Bảng tra modul đàn hồi của thép và công thức tính tiêu chuẩn

Modun đàn hồi của thép là một dạng đặc tính cơ học bắt buộc phải đảm bảo của bất cứ loại thép xây dựng nào. Hệ số đàn hồi của thép đạt mức tiêu chuẩn sẽ giúp đảm bảo cho độ bền và chất lượng tốt nhất của sản phẩm. Vậy cụ thể định mức mô đun đàn hồi của thép tiêu chuẩn là bao nhiêu? Tìm hiểu những thông số này để biết cách lựa chọn thép xây dựng tốt nhất trên thị trường

Mô đun đàn hồi của thép là gì

Mô đun đàn hồi là một tính chất cơ học của các vật liệu rắn đàn hồi tuyến tính. Hay ta có thể hiểu một cách cụ thể hơn thì mô đun đàn hồi của thép là đặc trưng cho khả năng biến dạng đàn hồi của thép. Đảm bảo đạt những hệ số cơ bản, mang lại hiệu quả chất lượng tốt nhất và đạt chuẩn theo tiêu chuẩn thép xây dựng

Hệ số đàn hồi này được đo bằng lực trên một đơn vị diện tích cần để kéo giãn (hoặc nén) một mẫu thép

Khi chịu tác động của một tác động kéo hoặc nén, thép sẽ phản ứng bằng cách biến dạng theo tác động của lực bằng cách dãn ra hoặc nén lại. Trong một giới hạn biến dạng nhỏ, độ biến dạng này có tỉ lệ thuận với lực tác động. Thì hệ số tỉ lệ này được gọi là modul đàn hồi của thép

1/ Các loại mô đun đàn hồi

Hiện nay, thép xây dựng cũng giống như các loại vật liệu có hệ số đàn hồi cơ bản. Chúng đều bao gồm 3 dạng mô đun đàn hồi tiêu chuẩn như sau:

+ Mô đun Young (E): Đây là loại modun mô tả đàn hồi ở dạng kéo. Hoặc xu hướng củ thép khi bị biến dạng dọc theo một trục khi các lực kéo được đặt dọc theo trục đó. Mô đun E được định nghĩa bằng tỷ số giữa ứng suất kéo chia cho độ biến dạng khi kéo.

+ Mô đun cắt (G): Modun này miêu tả xu hướng của thép khi bị cắt hoặc khi bị tác động bởi các lực ngược hướng. Chúng được xác định bằng ứng suất cắt chia cho biến dạng kéo. Mô đun G chính là một phần nguồn gốc của tính dẻo

+ Mô đun khối (K): Mô tả biến dạng của thể tích. Hoặc xu hướng thể tích của thép bị biến dạng dưới một áp lực. Nó được tính bằng tỷ số ứng suất thể tích chia cho biến dạng thể tích, và là nghịch đảo của hệ số nén. Mô đun thể tích là một trường hợp sự mở rộng của mô đun E trong không gian ba chiều.

2/ Hệ số đàn hồi của thép

Về cơ bản, các thông số của modun đàn hồi thép sẽ được áp dụng theo tiêu chuẩn modun đàn hồi của thép ct3 hoặc mô đun đàn hồi của thép ct38

Các hệ số đàn hồi của thép cơ bản:

+ Modun đàn hồi của thép khi kéo: E = 2,1.106 kG/cm2

+ Modun đàn hồi trượt của thép: G = 0,81. 106 kG/cm2

+ Giới hạn chảy: 2400 – 2800 kG/cm2

+ Giới hạn bền: 3800 – 4200 kG/cm2

+ Độ dai va đập: ak = 50 – 100 J/ cm2

+ Khối lượng riêng: = 7,83 T/ m3

+ Độ dãn dài khi đứt: = 21%

+ Ứng suất cho phép lớn nhất: 18 (KG/mm2)

Bảng tra modun đàn hồi của thép

Một sản phẩm thép xây dựng đạt chất lượng và có độ bền tốt. Sẽ yêu cầu đảm bảo đầy đủ cho những hệ số modun đàn hồi của sản phẩm.

Và ngay sau đây sẽ là bảng tra mô đun đàn hồi tiêu chuẩn nhất của các sản phẩm thép xây dựng đạt chuẩn hiện nay:

Nhóm thép	Cường độ tính toán (MPa)			Modun đàn hồi
	Chịu kéo (Rs)	Chịu nén (Rsc)	Cốt ngang, xiên (Rsw)	Es x 104 (MPa)
CI, AI	225	225	175	21
CII, AII	280	280	225	21
AIII – có Ø = 6 – 8 mm	355	355	285	20
CIII, AIII – có Ø = 10 – 40 mm	365	365	290	20
CIV, A-IV	510	450	405	19
A-V	680	500	545	9
A-VI	815	500	650	19
AT-VII	980	500	785	19
A-IIIB – có kiểm soát độ giãn dài và ứng suất	490	200	390	18
A-IIIB – chỉ kiểm soát độ giãn dài	450	200	360	18

 

Công thức tính modul đàn hồi của thép

Khi kéo một thanh thép, ta sẽ có biểu đồ lực tác động và biểu đồ biến dạng như sau:

Trong đó:

+ F là lực tác dụng

+ A0 là diện tích mặt cắt ngang

+ Ứng suất (σ) được tính bằng công thức:

Ngoài ra, còn có một số các công thức tính khác liên quan tới hệ số modul đàn hồi của thép tiêu chuẩn. Những thông số này đều sẽ là yếu tố thể hiện được chất lượng và độ bền cơ bản của các loại thép xây dựng

Vùng biến dạng đàn hồi – OA là mối quan hệ giữa lực (F) và biến dạng dài (ΔL) hoặc ứng suất (σ) và biến dạng tương đối (ε). Chính vì vậy mà chúng được gọi là quan hệ tuyến tính.

Mô đun đàn hồi E là tỉ lệ của ứng suất (σ) và biến dạng đàn hồi (ε). Chúng được tính theo công thức như sau:

E = σ / ε

Như vậy, trên đây là những thông số chi tiết và chính xác nhất về tiêu chuẩn modun đàn hồi của thép xây dựng. Hy vọng đã có thể giúp bạn biết cách đánh giá đúng nhất về chất lượng, cũng như độ bền tiêu chuẩn của các loại thép cơ bản hiện nay