اصطلاح فولاد برای آلیاژهای آهن که بین 0/025 تا حدود 2 درصد کربن دارند بکار می‌رود فولادهای آلیاژی غالبا با فلزهای دیگری نیز همراهند. خواص فولاد به درصد کربن موجود در آن، عملیات حرارتی انجام شده بر روی آن و فلزهای آلیاژ دهنده موجود در آن بستگی دارد.
از فولادی که تا 0?2 درصد کربن دارد، برای ساختن سیم، لوله و ورق فولاد استفاده میشود. فولاد متوسط 0?2 تا 0?6 درصد کربن دارد و آن را برای ساختن ریل، دیگ بخار و قطعات ساختمانی بکار می‌برند. فولادی که 0?6 تا 1?5 درصد کربن دارد، سخت است و از آن برای ساختن ابزارآلات، فنر و کارد و چنگال استفاده میشود.
آهنی که از کوره بلند خارج میشود، چدن نامیده میشود که دارای مقادیری کربن، گوگرد، فسفر، سیلیسیم، منگنز و ناخالصی‌های دیگر است. در تولید فولاد دو هدف دنبال میشود:
منگنز، فسفر و سیلیسیم در چدن مذاب توسط هوا یا اکسیژن به اکسید تبدیل می‌شوند و با کمک ذوب مناسبی ترکیب شده، به صورت سرباره خارج می‌شوند. گوگرد به صورت سولفید وارد سرباره میشود و کربن هم می‌سوزد و مونوکسید کربن (CO) یا دی‌اکسید کربن (CO2) در می‌آید. چنانچه ناخالصی اصلی منگنز باشد، یک کمک ذوب اسیدی که معمولاً دی‌اکسید سیلسیم (SiO2) است، بکار می‌برند:
و چنانچه ناخالصی اصلی سیلسیم یا فسفر باشد (و معمولاً چنین است)، یک کمک ذوب بازی که معمولاً اکسید منیزیم (MgO) یا اکسید کلسیم (CaO) است، اضافه می‌کنند:
(6MgO + P4O10 -------> 2Mg3(PO4)2(l
معمولاً جداره داخلی کوره‌ای را که برای تولید فولاد بکار می‌رود، توسط آجرهایی که از ماده کمک ذوب ساخته شده‌اند، می‌پوشانند. این پوششی مقداری از اکسیدهایی را که باید خارج شوند، به خود جذب می‌کند. برای جدا کردن ناخالصیها، معمولاً از روش کوره باز استفاده می‌کنند. این کوره یک ظرف بشقاب مانند دارد که در آن 100 تا 200 تن آهن مذاب جای می‌گیرد.
بالای این ظرف، یک سقف مقعر قرار دارد که گرما را روی سطح فلز مذاب منعکس می‌کند. جریان شدیدی از اکسیژن را از روی فلز مذاب عبور می‌دهند تا ناخالصی‌های موجود در آن بسوزند. در این روش ناخالصیها در اثر انتقال گرما در مایع و عمل پخش به سطح مایع می‌آیند و عمل تصفیه چند ساعت طول می‌کشد، البته مقداری از آهن، اکسید میشود که آن را جمع‌آوری کرده، به کوره بلند باز می‌گردانند.
در روش دیگری که از همین اصول شیمیایی برای جدا کردن ناخالصیها از آهن استفاده میشود، آهن مذاب را همراه آهن قراضه و کمک ذوب در کوره‌ای بشکه مانند که گنجایش 300 تن بار را دارد، می‌ریزند. جریان شدیدی از اکسیژن خالص را با سرعت مافوق صوت بر سطح فلز مذاب هدایت می‌کنند و با کج کردن و چرخاندن بشکه، همواره سطح تازه‌ای از فلز مذاب را در معرض اکسیژن قرار می‌دهند.
اکسایش ناخالصیها بسیار سریع صورت می‌گیرد و وقتی محصولات گازی مانند CO2 رها می‌شوند، توده مذاب را به هم می‌زنند، بطوری که آهن ته ظرف، رو می‌آید. دمای توده مذاب، بی آنکه از گرمای خارجی استفاده شود، تقریباً به دمای جوش آهن می‌رسد و در چنین دمایی، واکنشها فوق‌العاده سریع بوده، تمامی این فرایند، در مدت یک ساعت یا کمتر کامل میشود و معمولاً محصولی یکنواخت و دارای کیفیت خوب بدست می‌آید.
آهن مذاب تصفیه شده را با افزودن مقدار معین کربن و فلزهای آلیاژ دهنده مثل وانادیم، کروم، تیتانیم، منگنز و نیکل به فولاد تبدیل می‌کنند. فولادهای ویژه ممکن است مولیبدن، تنگستن یا فلزهای دیگر داشته باشند. این نوع فولادها برای مصارف خاصی مورد استفاده قرار می‌گیرند. در دمای زیاد، آهن و کربن با یکدیگر متحد شده، کاربید آهن (Fe3C) به نام «"سمنتیت» تشکیل می‌دهند. این واکنش، برگشت‌پذیر و گرماگیر است:
هرگاه فولادی که دارای سمنتیت است، به کندی سرد شود، تعادل فوق به سمت تشکیل آهن و کربن، جابجا شده، کربن به صورت پولکهای گرافیت جدا میشود. این مکانیزم در چدن‌ها که درصد کربن در آنها بیشتر است، اهمیت بیشتری دارد. برعکس، اگر فولاد به سرعت سرد شود، کربن عمدتاً به شکل سمنتیت باقی می‌ماند. تجزیه سمنتیت در دمای معمولی به اندازه‌ای کند است که عملاً انجام نمی‌گیرد.
استاتیک یا ایستایی شاخه‌ای از دانش فیزیک(مکانیک) و علوم مهندسی است که به بحث و مطالعه درباره? سامانه‌های فیزیکی در حال تعادل ایستا (یا تعادل استاتیکی) می‌پردازد. تعادل ایستا حالتی است که در آن، مکان نسبیِ زیرسامانه‌ها نسبت به یکدیگر تغییر نکند یا آنکه اجزا و سازه‌ها در اثر اعمال نیروهای خارجی، در حال ایستا و سکون باقی بمانند. در حالت تعادل ایستا، سامانه? مورد نظر یا در حال سکون است یا مرکز جرم (گرانیگاه) آن با سرعت ثابت حرکت می‌کند.
با استفاده از قانون دوم نیوتون به این نتیجه می‌رسیم که در یک سامانه? در حال تعادل ایستا، نیروی خالص و نیز گشتاور خالص وارد بر هر یک از جرم‌های درون سامانه برابر با صفر است، و این بدان معناست که در ازای هر نیرویی که بر یک جزء یا مؤلفه از سامانه وارد میشود، نیرویی به همان اندازه ولی در جهت مخالف به آن جزء اعمال می‌گردد. این‌که نیروی خالص وارد بر سامانه برابر با صفر باشد، به عنوان شرط اول تعادل شناخته میشود. این شرط که گشتاور خالص وارد بر سامانه برابر با صفر باشد، به شرط دوم تعادل موسوم است.
ایستایی‌شناسی از جمله مباحثی است که در تجزیه و تحلیل سازه‌ها، مثلاً در مهندسی سازه یا معماری، و نیز به هنگام مطالعات سیالات در حالت سکون مثل پایدای سدها تحت فشارهای عظیم هیدرو استاتیکی آب کاربرد بسیار دارد. مقاومت مصالح (مکانیک ماده‌ها) شاخه‌ای مرتبط از علم مکانیک است که مبحث تعادل ایستا در آن بسیار به کار می‌رود. استاتیک پایه ای‌ترین و اصلی‌ترین درس در رشته مهندسی عمران محسوب میشود.
مطالب مورد بررسی در درس استاتیک عبارتند از:
مقاومت مصالح
مکانیک ماده‌ها یا مکانیک مواد یا مقاومت مصالح (به فرانسوی: Résistance des matériaux) بخشی از علم مواد است که به مطالعه? استحکام مواد مهندسی و رفتار مکانیکی آنها در حالت کلی (مانند تنش، کرنش، تغییر شکل و رابطه‌های میان تنش و کرنش) می‌پردازد.
سازه بتنی سازه‌ای است که در ساخت آن از بتن یا به طور معمول بتن آرمه (سیمان، شن، ماسه و پولاد به صورت میلگرد ساده یا آجدار) استفاده شده باشد. در ساختمان در صورت استفاده از بتن آرمه در قسمت ستون‌ها و شاه تیرها و پی، آن ساختمان یک سازه بتنی محسوب میشود.
امروزه بسیاری از پلها را از بتن آرمه می سازند. برای استفاده از پل های بلندتر و بیشتر شدن فاصله پایه پلها از تیر پیشتنیده استفاده می شود.
این روش که قبلا روش تنش بهره برداری یا روش تنش بار سرویس نامیده می‌شد، اولین روشی است که بصورت مدون برای طراحی سازه‌های بتن آرمه بکارگرفته شد.
روش مقاومت نهایی که در آیین نامه ACI به نام روش طراحی بر مبنای مقاومت موسوم است، حاصل مطالعات گسترده روی رفتار غیر خطی بتن و تحلیل دقیق مسئله ایمنی در سازه‌های بتن آرمه می‌باشد.
به منظور تکامل روش مقاومت نهایی، به ویژه از نظر نحوه منظور نمودن ایمنی، روش طراحی بر مبتای حالات حدی ابداع گردید.
سازه فولادی نوعی سازه است که مصالح اصلی آن که برای تحمل نیروها و انتقال آنها به کار می‌رود از فولاد است. اتصالات به کار رفته در این نوع سازه‌ها از نوع جوشی، پرچی و یا پیچ می‌باشد و بسته به نوع اتصالات قطعات طرح شده و کنترلهای مربوطه بر روی آنها انجام میشود.
در حال حاضر فولاد از مهمترین مصالح برای ساخت ساختمان و پل و سایر سازه های ثابت است مقاومت فولاد ( تنش تسلیم) مورد استفاده در بازه2400 تا 7000 kgr/cm 2 است که برای ساختمانهای معمولی از فولاد با مقاومت 2400 که به آن فولاد نرمه گفته می شود استفاده می گردد.
ابعاد پروفیل های مورد استفاده در سازه های فلزی را می توان با یکی از روشهای زیر محاسبه کرد. از روشهای زیر دو روش تنش مجاز و روش حدی در مقررات ملی ساختمان مبحث 10 ایران آورده شده است.
ساختمان به دو روش سنتی و صنعتی ساخته میشود و بنا به تعریف، در روش صنعتی، قطعات و اجزای ساختمان تحت نظام صنعتی در کارخانه تولید و از جنبه‌های مختلف از نظر کیفیت، آزمایش و سپس به محل کارگاه حمل میشود. با این روش حجم عملیات ساختمان در محل کارگاه، کاهش یافته و میزان تولید افزایش می‌یابد. اهم شرایطی که برای تحقق صنعتی شدن ساختمان‌سازی مورد نیاز می‌باشد عبارتست از:
یکی از شاخصه‌های صنعتی شدن، تولید انبوه محصولاتی است که قبلا به طرق سنتی و با روشهای دستی تهیه می‌شدند، این محصولات باید دارای ویژگی‌های استاندارد از نظر کیفیت، تخصص‌گرایی در تولید، توجه به مسائل تولید، فروش و بازار به طور همزمان و به کارگیری روشهای اتوماتیک و مکانیزه در روند تولید باشد. علاوه بر آن به لحاظ تولید انبوه، قیمت‌ها در مقایسه با تولیدات سنتی پایین‌تر است و محصولات دارای کیفیت ثابت و قابل پیش‌بینی هستند.
صنعتی‌شدن ساختمان‌سازی دارای محاسن و معایبی است لذا کشورهای زیادی از آن استقبال کرده‌اند و تعداد اندکی از کشورها نیز از آن رویگردان شده‌اند. علت عمده رویگردانی، این بوده‌است که روش صنعتی به دلیل تولید سری و انبوه، ناگزیر به چشم‌پوشی از برخی سلیقه‌های فردی است، یکنواختی ظاهری اینگونه ساختمان‌ها، اعمال سلیقه و آزادی انتخاب را برای اقشار مختلف مردم تحت‌الشعاع قرار داده و امتیازات حاصله از بکارگیری روشهای صنعتی را تحت تاثیر قرار می‌دهد.
سیستم‌هایی که تاکنون با رعایت الزامات خاص، مورد تایید مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن قرار گرفته‌اند:
