94. Выбор марок сталей по прочности для конструкций с учетом их назначения. Физико-механические характеристики стали.

В зависимости от конструктивной формы и назначения металлические конструкции делятся на две большие группы: листовые и стержневые.

К листовым конструкциям относятся: кожухи доменных печей, силосы, бункеры, резервуары, газгольдеры, трубопроводы больших диаметров (более 600 мм).

К стержневым конструкциям относятся: каркасы зданий, конструкции больших пролетов, мосты, мачты, башни, опоры высоковольтных линий электропередач, путепроводы, крановые конструкции, рабочие площадки над оборудованием и т.п.

Требования, предъявляемые к металлическим конструкциям.

Металлические конструкции должны удовлетворять следующим требованиям: условиям эксплуатации, экономии металла, транспортабельности, технологичности, скоростным методам монтажа, долговечности, эстетичности.

Основные недостатки металлоконструкций: коррозия, небольшая огнестойкость.

Стали, применяемые в металлоконструкциях.

Качество стали, применяемой при изготовлении металлических конструкций, определяются:

механическими свойствами, свариваемостью, коррозионной стойкостью.

По механическим свойствам стали делятся на три группы: обычной прочности (малоуглеродистые с пределом текучести _т =230 МПа; и пределом прочности _в =380 МПа), повышенной прочности (при _т =290400 МПа, _в =440520 МПа) и высокой прочности (низколегированные и термически упрочнённые стали, у которых _т =450750 МПа и более, _в =600850 МПа и более).

Основные механические свойства:

-сопротивление статическому воздействию, временному сопротивлению _в ( ) и пределу текучести _т ( или ) при растяжении, сжатии, изгибе.

-сопротивление динамическим воздействиям и хрупкому разрушению (ударная вязкость при различных температурах);

-показатель пластичности, характеризуемый относительным удлинением;

-сопротивление расслоению (загиб в холодном состоянии, определяемый углом загиба).

Значения этих показателей устанавливаются ГОСТ. Кроме того, качество стали определяется её свариваемостью, гарантируемой соответствующим химическим составом и технологией производства.

В СНиП II – 23 – 81 по показателям предела текучести ( ) и временному сопротивлению ( ), толщине и виду проката установлены марки сталей в соответствии с ГОСТ или ТУ.

Механические свойства стали и её свариваемость зависят от химического состава, термической обработки и технологии прокатки.

Основу стали составляет феррит и перлит. Феррит имеет малую прочность, высокую пластичность. В строительстве в чистом виде не применяют. Прочность повышают добавками углерода (малоуглеродистая сталь), легированием марганцем, ванадием, хромом, кремнием и др. легирующими элементами, а также термоупрочнением – стали высокой прочности.

95. Сварные соединения элементов стальных конструкций: виды сварных швов и соединений, конструктивные требования. Сварочные материалы.

Процесс сварки состоит в молекулярной диффузии металлов свариваемых изделий и плавящегося электрода, находящихся в жидком или высокопластичном состоянии и в совместной кристаллизации металлов при остывании.

Процесс сварки сопровождается структурными и химическими изменениями металла в зоне сварного соединения и возникновением остаточных напряжений и деформаций.

Виды сварки, сварных швов и соединений

В строительстве главным образом применяется электродуговая сварка: ручная, автоматическая, полуавтоматическая.

Сварные швы классифицируют по конструктивному признаку, назначению, положению, протяженности и внешней форме.

По конструктивному признаку швы разделяют на стыковые и угловые (валиковые).Швы могут быть рабочими или конструктивными (связующими); заводскими или монтажными; сплошными или прерывистыми (шпоночными).

По положению в пространстве во время выполнения сварных швов они бывают: нижними, вертикальными, горизонтальными и потолочными. Угловые швы, действующие параллельно осевому усилию, называют фланговыми, а перпендикулярно усилию – лобовыми.

Различают следующие виды сварных соединений: стыковые, внахлестку, угловые и тавровые (впритык), комбинированные.

Конструктивные требования к сварным соединениям

В конструкциях со сварными соединениями следует: предусматривать применение высокопроизводительных механизированных способов сварки; обеспечивать свободный доступ к местам выполнения сварных соединений с учетом выбранного способа и технологии сварки.

Размеры и форму сварных угловых швов следует принимать с учетом следующих условий:

- катеты угловых швов должны быть не более , где - наименьшая толщина соединяемых элементов;

- катеты угловых швов следует принимать по расчету , но не менее указанных в табл. 38 СНиП II-23-81*;

- расчетная длина углового сварного шва ограничивается условием

(за исключением швов, в которых усилие действует на всем протяжении шва), но не менее 40 мм;

- размер нахлестки должен быть не менее , где - минимальная тощина наиболее тонкого из свариваемых элементов;

- соотношения размеров катетов угловых швов следует принимать, как правило .