Steel styrkeegenskaber
Stål er et bemærkelsesværdigt materiale, der er særdeles stærk i både spænding og kompression. Faktisk stål er lige så stærk i spænding og kompression - en af de få materialer med sådanne egenskaber. Der er mange forskellige stållegeringer, men de har alle lignende stress versus strain forhold og i sidste ende ikke på samme måde. Stållegeringer er kendetegnet ved en American Society for Testing and Materials (ASTM) nummer, såsom ASTM A36.
Elasticitetsmodul
Alle stållegeringer har samme elasticitetsmodul. Elasticitetsmodul er stivheden af et materiale, eller forholdet mellem materialets tilladelige stress versus belastning. Steels elasticitetsmodul er 29 million pounds per square inch, hvilket er langt højere end betonens 5 millioner og træets 2 mio. De forskellige stållegeringer har andre forskellige egenskaber, herunder styrke grænser og bøjningsspændinger.
Udbytte Limit
Hver stållegering har en forskellig flydespænding. Dette er den højeste kraft materialet bærer før deformering, og det er den grænse, der anvendes i bygningsreglementer at definere de tilladte belastninger en stål konstruktionselement kan bære. Bygningsreglementer giver en tilladelig belastning mellem 33 pct og 75 pct stållegering s flydespænding, afhængigt af dens anvendelse. En sammenligning af flydegrænser viser visse stållegeringer er bedre for et bestemt formål end andre. Den mest almindelige legering, kulstofstål eller ASTM A36, har en flydespænding på 16.329 pounds per kvadrattomme. Til sammenligning ASTM A441 har en flydespænding på 18.144 til 22680 kg per kvadrattomme, og ASTM A572 har en flydespænding på 19.051 til 29484 kg per kvadrattomme.
Ultimate Limit og Deformation
Ud over flydespændingen eller flydespændingen, deformerer stål, udspænding og bøjning, indtil det begynder at nå sit ultimative grænse. Under deformation, stålet mister styrke, men når materialet når sin yderste grænse, styrken af de materielle forhøjelser ud over udbyttet grænse og til sidst bryder. Koderne passer ikke tillader design af strukturelle elementer i forhold til stål ultimative grænse på grund af faren for en bygnings indbyggere i deformation fase. Ikke desto mindre er det materiale, når overbelastet, vil deformere og giver, men ikke svigte, giver tid til beboerne for at afslutte konstruktionen før en struktur ultimative fiasko.
Tilladte bøjningsspænding
Stålelementer i kompression er underlagt svigt ved bøjning. Koder giver tilladte bøjningsspændinger, der kan anvendes til at designe strukturelle elementer. Den tilladte bøjning stress er 60 procent af en legering s udbytte grænse. Så ASTM A36 har en tilladelig bøjningsspænding på 9,98 Kilogram per kvadrattomme, ASTM A441 har en tilladelig bøjningsspænding på 10.886 til 13608 kg, og ASTM A572 har en tilladelig bøjningsspænding på 25.200 til 17,7 kilogram.
Fremtidige Alloys
Stålindustrien løbende at forbedre kvaliteten af stållegeringer og skabe nye legeringer, der er stærkere end dem, der kom før. For eksempel fælles kulstofstål, ASTM A36, med en flydespænding på 16.329 pounds per kvadrattomme og en tilladelig bøjningsspænding på 9979 pounds per square inch, langsomt bliver erstattet af ASTM A572 Grade 50, som har en flydespænding på 29.484 pounds per kvadrattomme og en tilladelig bøjningsspænding på 17.690 pounds per kvadrattomme - 77 procent stærkere end ASTM A36. Ingen tvivl om, vil fremtidige legeringer overgå nye legeringer såsom ASTM A572 Grade 50.