc

beton

ipsos

tencuieli termoizolante din: vermiculită, perlită, fibre minerale, etc. + liant (frecvent ciment sau ipsos)

vopsele intumescente (termospumante)

21

22

23

24

oţelurile speciale

• oţeluri inoxidabile

• oţeluri patinabile

• oţeluri refractare • oţeluri speciale de înaltă

rezistenţă

25

oţelurile inoxidabile

rezistenţă chimică mult superioară oţelului obişnuit, datorită alierii cu alte metale cum ar fi crom, vanadium, molibden sau cupru

duritate mare

26

oţelurile patinabile

în anumite condiţii de expunere, au proprietatea de a se acoperi progresiv cu un strat protector de oxizi care le conferă o bună rezistenţă la coroziune

27

oţelurile refractare

aliaj cu crom-nichel sau crom-molibden

se utilizează pentru confecţionarea unor elemente supuse la temperaturi înalte (tuburi de cazane, rezervoare, furnale, etc.)

28

oţelurile speciale de înaltă rezistenţă

mai dificil de sudat datorită conţinutului ridicat de carbon

utilizate în cazuri particulare, cum ar fi precomprimarea

29

produse din oţel

oţeluri laminate

oţeluri trase sau trefilate

oţeluri turnate

oţeluri forjate

produse uzinate

30

produse din oţel – profile laminate

31

produse din oţel – profile laminate

bară ţeavă platbandă

32

produse din oţel

tablă groasă, striată, ondulată şi cutată

33

asamblarea elementelor din oţel

mecanice: cu „tije” - nituri

- buloane

coezive: prin sudare

prin încleiere

34

35

aspecte de proiectare a construcţiilor din oţel

forma raţională a elementelor structurale

caracteristicile nodurilor

tipul de structură şi schema statică asociată

verificarea prin calcul a rezistenţei şi stabilităţii structurii

alcătuirea închiderilor şi compartimentărilor

36

Crystal Palace 1851

37

Chicago 1890

38

Chrysler Building 1926

39

Art Nouveau Horta - 1900

40

Mies van der Rohe -Barcelona

41

Centre Pompidou Paris 1970

42

43

44

Calatrava

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

61

62

63

aspecte de proiectare a construcţiilor din oţel

alegerea raţională a formelor elementelor structurale (grindă, stâlp, tirant, etc.) se bazează pe câteva noţiuni fundamentale de statică şi rezistenţa materialelor

64

clasificarea încărcărilor

65

principii de dimensionare

rezistenţa la solicitări

stabilitatea locală şi de ansamblu a structurii

limitarea deformaţiilor

66

67

68

stâlpivariante de alcătuire

• profil laminat I (a) sau H (b)

• ţeavă cu secţiune circulară (c) sau rectangulară (d)

• profile şi/sau table asociate pentru a forma secţiuni compuse (e, f, g, h)

69

70

71

grinzivariante de alcătuire

• grinzi cu inima plină

• grinzi reticulare (în zăbrele)

72

grinzi cu inima plină

• profile laminate I (a) sau H (b), eventual ranforsate cu platbande sudate (c)

• grinzi 'expandate' obţinute din profile I (d)• profile U câte unul (e) sau câte două

cuplate (f) - pentru grinzi de bordaj sau de planşeu ranforsare cu platbande (g)

• secţiuni compuse din laminate sudate (h, i, j) cu inima rigidizată cu nervuri (k)

73

74

75

76

77

grinzi în zăbrele

• talpă superioară • talpă inferioară• montanţi şi/sau diagonale• noduri

tălpile şi barele de inimă • profile laminate (L, U) • ţevi, cu secţiune circulară sau rectangulară,

îmbinate direct, prin sudură (j)

nodurile - realizate cu ajutorul unor „gusee” (c - i)

78

79

80

81

82

83

84