ความต้านแรงดึงของเหล็ก | ผลผลิตและความต้านทานแรงดึงสูงสุด สวัสดีทุกคนในบทความนี้ คุณรู้เกี่ยวกับความต้านทานแรงดึงของเหล็กและประเภทของมันและอะไรคือผลตอบแทนและความแข็งแกร่งสูงสุดของเหล็ก ความต้านทานแรงดึงโดยทั่วไปจะแสดงโดย ฟุต , ความแข็งแรงของผลผลิตโดย ของฉัน และความแข็งแกร่งสูงสุดโดย มันเป็น .
เหล็กมีคุณสมบัติ ความเหนียว การยืดตัว ความยืดหยุ่น และความเป็นพลาสติก ความเหนียวคือการยืดตัวของเหล็ก เมื่อเรายืด มันจะเพิ่มขนาดที่การยืดตัว
เมื่อไร แรงดึง ใช้ทาบนเหล็กสามารถยืดตรงจุดนั้นได้ โดยเอาความเค้นออกมาเป็นรูปทรงเดิม คือ ขีดจำกัดความยืดหยุ่นหรือจุด (elasticity) ที่วัดเป็น Yield strength ของเหล็ก
เมื่อไร ความตึงเครียดสูงสุด แรงดึงที่ใช้กับเหล็กสามารถยืดได้ตรงจุดนั้นแล้วไม่กลับเป็นทรงเดิมหลังจากขจัดความเค้นออกแล้วคือขีด จำกัด ของพลาสติกหรือจุด (plasticity) ที่วัดเป็นค่าความต้านทานแรงดึงสูงสุดของเหล็ก
ความแข็งแรงของการแตกหัก – ความเค้นตึงที่เหล็กแตกหักหรือแตกหักและขาดนั้นเรียกว่าแรงแตกหักหรือความต้านทานแรงดึงของเหล็ก
แต่สำหรับการออกแบบ เราไม่ควรปล่อยให้เหล็กเสียรูปถาวรหรือแตกหัก ดังนั้นเราจึงนำความแข็งแรงของผลผลิตมาพิจารณาเพื่อวัตถุประสงค์ในการออกแบบของเสา คาน แผ่นพื้น และโครงสร้างอื่นๆ สิ่งนี้ช่วยให้แน่ใจว่าเหล็กจะไม่ถูกทำให้เสียรูปอย่างถาวรและแตกหัก ดังนั้น กำลังครากจึงเป็นเพียงค่าความต้านทานแรงดึงของการเสริมแรง
ความต้านทานแรงดึงคือความต้านทานของเหล็กต่อการแตกหักภายใต้แรงตึง เมื่อใช้แรงดึงที่เท่ากันและตรงข้ามกันบนชิ้นงานเหล็ก ความเค้นจะเรียกว่าความเค้นตึง ซึ่งเป็นสาเหตุให้เกิดการยืดตัวหรือการยืดตัวในชิ้นงานทดสอบ ดังนั้น ค่าความต้านทานแรงดึงของเหล็กจะเป็นค่าความแข็งแรงสูงสุดของเหล็กที่จะต้านทานหรือทนต่อความเค้นตึงก่อนเกิดความล้มเหลวที่ ปลายเวทีพลาสติก
ตอนนี้คำถามคือ “เหล็กมีความต้านทานแรงดึงเท่าใด” คำตอบคือ ความต้านทานแรงดึงสำหรับเหล็กโครงสร้างคือ 400 N/mm2 และสำหรับเหล็กกล้าคาร์บอนคือ 841N/mm2 นอกจากนี้ยังสามารถวัดได้ในหน่วย SI Mega Pascal ที่ 400 – 841MPa ในอินเดียและประเทศอื่นๆ แต่ในเขตจารีตประเพณีของสหรัฐฯ วัดใน psi และค่าของมันคือ 58000 – 121945psi .
ความต้านทานแรงดึงของเหล็ก :- ความต้านทานแรงดึงของเหล็กโครงสร้างคือ 400 N/mm2 และสำหรับเหล็กกล้าคาร์บอนคือ 841N/mm2 นอกจากนี้ยังสามารถวัดได้ในหน่วย SI Mega Pascal ที่ 400 – 841MPa ในอินเดียและประเทศอื่นๆ แต่ในพื้นที่ตามธรรมเนียมของสหรัฐอเมริกา วัดเป็น psi และ ค่าของพวกเขาคือ 58000 – 121945psi .
โหลดสูงสุดที่ตัวทดสอบแตกเป็นโหลดแรงดึงและความเค้นสูงสุดที่ตัวแตกหักของชิ้นงานทดสอบถือเป็นความเค้นดึง วัสดุที่อยู่ภายใต้แรงตึงจะเพิ่มขนาดให้ยืดหรือยืดออก ความต้านทานแรงดึงของเหล็กโดยทั่วไปหมายถึงความต้านทานของเหล็กต่อการแตกหักภายใต้ความเค้นตึง
ความต้านทานแรงดึงของเหล็กมีสามประเภท: 1) ความแข็งแรงของผลผลิต 2) ค่าความต้านทานแรงดึงสูงสุด และ 3) ค่าความต้านทานการแตกหักหรือค่าความต้านทานแรงดึง
ความต้านทานแรงดึงคือโหลดสูงสุดที่วัสดุสามารถรองรับได้โดยไม่แตกหักเมื่อถูกยืด กำลังรับแรงดึงแสดงทางคณิตศาสตร์เป็นแรงต่อหน่วยพื้นที่
ความต้านแรงดึง = โหลด/พื้นที่
F = P/A
โดยที่ F = ความต้านแรงดึง
P = แรงดึงสูงสุดที่กระทำต่อชิ้นงาน
A = พื้นที่หน้าตัดของชิ้นงานทดสอบ
ความต้านทานแรงดึงที่วัดเป็น psi ในระบบการวัดภาษาอังกฤษมักแสดงเป็นหน่วยปอนด์ต่อตารางนิ้ว มักย่อเป็น psi และ MPa ใน SI ที่ใช้ในอินเดียและประเทศอื่นๆ 1MPa เท่ากับ N/mm2
ความเค้นที่น้อยกว่าความต้านทานแรงดึงจะถูกลบออก วัสดุจะคืนรูปร่างและขนาดเดิมทั้งหมดหรือบางส่วน เมื่อความเค้นถึงค่าของความต้านทานแรงดึง วัสดุหนึ่งถ้ามีความเหนียวซึ่งได้เริ่มไหลเป็นพลาสติกอย่างรวดเร็วแล้วจะก่อตัวเป็นบริเวณที่ตีบเรียกว่าคอ ซึ่งจากนั้นจะเกิดการแตกหัก
เหล็กที่ให้ผลผลิตสูงมีหลายประเภทในตลาด ได้แก่ แท่ง TMT, แท่ง TMX, แท่ง SD, แท่ง HYSD, แท่ง CRS, แท่งเหล็ก CTD, แท่งเหล็ก Tor และอื่น ๆ ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในสายการก่อสร้าง
● 1) เหล็ก TMX: TMX ย่อมาจาก thermex powered bar เป็นแท่งที่ให้ผลผลิตสูง โดยใช้เทคโนโลยี Thermax ของเยอรมันในการนี้ เป็นแถบรุ่นใหม่ที่เราสามารถยืนได้ด้วยอุณหภูมิ 5000 ℃ แท่ง Thermex ซึ่งแตกต่างจากแท่ง CTD มีบันทึกที่พิสูจน์แล้วว่าต้านทานการสูญเสียความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูงเช่นเดียวกับที่พบในระหว่างที่เกิดไฟไหม้
ความต้านทานแรงดึงของเหล็ก tmx (แท่ง) อยู่ระหว่าง 450 – 550 N/mm2
แท่ง TMX นั้นดีกว่าแท่ง TMT ในการกันไฟ แต่จากมุมมองด้านต้นทุน ซึ่งคุณไม่จำเป็นต้องมีโครงสร้างกันไฟ เช่น ถังเก็บน้ำ ผนังผสม ฯลฯ ควรพิจารณาแท่ง TMT
● 2) แถบ HYSD: HYSD ย่อมาจาก เหล็กข้ออ้อยที่มีความแข็งแรงสูง ผลิตขึ้นภายใต้การอบชุบด้วยความร้อน เหล็กเส้น HYSD มีหลายประเภท 1) เหล็กเส้น Tor และ 2) เหล็กเส้น CTD (แบบบิดเย็น) ในระหว่างขั้นตอนการผลิต HYSD Bar ภายหลังการอบชุบด้วยความร้อน เหล็กเส้นจะถูกรีดร้อนหรือบิดเย็นเพื่อขึ้นรูป
ความต้านทานแรงดึงของเหล็ก HYSD (เหล็กข้ออ้อยกำลังรับแรงดึงสูง) อยู่ที่ประมาณ 410N/mm2 (4150 กก./ซม.2)
● 3) แถบ TMT:- TMT ย่อมาจากแถบที่ผ่านการบำบัดด้วยความร้อนซึ่งเป็นแท่งที่ให้ผลผลิตสูงซึ่งทำจากพื้นผิวด้านนอกที่เรียกว่าเฟอร์รี่เพอร์ไลต์และพื้นผิวด้านในที่อ่อนนุ่มเรียกว่าแกนกลาง Fe415, Fe415D, Fe500, Fe550, Fe550D, Fe600 เกรดของแท่งเหล็ก TMT ของ บริษัท อื่น Tata, Jindal มีจำหน่ายในตลาดและใช้กันอย่างแพร่หลายในงานก่อสร้าง
ความต้านแรงดึงของเหล็กเส้น TMT อยู่ระหว่าง 415 – 600N/mm2
● 4) SD หรือ D เหล็กเส้น:- ขาตั้ง SD เพื่อความเหนียวสูงสุด และขาตั้ง D สำหรับแถบดัด หมายความว่าสามารถยืดหรือยืดออกได้สูง
ความต้านทานแรงดึงของเหล็กเส้น SD หรือ D อยู่ระหว่าง 415 – 600N/mm2
ความต้านทานแรงดึงมีสามประเภท 1) ความแข็งแรงของผลผลิต 2) ความแข็งแรงสูงสุดและ 3) แรงแตกหักหรือแตกหัก
● 1) ความแข็งแรงของผลผลิต: ความเค้นดึงของวัสดุสามารถทนต่อหรือต้านทานได้โดยไม่มีการเสียรูปถาวร กล่าวอีกนัยหนึ่ง ความแข็งแรงของผลผลิตถูกกำหนดเป็น ความเค้นที่วัสดุสามารถทนต่อได้โดยไม่มีการเสียรูปถาวร
เมื่อแรงดึงถูกนำไปใช้กับชิ้นงานเหล็ก มันจะยืดออกหรือยืดออกจนถึงขีดจำกัดความยืดหยุ่นโดยไม่มีการเสียรูป หมายความว่า ความแข็งแรงของผลผลิตคือความเค้นของวัสดุที่จุดสิ้นสุดของระยะยืดหยุ่นและจุดเริ่มต้นของคุณสมบัติพลาสติก เมื่อความเค้นดึงดึงวัสดุกลับคืนมา รูปร่างและขนาดโดยไม่มีการเสียรูป
● 2) ความต้านแรงดึงสูงสุด:- ความเค้นดึงสูงสุดที่วัสดุสามารถต้านทานหรือต้านทานได้โดยไม่แตกหัก ความแข็งแรงสูงสุดคือความเค้นสูงสุดที่จุดสิ้นสุดของขั้นตอนพลาสติกในเส้นโค้งความเค้นของความเครียดก่อนแตกหัก กล่าวอีกนัยหนึ่ง ความต้านทานแรงดึงสูงสุด ถูกกำหนดเป็น ความเค้นสูงสุดที่วัสดุสามารถมีขาตั้งเรียกว่า ความต้านทานแรงดึงสูงสุด
เมื่อดึงความเค้นดึงออก วัสดุจะไม่มีรูปร่างและขนาดเหมือนเดิม เนื่องจากยืดเกินระยะยืดหยุ่นไปจนถึงส่วนปลายของระยะพลาสติก วัสดุในเวทีพลาสติกประสบการณ์ ย้อนกลับไม่ได้และในขั้นยืดหยุ่นสามารถย้อนกลับได้ เนื่องจากวัสดุที่มีความเค้นสูงสุดจะทำให้เสียรูปแต่ไม่แตกหัก
● 3) แรงดึงแตกหักหรือแตกออก : ค่าความเค้นดึงสูงสุดที่วัสดุไม่สามารถต้านทานหรือต้านทานการแตกหักได้ ถูกกำหนดให้เป็นความต้านทานของวัสดุต่อการแตกหักภายใต้ความเค้นแรงดึง ความเค้นดึงแตกได้รับการพัฒนาที่ส่วนท้ายของขั้นตอนพลาสติกของวัสดุในกราฟความเค้นของความเครียด กล่าวอีกนัยหนึ่ง ความต้านทานแรงดึงจากการแตกหักถูกกำหนดเป็น- ความเค้นที่วัสดุแตกหักหรือแตกหักและล้มเหลว
ดังนั้นจึงเป็นที่แน่ชัดว่าค่าความต้านทานแรงดึงที่แตกหักนั้นสูงกว่าค่าความต้านทานแรงดึงสูงสุดและค่าความต้านทานแรงดึงสูงสุดในลักษณะที่เกี่ยวข้องกัน เช่น ค่าความต้านทานแรงดึงจากการแตกหัก > ค่าความแข็งแรงสูงสุด > ค่าความแข็งแรงของผลผลิต
เป็นคุณลักษณะของความต้านทานแรงดึงของการเสริมแรงที่ใช้ในการก่อสร้างอาคารและการออกแบบการเสริมแรง
ระยะ Yield ของเหล็กแสดงโดย fy และ ความต้านทานแรงดึงสูงสุดของ Steel ที่แสดงโดย fu สมบัติความเหนียวของเหล็กที่มีความเหนียว มีคุณสมบัติของเหล็กที่จะเกิดการยืดตัวจนถึงจุดการยืดตัวที่แน่นอน เมื่อใช้กับแรงเค้น
ความแข็งแรงของผลผลิตกำหนดและหมายถึงการบ่งชี้ถึงความเค้นสูงสุดที่สามารถพัฒนาได้ในวัสดุเหล็กโดยไม่ต้องเปลี่ยนรูปพลาสติก
ตามความแข็งแรงของผลผลิต เหล็กแบ่งออกเป็นสองประเภท
1) แรงต่ำ/อ่อนที่เป็นเหล็กอ่อนที่มีกำลังครากคือ Fe250 ซึ่งสามารถรับแรงดึงได้ 250N/mm2 เมื่อทาลงบนเหล็กดังกล่าว ความต้านทานแรงดึงของเหล็กอ่อนคือ 410 mpa
2) แรงให้ผลผลิตสูงที่เป็นเหล็กเสริมแรงที่ใช้ในการก่อสร้างอาคาร เช่น Fe415 และ Fe500 ที่สามารถต้านทานแรงเค้นที่ 415N/mm2 และ 500N/mm2 เมื่อนำไปใช้กับมัน
ความแข็งแรงของผลผลิตของเหล็กโครงสร้างอยู่ระหว่าง 415 – 600N/mm2 หรือ 60000 – 90000 psi นอกจากนี้ยังสามารถวัดได้ในหน่วย SI ที่เรียกว่า Mega Pascal (MPa) และค่าของมันคือ 415 -600MPa
และความเค้นสูงสุดที่สามารถนำไปใช้กับเหล็กได้ก่อนที่จะเริ่มเปลี่ยนรูปร่างอย่างถาวร นี่คือขีดจำกัดความยืดหยุ่นของเหล็ก และเรียกว่า ความแข็งแรงของผลผลิตของเหล็ก
หากเพิ่มแรงเค้นลงในโลหะเหล็กแต่ไม่ถึงจุดคราก มันจะกลับคืนสู่รูปร่างเดิมหลังจากเมื่อคลายและคลายความเครียดออก และกำลังครากของเหล็กแสดงด้วย fy
ความแข็งแรงของผลผลิต: ความเค้นแรงดึงของวัสดุสามารถต้านทานหรือต้านทานได้โดยไม่มีการเปลี่ยนรูปถาวร กล่าวอีกนัยหนึ่ง ความแข็งแรงของผลผลิตถูกกำหนดเป็น ความเค้นที่วัสดุสามารถทนต่อได้โดยไม่มีการเสียรูปถาวร
เมื่อแรงดึงถูกนำไปใช้กับชิ้นงานเหล็ก มันจะยืดออกหรือยืดออกจนถึงขีดจำกัดความยืดหยุ่นโดยไม่มีการเสียรูป หมายความว่า ความแข็งแรงของผลผลิตคือความเค้นของวัสดุที่จุดสิ้นสุดของระยะยืดหยุ่นและจุดเริ่มต้นของคุณสมบัติพลาสติก เมื่อความเค้นดึงดึงวัสดุกลับคืนมา รูปร่างและขนาดโดยไม่มีการเสียรูป
ความต้านทานแรงดึงสูงสุดของเหล็ก:- ความเค้นแรงดึงสูงสุดที่วัสดุสามารถต้านทานหรือต้านทานได้โดยไม่แตกหัก ความแข็งแรงสูงสุดคือความเค้นสูงสุดที่จุดสิ้นสุดของระยะพลาสติกในกราฟความเค้นของความเครียดก่อนแตกหัก กล่าวอีกนัยหนึ่ง ความต้านทานแรงดึงสูงสุด ถูกกำหนดเป็น ความเค้นสูงสุดที่วัสดุสามารถมีขาตั้งเรียกว่าความต้านทานแรงดึงสูงสุด
ค่าความต้านทานแรงดึงสูงสุดของเหล็กกล้าโครงสร้างอยู่ระหว่าง 485 – 650N/mm2 หรือ 70000 – 95000 psi นอกจากนี้ยังสามารถวัดได้ในหน่วย SI ที่เรียกว่า Mega Pascal (MPa) และค่าของมันคือ 485 -650MPa
เมื่อดึงความเค้นดึงออก วัสดุจะไม่มีรูปร่างและขนาดเหมือนเดิม เนื่องจากยืดเกินระยะยืดหยุ่นไปจนถึงส่วนปลายของระยะพลาสติก วัสดุในเวทีพลาสติกประสบการณ์ ย้อนกลับไม่ได้และในขั้นยืดหยุ่นสามารถย้อนกลับได้ เนื่องจากวัสดุที่มีความเค้นสูงสุดจะทำให้เสียรูปแต่ไม่แตกหัก
เหล็กกล้าอ่อนเป็นเหล็กกล้าคาร์บอนชนิดหนึ่งที่มีปริมาณคาร์บอนต่ำ จริงๆ แล้วเรียกอีกอย่างว่า 'เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ' แม้ว่าช่วงจะแตกต่างกันไปตามแหล่งที่มา แต่ปริมาณคาร์บอนที่มักพบในเหล็กอ่อนจะอยู่ที่ 0.05% ถึง 0.25% โดยน้ำหนัก
ความแข็งแรงของผลผลิตของเหล็กโครงสร้างอ่อนมีตั้งแต่ 415 – 600N/mm2 หรือ 60000 – 90000 psi นอกจากนี้ยังสามารถวัดได้ในหน่วย SI ที่เรียกว่า Mega Pascal (MPa) และค่าของมันคือ 415 -600MPa
ความแข็งแรงของผลผลิตของเหล็กอ่อนที่มีโครงสร้างต่ำอยู่ที่ประมาณ 250N/mm2 หรือ 36000psi นอกจากนี้ยังสามารถวัดได้ในหน่วย SI ที่เรียกว่า Mega Pascal (MPa) และค่าของมันคือ 250MPa
ค่าความต้านทานแรงดึงสูงสุดหรือค่าความต้านทานแรงดึงของเหล็กโครงสร้างอ่อนมีช่วงระหว่าง 485 – 650N/mm2 หรือ 70000 – 95000 psi นอกจากนี้ยังสามารถวัดได้ในหน่วย SI ที่เรียกว่า Mega Pascal (MPa) และค่าของมันคือ 485 -650MPa
ค่าความต้านทานแรงดึงสูงสุดหรือค่าความต้านทานแรงดึงของเหล็กอ่อนต่ำเพียง 385N/mm2 หรือ 56000psi นอกจากนี้ยังสามารถวัดได้ในหน่วย SI ที่เรียกว่า Mega Pascal (MPa) และค่าของมันคือ 385MPa
โครงสร้างเหล็กอ่อนและความแข็งแรงจะแสดงเป็น Fe250, Fe415, Fe415D, Fe 450, Fe500, Fe 500D, Fe550, Fe550D และ Fe600
● Fe415 เกรดเหล็ก: กำลังรับแรงดึงของ Fe415 คือ 415N/mm2 การยืดตัวคือ 14.5% และค่าความต้านทานแรงดึงสูงสุดคือ 485N/mm2
● เกรด Fe415D ของเหล็ก : ความแข็งแรงของผลผลิตของ Fe415D คือ 415N/mm2 ความสามารถในการยืดตัวคือ 18% เนื่องจากความเหนียว และค่าความต้านทานแรงดึงสูงสุดคือ 500N/mm2
● เกรดเหล็ก Fe500 : กำลังรับแรงดึงของ Fe500 คือ 500N/mm2 ความสามารถในการยืดตัวคือ 18% และค่าความต้านทานแรงดึงสูงสุดคือ 545N/mm2
● เกรดเหล็ก Fe500D : ความแข็งแรงของผลผลิตของ Fe500D คือ 500N/mm2 ความสามารถในการยืดตัวคือ 16% เนื่องจากลักษณะการดัดงอ และค่าความต้านทานแรงดึงสูงสุดคือ 565N/mm2
● เหล็กเกรด Fe550 : กำลังรับแรงดึงของ Fe550 คือ 550N/mm2 ความสามารถในการยืดตัวคือ 18% และค่าความต้านทานแรงดึงสูงสุดคือ 585N/mm2
คำว่า ความต้านทานแรงดึง หมายถึงปริมาณของความเค้นแรงดึง (การยืด) บนวัสดุที่สามารถต้านทานได้ก่อนที่จะแตกหักหรือล้มเหลว การทดสอบแรงดึงของเหล็กทำได้โดยทั่วไปโดยการวางตำแหน่งทดสอบในขากรรไกรของเครื่องดึงแรงดึง
เครื่องดึงแรงดึงจะใช้แรงกดยืดโดยค่อยๆ แยกขากรรไกรออก ดังนั้นการทดสอบแรงดึงของเหล็กจึงทำได้โดยเครื่องกราม ซึ่งเลือกใช้เหล็กสำหรับงานต่างๆ มากมาย งาน rcc ทั้งหมดขึ้นอยู่กับคุณสมบัติหลายประการ หนึ่งในคุณสมบัติเหล่านี้ก็คือ ค่าความต้านทานแรงดึง
ความต้านทานแรงดึงของแท่งเหล็กอยู่ที่ประมาณ 841 mpa และค่าความต้านทานแรงดึงของการเสริมแรงแบบอ่อนคือ 400 mpa ความต้านทานแรงดึงของการเสริมแรงแบบอ่อนในระดับต่ำเนื่องจากมีปริมาณคาร์บอนต่ำและมีความเหนียวมากขึ้น
◆ติดตามผมได้ทาง เฟสบุ๊ค และสมัครสมาชิกของเรา Youtube ช่อง
คุณควรเยี่ยมชม:-
1)คอนกรีตคืออะไร ประเภทและคุณสมบัติของคอนกรีต
2) การคำนวณปริมาณคอนกรีตสำหรับบันไดและสูตร