20.07.2018
В ходе возведения частного жилого здания и разработке интерьера, необходимо принимать во внимание все требования, которые...


20.07.2018
Биметаллическими радиаторами называют батареи, созданные из нескольких сплавов: стального и алюминиевого. Сталь применяют с целью...


19.07.2018
Гибка металла, в особенности, листового, считается технологичной процедурой, в ходе которой из прокатного листа можно получить ту...


18.07.2018
Металлические изделия самой разной функциональности для краткости называются метизы. Группа охватывает широчайший ассортимент,...


18.07.2018
Сегодня на рынке выбор покрытий для пола является попросту колоссальным, среди самых востребованных вариантов следует отметить...


17.07.2018
Инверсионная крыша является «кровлей наоборот». Если говорить простыми словами, то основным её отличием, сравнивая со стандартной...



Выбор марок сталей для несущих конструкций

06.07.2016
Выбор марки стали для изготовления несущих конструкций является одной из ответственных задач проектировщика. От правильности выбора марки стали зависят надежность и стоимость конструкции, удобство изготовления, длительность нормальной ее эксплуатации, количество, объем и стоимость работ по содержанию конструкции, в том числе и по антикоррозийной защите. При выборе марки стали необходимо учитывать специфические условия эксплуатации проектируемой конструкции, особенно такие, как низкие температуры, ударные, часто повторяющиеся и вибрационные нагрузки, корродирующие воздействия, а также опыт изготовления и эксплуатации конструкций, находящихся в сходных условиях. В сооружениях и металлических конструкциях машин, имеющих установленный срок эксплуатации, выбор марок сталей зависит от требуемого срока службы. Для частей, подверженных износу, следует учитывать износостойкость стали и большее или меньшее удобство смены одной из взаимодействующих частей (например, колесо затвора и рельс, заделанный в бетоне бычка плотины).
Для сварных конструкций, воспринимающих непосредственное динамическое воздействие подвижных и вибрационных нагрузок, а также для конструкций, работающих при низких отрицательных температурах или при резких перепадах температур, применяют мартеновские спокойные стали марок ВМСт.3сп (ГОСТ 380—60*) и М16С (ГОСТ 6713—53, сталь для мостостроения). Для конструкций, работающих в более благоприятных условиях, — стали ВМСт.3пс и ВКСт.3сп, ВКСт.3пс. Сталь марки Ст.0, получаемую в результате отбраковки сталей более высоких марок, в обычных условиях допускается применять только для нерасчетных элементов. Применение стали Ст.4 нецелесообразно: для нее установлено одинаковое со сталью Ст.3 расчетное сопротивление, но она хуже обрабатывается и менее вязка. Стали марок Ст.4 и Ст.5 нельзя использовать в сварных конструкциях.
Для затворов гидротехнических сооружений наиболее употребима сталь марки М16С. Для мостов, в том числе крановых и подкрановых, а также для затворов во многих случаях полезно использовать низколегированные стали.
Целесообразность использования низколегированных сталей требует технико-экономического обоснования. Применение низколегированной стали в строительных конструкциях считается эффективным, если, помимо уменьшения расхода стали, стоимость этих конструкций в деле (то есть установленных в проектное положение) не превышает стоимости аналогичных конструкций из углеродистой строительной стали (ГОСТ 380—60*).
Для изготовления строительных конструкций рекомендованы низколегированные стали марок 14Г2, 10Г2С1, 10Г2С, 10Г2СД, 09Г2С, 15ХСНД и 15ХСН (последние две природнолегированные).
Для наиболее нагруженных частей (в первую очередь растянутых и изгибаемых) можно использовать низколегированные стали, для остальных — углеродистые обыкновенного качества.
Преимущества строительных низколегированных сталей перед углеродистыми: 1) более высокие значения предела прочности и предела текучести, что позволяет уменьшить расход стали на изготовление конструкций; 2) значительно более высокая ударная вязкость при низких температурах и пониженная хладноломкость, что позволяет использовать их в конструкциях, эксплуатируемых при низких температурах; 3) сохранение упругих свойств до более высоких температур; 4) более высокая противокоррозийная устойчивость.
Недостатки низколегированных сталей по сравнению с углеродистыми: 1) более высокая стоимость; 2) потребность для получения некоторых из них в дорогих и дефицитных легирующих добавках; 3) несколько пониженная пластичность; 4) несколько повышенная трудность обработки стали и изготовления конструкций, в том числе и производства сварки.
При сравнении эффективности применения низколегированных и углеродистых сталей следует учитывать, что расход низколегированной стали снижается не обратно пропорционально повышению ее прочности, а вследствие ряда причин значительно медленнее. Из этих причин следует отметить: меньшее значение коэффициента однородности для низколегированных сталей, худшие условия их работы при возможной потере общей и местной устойчивости, большие прогибы, относительно большее влияние конструктивных факторов и др.
Снижение стоимости конструкций из низколегированных сталей происходит не пропорционально снижению их веса, а медленнее вследствие более высокого конструктивного коэффициента конструкций из этих сталей, некоторого повышения трудоемкости изготовления последних и др.
В зависимости от способа изготовления конструкций и условий эксплуатации их при заказе сталей необходимо требовать дополнительные гарантии их физико-механических свойств; например, гарантии по ударной вязкости при пониженной температуре (-20°) для Ст.3, -40 и -70° для низколегированных или после механического старения при нормальной температуре (+20°).
Сделанный выбор марки стали для несущей конструкции предопределяет марку сталей для заклепок и болтов, а также тип электродов для ручной сварки. Выбранный тип электродов должен обеспечить прочность сварного соединения в стык не менее прочности свариваемой стали.