 |
Свариваемость стали. Коррозионной стойкости сталей. Сортамент строительных сталей. Сортамент прокатываемых профилей
|
|
|
|
· Основным способом соединения элементов строительных конструкций является сварка. Поэтому выбранные стали должны обладать хорошей свариваемостью. Свариваемость стали оценивают по химическому составу и с помощью специальных технологических проб, т.е. сваркой образцов определенной формы.
· Долговечность строительных конструкций зависит от коррозионной стойкости сталей, которая, в свою очередь, определяется химическим составом выбранной марки стали. Мерой коррозионной стойкости является скорость коррозии по толщине металла в год.
· При проектировании строительных конструкций большое значение имеют технологические свойства выбранного материала. Для изготовления и монтажа отдельных строительных элементов применяются такие способы механической обработки стали, как гибка, резка, строжка, сверление отверстий и т.п. В связи с этим выбранная сталь должна обеспечивать качественное выполнение технологических операций. Технологические свойства стали, прежде всего, зависят от её химического состава и способа термообработки.
Для изменения свойств стали могут применяться и некоторые механические способы её обработки. Так для повышения зоны упругости работы стали применяется наклеп или нагартовка. На рисунке 5 сравниваются высокопрочная и мягкая сталь. Без механической обработки мягкая сталь имеет низкий предел текучести, если же её растянуть выше предела текучести до точки 
и создать остаточные деформации 
(эта операция называется наклепом), то в дальнейшем эта сталь будет вести себя упруго до напряжений 
. После наклепа свойства пластичной стали приближаются к свойствам высокопрочной стали, соответственно она становится и более хрупкой
|
|
|
Рисунок 5. Схема изменения свойств стали наклепом
Сортамент строительных сталей:
В строительных конструкциях в основном применяется прокатная сталь. Прокат поставляется с металлургических заводов по ГОСТ 27772-88 «Прокат для строительных стальных конструкций». В соответствии с этим стандартом строительные стали делятся на классы, которые имеют следующее обозначение. Буква 
означает - сталь строительная, цифры условно обозначают предел текучести проката, буква - вариант химического состава. Например обозначение 
, где – сталь строительная с пределом текучести 
т = 235 МПа.
По прочности строительные стали делят на три группы:
· стали обычной прочности – С235, С245, С255, С275, С285. Это малоуглеродистые стали марки Ст3 кипящие, полуспокойные, спокойные.
· стали повышенной прочности – С345, С345К (К – вариант химического состава), С345Т (Т – термически улучшенная), С375, С375К, С375Т. Низколегированные стали типа 12Г2С.
· стали высокой прочности С390, С390К, С390Т, С440, С590, С590К. Низколегированные стали типа 14Г2АФ.
В нашей стране прокатке подвергают до 90% всей выплавляемой стали. Прокатка производится путем обжатия заготовки между вращающимися валками. Заготовка втягивается между валками силами трения, а силы давления, нормальные к поверхности валков, уменьшают её поперечные размеры. Форма поперечного сечения прокатного изделия называется профилем. Многообразие получаемых профилей зависит от взаимного расположения валков и заготовки, формы и числа валков. Совокупность различных профилей и размеров называется сортаментом.
Сортамент прокатываемых профилей:
. Сортамент прокатываемых профилей разделяют на 4 основные группы: листовой прокат; сортовой прокат; трубы и специальные виды проката. Профили сортового проката подразделяют на профили простой и сложной формы. Квадрат, круг, шестигранник, прямоугольник это прокат простой формы, а швеллеры, двутавры, рельсы, уголки это прокат сложной, фасонной формы. Трубы стальные разделяют на бесшовные и сварные. Представителями специального проката являются колеса, кольца, зубчатые колёса и т.д.Кроме прокатных стальных профилей в строительных конструкциях применяют вторичные профили:
|
|
|
· сварные профили, полученные сваркой полос и листов;
· гнутые профили, образованные холодной гибкой полос и листов.
На рисунке 6 представлены различные профили, нашедшие широкое применение в стальных строительных конструкциях.
Сталь листовая.
Для строительных конструкций применяются следующие виды листового проката:
· Сталь толстолистовая, толщина которой изменяется от 4 до 160 мм, ширина листов от 600 до 3800 мм и длина может достигать 12 м (ГОСТ 19903-74 «Сталь листовая горячекатаная»). Такая сталь применяется в листовых конструкциях и, в частности, для производства резервуаров для хранения нефтепродуктов.
· Сталь тонколистовая толщиной от 0,5до 4 мм. Такая сталь прокатывается холодным и горячим способами (ГОСТ 19904-74 «Прокат листовой холоднокатаный», 19903-74). Применяется для изготовления гнутых штампованных тонкостенных профилей, профилированных настилов.
· Сталь широкополосная универсальная толщиной от 6 до 60 мм, шириной от 200 до 1050 мм. (ГОСТ 82-70 « Прокат стальной горячекатаный широкополосный универсальный»). Благодаря прокатыванию между 4 валками имеет ровные края. Ее применение не требует резки и выравнивания кромок.
· Сталь полосовая толщиной от 4 до 60 мм, шириной до 200 мм (ГОСТ 103-76 « Полоса стальная горячекатаная»). Применяется для изготовления гнутых профилей.
Профильная сталь.
· Уголковые профили прокатываются в виде равнополочных (ГОСТ 8509-93 « Уголки стальные горячекатаные равнополочные») и неравнополочных (ГОСТ 8510-93 «Уголки стальные горячекатаные неравнополочные»). Полки уголков имеют параллельные грани. Широко применяются в решетчатых конструкциях, фермах и т.п.
· Швеллеры. ГОСТ 8240-93 «Швеллеры стальные горячекатаные». Размеры поперечного сечения швеллеров определяются их номером (соответствуют высоте в см). Швеллеры имеющие уклоны внутренних граней полок не всегда удобны при конструировании, поэтому ГОСТ предлагает швеллеры с параллельными гранями полок, обозначенные буквой П (например швеллер №16П).
|
|
|
Швеллеры применяются в качестве балок настила в крышах вертикальных резервуаров, для проектирования составных сечений колонн, в качестве кольца жесткости для усиления стенки резервуара и т.п.
· Двутавровые сечения наиболее рациональны для применения в строительных элементах, работающих на изгиб.
Балки двутавровые обыкновенные (ГОСТ 8239-93 «Двутавры стальные горячекатаные») так же как швеллеры имеют уклон внутренних граней полок и обозначаются номерами, соответствующими их высоте (10-70 см).
Балки двутавровые широкополочные (ГОСТ 26020-83«Двутавры стальные горячекатаные с параллельными гранями полок») имеют параллельные грани полок. Настоящий стандарт распространяется на стальные горячекатаные двутавры с параллельными гранями полок высотой от 100 до 1000 мм и шириной полок от 55 до 400 мм. По соотношению размеров и условиям применения двутавры подразделяются на типы: Б — нормальные двутавры; Ш — широкополочные двутавры; К — колонные двутавры.
Из широкополочных двутавров путем резки стенки в продольном направлении получают тавровые профили.
Трубы.
Все профили делятся на два вида: открытые и закрытые (замкнутые). К замкнутым профилям относятся трубы.
Стальные трубы - это полые (пустотелые) цилиндрические или профильные изделия, имеющие большую по сравнению с сечением длину, при относительно небольшой массе трубы обладают большим моментом сопротивления изгибу и скручиванию. Металлические трубы из стали изготавливают преимущественно круглого сечения, а так же квадратного, прямоугольного, овального и др.
По способу производства трубы делятся на: бесшовные и электросварные.
· Бесшовная стальная труба - стальная труба, не имеющая сварного шва или другого соединения, изготовленная одним из способов ковки, прокатки, волочения или прессования.
· Горячедеформированная бесшовная стальная труба - стальная труба, деформированная при температуре выше температуры рекристаллизации, поэтому напряжения текучести и уровень деформационного упрочнения уменьшаются, требуются меньшие усилия, чем при холодной обработке. ГОСТ 8732-75 «Трубы стальные бесшовные горячедеформированные».
|
|
|
· Холоднодеформированная бесшовная стальная труба - стальная труба, заданный размер которой получен способом холодной деформации. ГОСТ 8733-74 «Трубы стальные бесшовные холоднодеформированные».
· Электросварная стальная труба - труба, изготовленная из или листового проката путем формовки и электросварки.
· Прямошовная электросварная стальная труба - труба, изготовленная путем сварки прямого стыка, параллельного оси трубы. ГОСТу 10704-91 «Трубы стальные электросварные прямошовные».
· Спиралешовная электросварная стальная труба - труба, изготовленная из листового проката путем формовки по спирали и непрерывной сварки стыка спиральным швом. ГОСТ 20295-85 «Трубы стальные сварные для магистральных трубопроводов». Однако, ГОСТ 20295 распространяется только на трубы 820 мм диаметра, а магистральные трубы для газонефтепроводов таких как: труба 1020, труба 1220 и труба 1420 изготавливаются по специальным заводским ТУ.
Гнутые профили.
Гнутые профили изготавливаются из листа и полосы толщиной от 1 до 8 мм. Наиболее широко используются равнополочные и неравнополочные уголки, швеллеры, C-образные и Z-образные профили.
Квадратные и прямоугольные трубы изготавливают на профилегибочном стане с последующей заваркой замыкающего шва.
Одним из видов гнутых профилей является профилированный настил, изготовленный на специальных станах, который нашел широкое применение в кровлях и стеновых ограждениях.
Для изготовления профнастилов применяются листы толщиной 0,6-1 м. Чтобы обеспечить коррозионную стойкость, профнастил изготавливают из стали и поставляют по ГОСТ 2405-94.
Наиболее распространенные типы профнастилов H57-750-0.7 и H75-750-0.8. Здесь первая цифра обозначает высоту волны, вторая ширину настила, третья – толщину настила.
Рисунок 6. Сортамент строительных сталей
|
|
|
