Материалы для металлических конструкций. Строительные стали.

Наибольшее примен. в строительстве нашли стали, обладающ. большой пластичностью и свариваемостью – углеродистые, низко- и среднелигированные.

Углеродистые стали содержат Fe, углерод С (0, 09 – 0, 23%), небольшое количество других элементов: кремний Si, Al, Mn и др.(Ni, Cr, Mb).

Лигирование – добавление, улучшение св-в стали за счет добавления определенных компонентов (чаще всего для уменьшения коррозии).

Углерод снижает прочность.

Низколигированные стали-до 5% добавок(Ni, Cr, Mn, Mb)

Среднелигированные стали-до 10% добавок

С сер.20 в. стали применять алюминиевые сплавы (Mn, Mg, Cu и т.п.). Эти сплавы по прочности близки к стали, но по весу, намного меньше (≈ в 3 раза), значит более устойчивы к коррозии.

ρ _ст=7, 85 т/м³ ρ _спл=2, 7 т/м³

При понижении t⁰С механические св-ва сплавов улучшаются. Методом экструзии (выдавливания) можно получать различные профили.

Наиболее целесообразно использовать их для конструкции высотных зданий и большепролетных к-ий, сборно-разборных, в районах с хол. климатом, с сейсмическими нагрузками. Очень широко прим-ся в ограждающих к-циях. Но для пр-ва алюминия необх. большое кол-во электроэнергии.

По прочности стали делят по группам.

1. Стали обычной прочности R< 29кН/см² (290 МПа)

2. Стали средней прочности R< 40кН/см² (400 МПа)

3. Высокой прочности R≥ 40 кН/см² (400 МПа)

При остывании металл набирает свои св-ва, при этом туда добавляют спец. компоненты – раскислители.

По степени раскисления стали бывают:

1-кипящие; 2-полуспокойные; 3-спокойные.

В кипящей стали снижается прочность, т.к. она быстро остывает, но имеет неоднородную стр-ру из-за пузырьков воздуха. Она не применяется в ответственных местах. Полуспокойные и спокойные стали остывают медленнее.

2.3. Сортамент стали.

Сортамент – каталог прокатываемых холодно-гнутых или прессованных полуфабрикатов с указанием их основных геометрических размеров, формы сечения, значений допусков и массы единицы длины.

Стальные полуфабрикаты м.б. холодно- или горячекатаная. Тонколистовая сталь – если толщина t≤ 4 мм, ширина b≤ 2200 мм. Тонколистовая сталь – если t> 4мм но≤ 160мм, а ширина b< 3800мм.

Стали м.б. широкополосные (b=20-105см, t=6-60мм)

Полосовая сталь в виде отдельных полос (t=4-60мм, b=менее200мм)

Профильные стали м.б. горячекатаные и холодногнутые.

Горячекатаные профили в виде:

1.) уголков ╚ - в элементах, работающих на осевые силы (сж., раст.) или в кач-ве связующих элементов в связях.

Если профиль равнополочный, то L160*10 – равнополочный с шириной полочки 160мм и толщиной 10мм. (а м.б. b=20-250мм).

рис

Если неравнополочный – b=16-160мм, а=25-200мм, прим.

рис. 155*100*10.

2.) двутавры - обыкновенные (h≤ 600мм)

широкополочные (h≤ 1000мм)

рис

--- I 60 – двутавр с h=60см

I55Б2 – I –вид профиля, 55 – определ. высоту в см., Б2 – широкополочный (как балка) нормальный.

I30Ш1-широкополочный двутавр

рис - I 23К1 – под колонку

3.) швеллеры (уклон внутренних граней полок и есть с параллельными гранями полок h≤ 8-40см)

Рис [20

Применяют в составных сечениях работающих на осевые силы, изгиб, внецентренное сжатие в колонках и балках.

4.) широкополочные тавры получают путем продольного роспуска или разрезки широкополочных двутавров и применяют в основном

Рис h=100-500мм

25ШТ1 – широкополочный тавр с высотой 25 см.

5.) трубы

рис Внутр. и наруж. диаметр. (наружн.)

Рис.

Трубы м.б. сварные (Дн=45-299мм) или горячекатаные (114-530мм). Примен-ся в работах осевых сжатий и растяжений.

Холодную проф. сталь получают из листа толщиной до 8мм:

Рис

Холодногнутую проф. сталь применяют в легких к-циях при сравнительно небольших нагрузках (ригели стен, прогоны покрытий)