Выбор марок сталей строительных металлических конструкций

Марку стали выбирают на основе вариантного проектирования и технико-экономического анализа с учетом СниП П-23-81.

Выбор марки стали для строительных конструкций зависит от следующих параметров:

• Температуры среды, в которой монтируется и эксплуатируется конструкция;

• Характера назначения (динамические, вибрационные)

• Вида напряженного состояния (сжатия, растяжения) и др.

В зависимости от условий работы материала все виды конструкций согласно СНиП П-23-81 разделены на четыре группы (Таблица.1.4)

Механические свойства стали

Характеризуют следующие основные показатели:

1. Предел текучести σ_т - характеризующий напряжение, до достижения которого металл работает упруго. Предел текучести является началом границы пластической стадии работы металла, его текучести, т. е. началом возрастания деформаций при неизменной нагрузке.

2. Временное сопротивление (предел прочности) σ_в характеризующие условное напряжение разрыва растянутого (отношение разрушающей нагрузки к пер воначальной площади сечения). σ_в характеризует прочность стали.

Таблица 1. 3 Марки стали, заменяемые сталями по ГОСТ 27772—88

МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И ИХ РАСЧЕТНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ

*                                                      Таблица 1.4

Марки стали для стальных конструкций зданий и сооружений

Группа 1. Сварные конструкции либо их элементы, работающие в особо тяжелых условиях или подвергающиеся непосредственному воздействию динамических, вибрационных или подвижных нагрузок [подкрановые балки; балки рабочих площадок; элементы конструкций бункерных и разгрузочных эстакад, непосредственно воспринимающих нагрузку от подвижных составов; фасонки ферм; пролетные строения транспортерных галерей; сварные специальные опоры больших переходов линий электропередачи (ВЛ) высотой болей 60 м; элементы оттяжек мачт и оттяжечных узлов; балки под краны гидротехнических сооружений и т. п.]

Группа 2. Сварные конструкции либо их элементы, работающие при статической нагрузке [фермы; ригели рам; балки перекрытий и покрытий; косоуры лестниц; опоры ВЛ, за исключением сварных опер больших переходов; опоры ошиновки открытых распределительных устройств подстанций (ОРУ); опоры под выключатели ОРУ; опоры транспортерных галерей; элементы контактных сетей транспорта (ригели жестких поперечин, анкерные оттяжки, хомуты); прожекторные мачты; элементы комбинированных опор антенных сооружений; трубопроводы ГЭС и насосных станций; облицовки водоводов; закладные части затворов и другие растянутые, растянуто-изгибаемые и изгибаемые элементы], а также конструкции и их элементы группы 1 при отсутствии сварных соединений и балки подвесных путей из двутавров по ГОСТ 19425-74* и ТУ 14-2-427-80 при наличии сварных монтажных соединений

Группа 3. Сварные конструкции либо их элементы, работающие при статической нагрузке (колонны; стоики; опорные плиты; элементы настила перекрытий; конструкции, поддерживающие технологическое оборудование; вертикальные связи по колоннам с напряжением в связях свыше 0,4/Ry анкерные, поддерживающие и фиксирующие конструкции на опорах и поперечинах контактной сети; опоры под оборудование ОРУ, кроме опор под выключатели; элементы стволов и башен антенных сооружений; колонны бетоновозных эстакад, прогоны покрытий и другие сжатые и сжато-изгибаемые элементы), а также конструкции и их элементы группы 2 при отсутствии сварных соединений

 

С235	ГОСТ 27772-88	+	_	•
С245	то же	+	-	-
С255	то же	+	+	-
С275	то лее	+	-	-
С285	то же	+	+	-
С345	то лее	1	1	2илиЗ
С345К	то же	+	+	-
С375	то лее	1	1	2илиЗ
С390	то же	+	+	+
С390К	то лее	+	+	+
С440	то же	+	+	+
С590	то же	+	-	-
С590К	то лее	■*	+	+

Группа 4. Вспомогательные конструкции зданий и сооружений (связи, кроме указанных в группе 3; элементы фахверка; лестницы; трапы; площадки; ограждения; металлоконструкции кабельных каналов; второстепенные элементы сооружений и т. п.), а"также конструкции и их элементы группы 3 при отсутствии сварных соединений      

 

3. Относительное удлинение ε - отношение приращения длины образца после разрыва к ее исходному значению. Относительное удлинение характеризует пластические свойства стали.

4. Ударная вязкость а _н - работа, затраченная на разрушение специального образца ударным способом. Ударная вязкость характеризует склонность стали к переходу в хрупкое состояние.

5. Изгиб в холодном состоянии на 180° - это испытание характеризует пластические свойства стали и склонность ее к трещинообразованию.

Цветные металлы, их сплавы. Пластмассы.

В сварных конструкциях, встречаются в строительстве, цветные металлы и их сплавы играют второстепенную роль и используются в тех случаях, когда применение стали либо невозможно, либо экономически целесообразно. Чаще всего применяют алюминиевые и титановые сплавы, а также медь и ее сплавы. В строительных конструкциях применяют сплавы на основе алюминия и титана, которые обладают значительно меньшей, чем сталь, плотностью, а также сохраняют высокую работоспособность при низких температурах. Недостатком этих материалов является их низкий модуль упругости, а следовательно, низкая устойчивость и высокая деформируемость элементов конструкций, изготовленных из этих сплавов, по сравнению с остальными. Кроме того, цветные сплавы обладают повышенной чувствительностью к концентраторам напряжений по сравнению со сталями обыкновенного качества. Медь и ее сплавы в строительстве используются для трубопроводов и электротехнических конструкций (кабели, шинопроводы и токопроводы).

Для алюминиевых конструкций следует применять алюминий марок и состояний, указанных соответственно в таблице 1. 5

Таблица. 1. 5

 

Термически не упрочняемый алюминий

Марка и состояние алюминия

ГОСТ АД1М   ГОСТ 21631-76;     ГОСТ 12726-78 АмцМ   ГОСТ 21631-76;     ГОСТ 13726-78 Амг2М   ГОСТ 21631-76;     ГОСТ 13726-78;     ГОСТ 18475-82 Амг2Н2   ГОСТ 21631-76;     ГОСТ 13726-78