Лекция 7 Тема лекции

Лекция 7 Тема лекции – Материалы для изготовления металлоконструкций План лекции: - классификация металлических конструкций; - классификация сталей; - маркировка сталей; - маркировка строительных конструкций

7. 1 Классификация металлических конструкций Конструкции классифицируются по: ● материалу ● назначению ● видам соединений ● степени заводской готовности ● условиям эксплуатации

По материалу конструкции подразделяются на стальные и алюминиевые. По назначению конструкции подразделяются на несущие (основные и второстепенные) и ограждающие По видам соединений конструкции делятся на сварные, болтовые, клепаные, комбинированные и винтовые По степени заводской готовности конструкции подразделяются на полностью изготовленные на заводе и изготовляемые на заводе в виде отправочных марок (элементов), укрупняемых на монтаже По степени коррозионной стойкости конструкции подразделяются: на эксплуатируемые в неагрессивных, слабоагрессивных, среднеагрессивных и сильноагрессивных средах По температурным условиям конструкции подразделяются: на возводимые или эксплуатируемые в районах с расчетной температурой минус 40ºС и выше; возводимые или эксплуатируемые в районах с расчетной температурой ниже минус 40ºС (до минус 65ºС включительно); подвергающиеся интенсивным температурным воздействиям; эксплуатируемые в отапливаемых или неотапливаемых

7. 2 Классификация сталей по способу производства различают мартеновскую, Сталь бессемеровскую, томасовскую, кислородно- конверторную, тигельную и электросталь классифицируют по химическому составу – углеродистые и легированные стали по способу производства, строительные стали содержат до 0, 3% углерода, машиностроительные цементируемые – от 0, 025 до химическому 0, 3% углерода, улучшаемые термообработкой от 0, 3 до 0, 5% углерода, пружинные – от 0, 5 до 0, 8% составу, углерода, инструментальные – от 0, 7 до 1, 3% углерода структуре по назначению углеродистые стали разделяют на конструкционные и инструментальные; и назначению конструкционные стали, в свою очередь, разделяют на строительные и машиностроительные

Малоуглеродистые стали обладают большой пластичностью, высокой ковкостью, хорошей свариваемостью, отсутствием тенденций к хрупкому разрушению – все эти свойства в полной мере отвечают высоким требованиям, предъявляемым к строительным сталям В зависимости от назначения и гарантируемых Углеродистые стали характеристик сталь обыкновенного качества разделяют на три группы А, Б, В, учитывающие разделяют на стали условия поставки: обыкновенного качества, качественные и сталь группы А – поставляют сталь группы Б – высококачественные потребителям по химическому механическим составу; свойствам; сталь группы В – с гарантированными механическими свойствами и химическим составом

Ст0 Ст1 По мере Углеродистую увеличения Ст2 номера стали сталь повышается обыкновенного содержание качества Ст3 углерода, а также группы А Ст4 прочность и изготовляют твердость, но следующих Ст5 снижается пластичность и марок: ударная Ст6 вязкость Ст7

Сталь группы Б изготовляют тех же марок, но перед маркой стали ставят букву Б (БСт0, БСт1 кп). Сталь группы В изготовляют следующих марок: ВСт2, ВСт3, ВСт4 и ВСт5. По степени раскисления сталь делится на кипящую (кп), полуспокойную (пс) и спокойную (сп). Кипящей называют сталь, в процессе получения которой происходит бурное выделение газов (кипение), способствующее образованию мелких газовых пузырей и концентрации вокруг них различных неметаллических включений и примесей, значительно снижающих качество стали. Спокойная сталь, остывающая без бурного выделения газов, получается путем введения в нее различных раскислителей в виде добавок кремния, марганца, алюминия и др. , в результате чего на поверхности слитка (15%) образовывается шлак, идущий на переплавку, а в остальной части слитка высококачественная однородная сталь.

В строительстве преимущественное применение находит полуспокойная сталь (компромиссный вариант между кипящей и спокойной), обладающая высокими технико-экономическими показателями и более низкой стоимостью, чем спокойная сталь. Однако стали повышенной и высокой прочности выполняются главным образом из спокойной стали, обладающей высокой однородностью и способностью сопротивляться хрупкому разрушению. В зависимости от механических свойств конструкционные стали подразделяются на стали обычной прочности (обыкновенного качества), повышенной прочности и высокой прочности.

Стали обычной прочности (малоуглеродистые) содержат углерода до 0, 22% с пределом текучести 185 -285 МПа, временным сопротивлением разрыву 365 -390 МПа, наиболее употребительные стали ВСт3 кп 2, ВСт3 пс6, ВСт3 сп 5, ВСт3 Гпс5 – они пластичны, хорошо свариваются. Стали повышенной прочности (низколегированные) с пределом текучести 295 -390 МПа, временным сопротивлением 430 -540 МПа, это такие стали как 09 Г 2, 09 Г 2 С, 14 Г 2, 10 Г 2 С, 15 ХСНД. Стали высокой прочности (средне- и высоколегированные) с пределом текучести 410 -600 МПа, временным сопротивлением 570 -700 МПа, это такие стали как 16 Г 2 АФ, 18 Г 2 АФпс, 15 Г 2 СФт. о. , 12 Г 2 СМФАЮт. о.

7. 3 Маркировка сталей В обозначении углеродистых сталей (например ВСт3 пс6): буква В определяет группу поставки; Ст3 – собственно марку стали; пс – полуспокойную; цифра 6 – категорию поставки. Для легированных сталей вводят буквенное обозначение легирующих элементов: У – углерод – повышая С – кремний – повышает Ю – алюминий прочность прочность, но ухудшает – хороший стали, снижает свариваемость и стойкость раскислитель, ее пластичность повышает против коррозии, хороший и ударную раскислитель; в вязкость, свариваемость, малоуглеро-дистых сталях нейтрализует в марках не добавляется до 0, 3%, в вредное обозначается, т. к. низколегирован-ных – до влияние присутствует во 1%; фосфора;

Г – марганец – повышает прочность и вязкость, хороший раскислитель, соединяясь с серой снижает ее вредное воздействие; в малоуглеро-дистых сталях марганца содержится до 0, 64%, в легирован-ных до 1, 5%, при большем содержании сталь становится хрупкой; Д – медь – повышает прочность, увеличивает стойкость против коррозии; содержание меди более 0, 7% способствует старению стали; М – молибден, Р – бор – эти добавки дают возможность получения высокопрочного проката больших толщин; А – азот – должно быть не более 0, 008%, т. к. такое содержание способствует старению стали и делает ее хрупкой при низких температурах; в химически связанном состоянии с алюминием, ванадием, титаном – улучшает механические свойства; Х – хром, Ф – ванадий, В – вольфрам, Т – титан, Н – никель – повышают прочность , твердость, снижают пластичность; П – фосфор. При обозначении марки стали содержание каждого элемента в % с округлением до целых значений указывается после буквы, обозначающей данный элемент; содержание элемента в пределах 1% цифрами не указывается; %-ное содержание углерода указывается в сотых долях в начале обозначения марки (например 15 Г 2 СФ – углерода 0, 15%, марганца до 2%, кремния и ванадия до 1% каждого).

Вредные примеси: Фосфор – повышает хрупкость, особенно при низких темпера- турах (хладоломкость) и снижает пластичность при повышен- ных температурах, его содержание не должно превышать 0, 04%; Сера – делает сталь красноломкой, т. е. образуются трещины при температуре 800 -1000°С, поэтому серы в углеродистой стали д. б. не более 0, 05%. Вредное влияние на механические свойства стали оказывает насыщение ее газами, которые могут попасть из атмосферы в металл, находящийся в расплавленном состоянии: Кислород – действует подобно сере, но в более сильной степени; Водород – приводит к снижению сопротивления стали хрупкому разрушению, даже незначительное его содержание (0, 007%) приводит к снижению временного сопротивления и ухудшению пластических свойств. Поэтому, расплавленную сталь необходимо защищать от воздействия атмосферы во время сварки.

Таблица 7. 1 - Марки стали, заменяемые по ГОСТ 27772 -88* Наименование стали Марки по действующим стандартам марка стали обозначение стандарта С 235 ВСт3 кп 2 ГОСТ 380 -71 С 245 ВСт3 пс6 ГОСТ 380 -71 С 255 ВСт3 сп 5 ГОСТ 380 -71 ВСт3 Гпс5 ГОСТ 380 -71 ВСт3 Гсп 5 ГОСТ 380 -71 С 275 ВСт3 пс6 -2 ТУ 14 -1 -3023 -80 С 285 ВСт3 сп 5 -2 ТУ 14 -1 -3023 -80 ВСт3 Гпс5 -2 ТУ 14 -1 -3023 -80 С 345 12 Г 2 С ГОСТ 19281 -73* 09 Г 2 С ГОСТ 19282 -73* С 345 К 10 ХНДП ГОСТ 19281 -73* С 375 14 Г 2 гр. 1 ТУ 14 -1 -3023 -80 С 390 14 Г 2 АФ ГОСТ 19282 -73* С 390 Т 10 Г 2 С 1 термоупрочненная ГОСТ 19282 -73* 10 ХСНД лист толщиной св. 10 мм С 390 К 15 Г 2 АФДпс ГОСТ 19282 -73* С 440 16 Г 2 АФ ГОСТ 19282 -73* 18 Г 2 АФпс 15 Г 2 СФ термоупрочненная С 590 12 Г 2 СМФ ТУ 14 -1 -1308 -75 С 590 К 12 ГН 2 МФАЮ ТУ 14 -1 -1772 -76

7. 4 Маркировка строительных конструкций Конструкции и изделия в рабочих чертежах металлических конструкций (КМ) и в рабочих деталировочных чертежах металлических конструкций (КМД) маркируются в соответствии с ГОСТ 26047 -83. Обозначение типа конструкции Марка конструкции и должно состоять из условного буквенного изделия в чертежах обозначения ее наименования КМ конкретных объектов состоит из буквенно-цифровой Например, балки подкрановые группы, в которую обозначаются буквами БК, балки входят обозначение подстропильные – БП, балки типа и порядковый номер конструкции и стропильные – БС, каркасы и панели изделия перегородок – ПГ, колонны – К, и т. д.

Порядковый номер конструкции и Например, в чертежах КМ обозначено: изделию Б-1, Б-2, Б-3, что означает балка присваивается первая, вторая, третья или марки ФС- в пределах обозначения типа, 1, ФС-2 означают – ферма начиная с единицы стропильная первая и вторая Например, ФС 24 -31 -Д 1 или Р 18. 7 -3834. Первая группа марки содержит обозначение типа конструкций, состоящее из Марка типовых условного буквенного индекса наименования и геометриче- конструкций в ских размеров или других основных параметров конструкций чертежах КМ, (пролет, длина, ширина, высота). Здесь: ФС – ферма а также стропиль-ная пролетом 24 м, Р – рама пролетом 18 и высотой конструкций 7 м. в стандартах и Вторая группа марки содержит характеристики несущей технических способности конструкции (допускаемые расчетные нагрузки условиях или усилия). Здесь: 31 – допускаемая расчетная нагрузка на состоит из трех ферму 31 к. Н/м; 3834 – расчетная вертикальная нагрузка, Па. буквенно- Третья группа марки содержит дополнительные цифровых характеристики (условия монтажа и эксплуатации; групп сейсмичность, исполнение конструкции для различных климатических районов строительства; конструктивные особенности). Здесь: Д 1 – ферма с дополнительной стойкой.

Обозначение первой группы в марке является обязательным для всех конструкций и изделий. Необходимость второй и третьей групп определяется разработчиком документации. Марка конструкций в чертежах КМД состоит из двух буквенно- цифровых групп. Первая группа содержит обозначение схемы расположения конструкций. Вторая – порядковый номер конструкций на схеме. Например: Д-5, где Д – обозначение схемы расположения конструкции, а 5 – ее порядковый номер на схеме. Или Д-6 т, Д-6 н – то же обозначение для элементов зеркального изображения (так и наоборот).