Bạn đã biết mô đun đàn hồi của thép là gì hay chưa? Như các bạn đã biết, mô đun đàn hồi được hiểu là một tính chất cơ bản của các loại vật liệu rắn đàn hồi theo tuyến tính. Mô đun đàn hồi được đo bằng lực cần để kéo giãn hoặc nén của một mẫu vật liệu nào đó. Do quá trình chịu tác động của mộ ứng suất kéo hoặc nén mà một vật sẽ xuất hiện những phản ứng biến dạng khác nhau theo lực dãn hoặc nén lại. Vậy trong bài viết hôm nay, chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu những thông tin thú vị liên quan đến mô đun đàn hồi của thép nhé!
Hiểu như thế nào về mô đun đàn hồi của thép?
Mô đun đàn hồi của thép có thể hiểu là đặc trưng cho khả năng biến dạng, đàn hồi của thép nhằm đảm bảo những hệ số cơ bản cũng như man lại hiệu quả chất lượng một cách tốt nhất, đạt chuẩn nhất theo những tiêu chuẩn về thép trong xây dựng đã được đề ra.
Hệ số đàn hồi này sẽ được đo bằng lực trên một đơn vị diện tích cần để kéo giãn hoặc nén lại với một mẫu thép nào đó. Trong quá trình chịu lực tác động của hoạt động kéo hoặc nén nào đó, thép sẽ xuất hiện, xảy ra những phản ứng biến dạng khác nhau có thể lớn hoặc nhỏ tùy vào tác động. Bên cạnh đó, độ biến dạng này cũng sẽ tỉ lệ thuận với lực tác động và được gọi là mô đun đàn hồi của thép.
Phân biệt các loại mô đun đàn hồi của thép
Hiện nay, trên thị trường có 3 dạng mô đun đàn hồi theo tiêu chuẩn gồm:
Thứ nhất là mô đun Young (E) đây được xem là loại mô đun miêu tả về độ đàn hồi ở dạng kéo hoặc thể hiện xu hướng của thép khi biến dạng dọc theo một trực khi các lực kéo được thực hiện đặt dọc theo trục đó. Mô đun E được xác định bằng tỉ số giữa ứng suất kéo chia cho độ biến dạng trong quá trình thực hiện kéo.
Thứ hai là mô đun Cắt (G) đây là loại mô đun miêu tả xu hướng của thép khi bị cắt hoặc chịu tác động bởi các lực ngược hướng. Loại mô đun này được xác định bằng ứng suất cắt chia cho biến dạng kéo. Đây cũng được xem là một phần của nguồn gốc tính dẻo.
Thứ ba là mô đun khối (K) đây là loại mô đun thể hiện độ biến dạng của thể tích hoặc xu hướng thể tích của thép bị biến dạng dưới một áp lực nào đó. Độ biến dạng này sẽ được xác định bằng tỷ số ứng suất thể tích chia cho độ biến dạng thể tích và nghịch đảo hệ số nén. Mô đun K chính là trường hợp mở rộng của mô đun E khi xét trong không gian ba chiều.
Hiểu như thế nào về cường độ chịu kéo của thép theo tiêu chuẩn hiện nay?
Cường độ của thép hay chính là cường độ chịu kéo của thép. Nó được biết đến là thông số đặc trưng cho khả năng chống chịu của thép dưới lực tác động từ con người hay những tác động ngoại lực liên quan đến khí hậu, thời tiết, môi trường tác động vào.
Đơn vị tính hiện nay sử dụng phổ biến chính là kg/cm2 hoặc N/mm2. Độ bền kéo của thép sẽ được xác định bằng cách sử dụng một lực tác động tăng dần lên vật liệu cho đến khi thép đứt ra.
Nhìn chung, độ bền kéo của thép được xem là chỉ số quan trọng buộc phải làm thí nghiệm trước khi sử dụng thép vào các công trình dù là nhỏ hay lớn.
Cường độ chịu kéo của thép theo tiêu chuẩn sẽ được xác định bằng cường độ giới hạn chảy với xác suất được xác định đảm bảo không <95%.
Trong đó:
Cường độ tính toán của cốt thép là: Rs, Rsc sẽ được xác định bằng công thức:
Trong đó:
- K là hệ số an toàn về cường độ của vật liệu đang tính
- Ks = 1.1: 1.25 với cốt cán nóng
- Ks = 1.5: 1.75 với sợi thép kéo nguội và sợi cường độ cao
- Ms chính là hệ số điều kiện làm việc của vật liệu
Tìm hiểu về ứng suất của thép hiện nay
Đối với những loại thép thông thường chúng ta sẽ quan tâm đến 3 giới hạn chính gồm:
- Thứ nhất là giới hạn bền: đây được xem là giá trị của ứng suất lớn nhất mà mác thép có thể chịu được trước khi bị kéo đứt.
- Thứ hai là giới hạn đàn hồi: đây được xác định là ứng suất của giai đoạn đàn hồi thép.
- Cuối cùng giới hạn chảy: giới hạn này được xác định bằng ứng suất ở đầu giai đoạn chảy.
Với nhóm thép dẻo có giới hạn chảy rõ ràng thì việc dựa vào biểu đồ ứng suất – biến dạng xác định được khi quan sát hay tiến hành thực hiện
Với nhóm thép rắn/giòn thì thường không có giới hạn đàn hồi cũng như giới hạn chảy rõ ràng, do đó đã có giới hạn quy ước như sau:
Giới hạn đàn hồi quy ước được xác định là giá trị ứng suất và sẽ ứng với biến dạng dư tỉ đối là khoảng 0.02%.
Giới hạn chảy quy ước được xác định là giá trị ứng suất và sẽ ứng với biến dạng dư tỉ đối là 0,2%.
Như vậy, bài viết hôm nay đã gửi đến cho các bạn những thông tin hữu ích liên quan đến mô đun đàn hồi của thép. Có thể thấy, mô đun đàn hồi thép là đặc trưng cho khả năng biến dạng, đàn hồi của thép nhằm đảm bảo những hệ số cơ bản cũng như man lại hiệu quả chất lượng một cách tốt nhất, đạt chuẩn nhất theo những tiêu chuẩn về thép trong xây dựng đã được đề ra. Bên cạnh đó, bài viết cũng phân loại cho các bạn về mô đun thép hiện có trên thị trường cũng như những thông tin liên quan đến ứng suất. Hy vọng qua bài viết hôm nay, các bạn đã biết thêm những thông tin hữu ích về thép nói riêng và ngành xây dựng nói chung nhé!
