Właściwości mechaniczne stali

Przy ocenie stanu naprężeń ważny jest nie tylko stopień ich wykorzystania, ale przede wszystkim ich rodzaj: jednoosiowy stan naprężeń stwarza warunki korzystniejsze, płaski podnosi wymagania, przestrzenny (karby) zaostrza wymagania jeszcze bardziej. Należy tu wziąć pod uwagę oprócz naprężeń od obciążeń zewnętrznych także naprężenia własne zwłaszcza spawalnicze, których wpływ można oszacować na podstawie grubości spoin i stopnia złożoności elementu spawanego (program uprawnienia budowlane na komputer).

Przy ocenie poszczególnych czynników pod kątem doboru stali konstruktor musi uwzględnić również zmiany własności mechanicznych stali, a w szczególności zmiany w wyniku odkształcenia na zimno, które działa podobie jak wzrost grubości materiału (program uprawnienia budowlane na ANDROID).
Dla ułatwienia doboru stali opracowano kilka metod polegających na oszacowaniu liczbowym wymienionych tu czynników, przy czym suma lub iloczyn poszczególnych wartości wskazują na przynależną grupę stali [29]. Metody te są dość skomplikowane i rzadko stosowane w praktyce.
W kraju wydano wytyczne doboru stali nisko węglowych, z których wyciąg. Podwyższone wymagania jakości stali nisko- węglowych dla elementów spawanych w strefie wpływu odkształcenia na zimno (uprawnienia budowlane).

Wynika z niej, że największe zastosowanie znajdują stale o kategorii wytrzymałości poniżej E500. Produkcja stali o wyższej wytrzymałości nie jest w kraju w pełni ustabilizowana, a ich zastosowanie wymaga indywidualnego uzgodnienia z producentem.
Stale trudno rdzewiejące 1011, 10HA i in. stosuje się na konstrukcje narażone na wpływy atmosferyczne jak: konstrukcje wsporcze kolejek, konstrukcje wyciągów, estakad, mostów i wiaduktów. Szczególnie efektywne jest zastosowanie tych stali na elementy o dużym stosunku powierzchni narażonej na korozję do przekroju, takie jak: kominy, bariery, rurociągi, maszty (program egzamin ustny).

Dobór kategorii wytrzymałości stali

Przy posługiwaniu się którąkolwiek z metod doboru stali należy pamiętać, że są one jedynie schematem pomocniczym. W bardziej złożonych przypadkach konstruktor, podejmując decyzję o doborze stali, powinien uwzględnić specyficzne wpływy powodujące zmiany własności stali w procesach wytwórczych, o których mowa w całym niniejszym rozdziale (opinie o programie).
W celu zmniejszenia materiałochłonności konstrukcji dąży się do stosowania stali o wyższej wytrzymałości. Stale te są jednak droższe, a wykonanie z nich konstrukcji jest na ogół bardziej pracochłonne i wymaga większych nakładów na jedną tonę konstrukcji niż w przypadku stali niskowęglowych.

Jako granicę opłacalności zastosowania stali wyższej jakości można przyjąć utrzymanie kosztu całego elementu na poziomie kosztu tego elementu ze stali grupy St3S. W przypadku stali trudno rdzewiejących należy w tym rachunku uwzględnić dodatkowe efekty ze zwiększonej trwałości konstrukcji. Oszczędność w zużyciu materiału przez zastosowanie stali o wyższej jakości i wytrzymałości jest zależna od rodzaju wytężenia i ukształtowania elementu (segregator aktów prawnych). Jedynie w elementach osiowo rozciąganych pole przekroju jest odwrotnie proporcjonalne do wytrzymałości obliczeniowej. W innych przypadkach wpływ utraty stateczności oraz wpływ ograniczonych ugięć i wytrzymałości zmęczeniowej zmniejszają efektywność zastosowania stali o wyższej wytrzymałości i wymagają każdorazowej analizy opłacalności takiej zamiany. Dla jej ułatwienia podano orientacyjne wytyczne, przy czym zastosowano następujące oznaczenia: indeks 1 dla stali o wyższej wytrzymałości (promocja 3 w 1).

Największy efekt przynosi zastosowanie stali o wysokiej wytrzymałości w prętach rozciąganych, zwłaszcza w pasie rozciąganym. Ze względów wytwórczych niekorzystne jest mieszanie gatunków stali w prętach wykratowania. Również i w tym przypadku poważnym ograniczeniem efektywności może być warunek sztywności.