Szelvénytényező és felmelegedés
Az arány, ami mindent eldönt
Szekció neve “Az arány, ami mindent eldönt”
A – tömör szelvény, B – vékonyfalú szelvény. 1 kevés felület, sok anyag · 2 sok felület, kevés anyag · 3 a hőterhelés mindkét esetben azonos
Az acél nem éghető, viszont vezeti a hőt, és melegen elveszíti a szilárdságát. A kérdés tehát nem az, hogy meggyullad-e, hanem az, hogy milyen gyorsan éri el azt a hőmérsékletet, ahol már nem bírja el a terhet.
Ezt a sebességet a szelvénytényező írja le: a hőnek kitett felület és a keresztmetszet területének (vagyis az anyagmennyiségnek) az aránya. Minél nagyobb ez az arány, annál gyorsabb a felmelegedés.
Egy tömör, melegen hengerelt gerendánál sok acél van kevés felület mögött. Egy 0,8–1,6 mm falvastagságú hidegen alakított szelvénynél fordítva: nagy felület, kevés anyag. Ugyanaz a hőterhelés sokkal gyorsabban melegíti át.
Mi történik melegedés közben
Szekció neve “Mi történik melegedés közben”Szilárdságvesztés
Szekció neve “Szilárdságvesztés”Az acél folyáshatára a hőmérséklet emelkedésével csökken. Néhány száz fok fölött a szelvény már nem azzal a teherbírással dolgozik, amivel a hidegméretezés számolt.
Hőtágulás és kényszererők
Szekció neve “Hőtágulás és kényszererők”A felmelegedő elem megnyúlna, de a szerkezet fogja. Ebből kényszererő keletkezik, ami a hidegállapotban nem létezett.
Elcsavarodás
Szekció neve “Elcsavarodás”A vékony, nyitott szelvény melegedés közben nem egyenletesen mozdul: a keresztmetszet megcsavarodhat. A kettő együtt oda vezet, hogy akkora feszültség keletkezhet az elemben, hogy szó szerint kipattan a falból — akár olyan helyen is, ahol maga a láng nem járt.
Mi következik ebből a védelemre
Szekció neve “Mi következik ebből a védelemre”Mivel a veszély a felmelegedés, a védelem célja az, hogy a szelvény később érje el a kritikus hőmérsékletet. Két elvi út van:
- Elszigetelni a hőtől — burkolattal, ami időt nyer. Ez a könnyűszerkezetes falak szokásos útja, de csak rendszerben igazolható: tűzgátló burkolatok.
- Bevonattal védeni — ez az, ami vastag melegen hengerelt szelvénynél működik, vékonyfalúnál viszont nem járható: a duzzadó bevonat korlátai.
A harmadik lehetőség nem védelem, hanem igazolás: számítással megmutatni, hogy az adott szerkezet a megkövetelt ideig megtartja a teherbírását. Erről: tűzállósági méretezés.
A lényeg
Szekció neve “A lényeg”A szelvénytényező nem elméleti fogalom: ez magyarázza meg, miért igaz az, hogy „az acél nem ég”, és miért hamis az, hogy „tehát nincs vele dolgunk”.