-
Сталь - основной материал для тяжелонагруженных несущих конструкций.
-
По химическому составу сталь представляет собой сплав железа с углеродом.
-
Углерод повышает прочность стали, но большое его содержание повышает ее хрупкость и ухудшает свариваемость, поэтому содержание углерода в строительных сталях обычно не превышает 0,22-0,3%.
-
Легирующие добавки улучшают механические свойства стали – прочность, пластичность, коррозиоустойчивость и пр., но в той или иной степени ухудшают свариваемость стали и удорожают ее, поэтому суммарное их содержание в строительных сталях не превышает 5%. Основными легирующими добавками являются кремний (С), марганец (Г), медь (Д), хром (Х), никель (Н), ванадий (Ф), молибден (М), алюминий (Ю), азот (А).
-
Помимо легирования прочность и пластические свойства сталей повышают термической обработкой – нормализацией или закалкой с отпуском.
-
По виду поставки стали подразделяют на горячекатаные и термообработанные.
Виды сталей
-
В современных нормах сталь подразделяют по классам прочности, химический состав учитывается при подборе состава стали для конкретных условий строительства.
-
К сталям обычной прочности (низкоуглеродистым) относят стали с пределом текучести σу<290МПа. К ним относятся стали С235, С245, С255, С275, С285. Имеют относительно небольшую прочность и высокие пластические свойства. Хорошо свариваются. Недостаток - склонность к хрупкому разрушению, поэтому в конструкциях северного исполнения допускаются к использованию в нерасчетных элементах и несущих элементах в отапливаемых помещениях.
-
Стали повышенной прочности (низколегированные) имеют предел текучести 290 МПа ≤ σу < 400 МПа – стали С345, С375, С390. Их получают либо введением легирующих добавок, в основном марганца Mn (Г) и кремния Si (С), реже хрома Cr (Х) и никеля Ni (Н), либо термоупрочнением низкоуглеродистой стали (С345Т). Благодаря мелкозернистой структуре имеют повышенное сопротивление хрупкому разрушению и рекомендуются к использованию в северных районах.
-
К сталям высокой прочности (легированным) относят стали с пределом текучести σу ≥ 400 МПа - С440 и С590. Получают, как правило, легированием и термической обработкой.
Стали старой маркировки по ГОСТ 380-71** соответствуют:
-
Низкоуглеродистые
-
марки ВСт3кп2 - стали С235, ВСт3пс6 - С245, ВСт3сп5 – С255.
-
Низколегированные
-
марки 09Г2С - стали С345, марки 15ХСНД – стали С345 С375, марки 10ХСНД – С375 и С390.
-
В обозначении стали буква С показывает, что сталь строительная, число – минимальное значение предела текучести – нормативное сопротивление стали Ryn.
-
В обозначении марки низколегированной стали буквы показывают содержание легирующих добавок или примесей, число – процентное содержание углерода и добавок (примеси).
Группы стальных конструкций
-
Нормы при проектировании делят стальные конструкции по ответственности, видам воздействий и по назначению на четыре группы:
-
Группа 1 – основные сварные конструкции и элементы, работающие в особо тяжелых условиях или подвергающиеся непосредственному воздействию динамических, вибрационных или подвижных нагрузок (например, подкрановые балки, балки рабочих площадок, конструкции эстакад, непосредственно воспринимающие нагрузку от подвижных составов, опоры ЛЭП высотой более 60 м и пр.).
-
Группа 2 – основные сварные конструкции и элементы, работающие при статических нагрузках преимущественно на изгиб и растяжение (например, стропильные фермы и балки, балки перекрытий и покрытий, опоры транспортерных галерей и пр), а также конструкции и элементы группы 1 при отсутствии сварных соединений.
-
Группа 3 – основные сварные конструкции и элементы массивного сечения, работающие при статических нагрузках преимущественно на сжатие (например, колонны, стойки, опорные плиты, элементы настила перекрытий, анкерные, и фиксирующие конструкции и пр.), а также конструкции и элементы группы 2 при отсутствии сварных соединений.
-
Группа 4 – вспомогательные конструкции и элементы (например, связи, элементы фахверка, лестницы, ограждения и пр.) а также конструкции и элементы группы 3 при отсутствии сварных соединений.
