Стали для строительных металлоконструкций

По ГОСТ 27772-88 стали для строительных металлоконструкций индексируются: С235. С245, С255, С275, C2S5, С345, С345К, С375, C390, С390К, С440, С590, С590К, гае буква С обозначает - сталь строительная, а последующие цифры - значение предела текучести в МПа. Буква К - вариант химического состава. Кроме того, могут быть использованы буквы: Т - термически улучшенная, Д - с повышенным содержанием меди, для улучшения коррозионной стойкости. Для перевода МПа в кгс/мм² следует умножить на 0,0981 и получить значения предела текучести 23, 25, 28, 33, 40,45, 60 по прежней индексации. До введения ГОСТ-27772-83 строительные стали были разделены на классы С 38/23, С 44/29, С 46/33, С 52/40, С 60/45, С 70/60. С 85/75, где в числителе указывается временное сопротивление, а в знаменателе - предел текучести. Каждому классу соответствовала определенная марка стали. Предложенная ГОСТом 1988 года индексация сталей упростила написание, но обезличила их, лишила наглядной полезной информации о химическом составе для оценки и анализа их свойств. В нижеследующей таблице представлены конструкционные стали различного назначения с прежней индексацией. Сложный состав приведен в познавательных целях.

Пример стали С345 - сталь 10Г2С1. С375 — сталь 17Г1С, С390 - 10ХСНД, С440 - 18Г2АФДпс, С590 - 12Г2Н2МФАЮ.

Строительные стали условно делятся на стали обычной (σ_т <290МПа), повышенной (290>σ_т<440МПа) и высокой (σ_т>440МПа) прочности. Повышенную прочность имеют термически упрочненные малоуглеродистые, низколегированные горячекатанные стали С345, С375 и нормализованная С390. Сталь высокой прочности С440 поставляется как нормализованной, так и улучшенной (закалка с высоким отпуском). С590-только после закалки с высоким отпуском.

Таблица механических характеристик сталей

 

Марки стали	Углерод, сотые %	В кгс/мм2	δ, %	НВ	ав	В кгс/мм2
σв	σт	[σо]	[σн]
В Ст3сп5	14-22	38-49
Ст16Д	10-18	38-52				3,4
Ст15	12-19						16,5
Ст20	17-24							18,5
В Ст5сп4	28-37	50-64
Ст30	27-35					8*	21,5	22,5
Ст40	37-45					6*		25,5
Ст40Х	36-44
Ст40Х селект	37-42	>110	Сужено содержание углерода
30ХГСНА	27-34
09Г2С	<12					3,5		24,5
10Г2С1	<12							25,5
15ХСНД	12-18					3,9		26,5
17Г1С	15-20					3,9
10ХСНД	<12					4,9	28,5
15Г2АФДпс	12-18					3,9	28,5
18Г2АФДпс	14-22					3,9		33,5
12Г2Н2МФАЮ	09-16	70-85	60-70			3,5	42,5	44,5
12ХГН2МФБАЮ	09-16	85-93	75-87			3,5	53,5

Модуль упругости стального проката и литья Е = 2,1-10⁶ кгс/см². В таблице механические характеристики даны для проката толщиной до 25 мм, а_в - ударная вязкость в кгс-м/см² (1 кгс-м/см² = 10 Дж/см²) дана для низколегированных сталей при t=-40°С, для СтЗ и Ст16Д при t=-20°C° - при t=+20°C. В таблице приведены допускаемые напряжения [σ_т] к [σ_н],а не расчетные сопротивления (обоснование см. на стр. 54).

Допускаемые напряжения изгиба [σ_и], смятия [σ_см], среза (t_ср) следует определять умножением допускаемого напряжения растяжения (сжатия) [s₀ ] на указанные коэффициенты: [σ_и]=l,05[σ_о] [τ_ср]=0,58[σ_о]

Смятие торцовой поверхности при плотной подгонке: [σ_см]_т = l,5[σ_о]

Смятие цилиндрических тел при плотном касании: [σ_см]_ц =0,75[σ_о].

Марки 12Г2Н2МФАЮ и 12ХГН2МФБАЮ – закалено-отпущенные экономно легированные стали высокой прочности для сварных конструкций северного исполнения в прокате толщиной от 16 до 40 мм. Отечественные атмосферостойкие низколегированные стали, не требующие защитных лакокрасочных покрытий: Типа зарубежного Кор-Тен А, марка 10ХНДП в прокате толщиной не свыше 9-12 мм для статической нагрузки. Содержание мели ~0,5%, фосфора ~0,1%. Типа Кор-Тен Б, марка 12ХГДАФ для сварных конструкций северного исполнения, работающих на динамическую нагрузку в листовом варианте толщиной от 12 до 50 мм.

Сортамент стального проката

Сортамент - перечень изделий из стального проката с указанием размеров, массы, геометрических характеристик.

Стальной прокат подразделяется на виды: листовой и профильный. Профильный - на сортовой и фасонный.

Виды листового проката:

Тонкий лист - толщиной до 4 мм. Толстый лист - толщиной от 4 до 160 мм, шириной до 2500 (3800) мм.

Лист-универсал - толщиной от 6 до б0 мм, шириной от 200 до 1050 мм. Рифленый лист - толщиной 2,5-8 мм.

Просечно-вытяжная сталь - толщиной 4,5-6 мм.

Заказные толщины толстого листа: 4, 5, 6, 8,10,12,14,16, 18,20, 22, 25, 28,30, 32, 36,40, 50, 80,100, 120, 140, 160.

Длина толстого листа - от 4 до 12м.

Длина листа-универсала - от 5 по 12 м.

Виды сортового проката: Kpуг - диаметром до250 мм. Квадрат — сечением до 200х200 мм, полоса, уголок.

Виды фасонного проката Швеллер, двутавр, шпунт, вторичные гнутые и сварные профили.

Двутавры пяти видов 1. Обыкновенный с уклоном внутренних граней полок, высотой h от 100 до 600 мм, с отношением толщины стенки и высоты S/h = 1/55, уклон полок 1:12. 2. Нормальный с параллельными гранями полок, тип Б, высотой до 1000 мм. 3. Широкополочный, тип Ш, h до 1000 мм, с уширенными, по сравнению с типом Б, полками. 4. Колонный, тип К, с соотношением ширины полок и высоты двутавра 1/1. 5. Тип М — для подвесных кранов и монорельсов тельферов с утолщенными полками и стенкой, высотой от 180 до 450 мм.

Колонные двутавры Нижнетагильского комбината по СТО-АСЧМ20-93, тип К2

N	Вес, кг/м	b	S	t	F, см2	Ix, см4	Wx, см3	Iy, см4	Wу, см3	ix	iу
мм	см
	49,9				63,53		471,6	1601,4	160,1	8,62	5,02
	72,4				92,18		866,6	3648,6	291,9	10,84	6,29
					119,8		1360,7	6754,5	450,3	13,05	7,51
	171,7				218,7		3331,2		1120,6	17,45	10,12

 

Швеллера по ГОСТ 8240-93

N	Вес, кг/м	b	S	t	F, см2	Ix, см4	Wx, см3	Iy, см4	Wу, см3	ix	iу	z0
мм	см
	8,6		4,5	7,6	10,9		34,8	20,4	6,46	3,99	1,37	1,44
	10,4		4,8	7,8	13,3		50,6	31,2	8,52	4,78	1,53	1,54
	14,2			8,4	18,1		93,4	63,3	13,8	6,42	1,87	1,8
	18,4		5,2	9,5	23,4				20,5	8,07	2,2	2,07
			5,6		30,6				31,6	9,73	2,6	2,42
	27,7			10,5	35,2				37,3	10,9	2,73	2,43
	31,8		6,5		40,5				43,6	12,0	2,84	2,52
	48,3			13,5	61,5				73,4	15,7	3,23	2,75

z₀ - расстояние до центра тяжести от наружной грани швеллера. Уклон граней швеллеров и двутавров не более 10%.

 

Двутавры нормальные с параллельными гранями полок по ГОСТ 26020-83, тип Б2

N	Вес, кг/м	b	S	t	F, см2	Ix, см4	Wx, см3	Iy, см4	Wу, см3	ix	iу
мм	см
	15,8			7,4	20,09		108,7	68,3	16,6	6,58	1,84
	22,4		5,6	8,5	28,49		194,3	142,3	28,5	8,26	2,23
	31,2				39,7		356,6	288,8	48,1	10,83	2,7
	36,6				46,67		486,2	458,6	65,5	12,5	3,13
	67,5		8,4		85,96		1291,9			18,32	3,84
				15,5	124,75				250,9	22,43	4,70
	144,2		12,5	18,5	183,60				418,3	28,2	5,44
				20,5	226,6				537,6		5,76
			15,5		272,4				662,8	35,8	6,04
					328,9				856,9	39,6	6,46

Высота двутавра Б-2 равна его номеру, умноженному на 10, минус 1-3 мм, для типа Б-1 - из произведения номера на 10 вычесть 4-10 мм.

 

F — площадь сечения, J — момент инерции, W — момент сопротивления, i — радиус инерции.