§ 2. Сортамент

В сварных конструкциях применяют прокатный, литой, штам­пований и кованый металлы.

Наиболее часто сварные конструкции изготовляют из прокат­ного металла. Его разделяют на три группы: листовой, профиль­но-сортовой и фасонный.

Листовой прокат. К нему относится листовая и универ­сальная сталь. Листовая сталь изготовляется путем прокатки между валками без бокового давления, универсальная — при боковом давлении. Сортамент на толстую листовую сталь (ГОСТ 5681 — 57} включает листы толщиной от 4 до 45 мм. Все боль­шее значение в промышленности приобретает листовой прокат.

Стоимость тонны стали зависит от ее сорта и размеров. Наи­меньшую стоимость имеют профили типовых размеров.

Профильно-сортовой прокат. Если элемент кон­струкции подвергается изгибу, то рациональность профиля с по­зиции минимального веса при заданной несущей способности определяется отношением W/F, где W — момент сопротивления изгибу; F —площадь поперечного сечения.

Чем больше WJF, тем эффективнее используется профильный материал.

Двутавровая сталь (двутавры) поставляется в виде профиль­ных элементов, которые имеют большие моменты инерции при относительно небольших площадях поперечных сечений. Номер двутавра указывает его высоту в сантиметрах. Начиная с № 18 и выше, двутавры прокатывают с различной площадью попереч­ного сечения при одной и той же высоте профиля (ГОСТ 8239 — 56).

Прокатные двутавровые балки ограничены размерами, поэто­му сварные балки оказываются очень часто экономичнее и целе­сообразнее в техническом отношении. Экономичным является изготовление сварных балок на автоматах под слоем флюса. Двутавры применяют в различных строительных и машино­строительных конструкциях.

2 823

17

Уголковая сталь состоит из двух полок равной или неравной ширины. Закругления предусматриваются для облегчения про­ката. Сортамент уголков определяется по ГОСТ 8509 — 57 и 8510 — 57.

Уголки широко применяют в конструкциях ферм и рам.

Швеллеры используют при конструировании станин, рам, эле­ментов ферм и других видов конструкций.

Сортамент швеллерной стали (швеллеры) определяется по ГОСТ 8240 — 56 и др.

Круглую сталь (ГОСТ 2590 — 57) широко используют в каче­стве арматуры железобетонных сооружении, а также в некото­рых строительных конструкциях, работающих под небольшими нагрузками, например в фермах легкого типа.

Фасонный прокат. Применяют его в различных обла­стях народного хозяйства: для изготовления рельсов железно­дорожного транспорта, тавровых и зетовых элементов для строп-тельных конструкций и др. Сортамент фасонных прокатных про­филей весьма разнообразен.

Трубы в промышленности изготавливают как электросвар­ные, так и волоченые. При проектировании следует учитывать. что стоимость 1 т труб выше, чем стоимость сортового проката. и что она изменяется в зависимости от диаметра труб (I г труб малого диаметра дороже, большого — дешевле).

Штампованные профили (толщина s-<5--^-6 мм) получают холодной штамповкой. Их соединяют дуговой а контактной то­чечной сваркой. 'Особенность этих элементов — значительная величина момента инерции при относительно малых площадях сечений, а следовательно, и весов деталей. Размеры штампован­ных элементов зависят от конструкции прессов. Имеются прессы, которые позволяют обрабатывать элементы длиной до 5-:-6 м. Штампованные элементы находят широкое применение в авиа­строении, автомобилестроении, строительных конструкциях и т. п.

Гнутые профили изготовляют из горячекатаной и холоднока­таной отожженной листовой ленточной и полосовой стали по ГОСТ 380 — 60, из низколегированной стали — по ГОСТ 5058—65. Гнутые уголки выпускают согласно ГОСТ 8276 — 63.

Разработаны специальные корытообразные профили, перав-нобокие, угловые, С-образные и многие другие, которые находят применение в тонкостенных конструкциях. Гнутые профили эко­номичны, так как при относительно малой площади поперечного сечения и малом весе они обладают повышенной жесткостью, что является существенно важным при работе элементов на изгиб, продольное сжатие, кручение и т. п. Примеры гнутых и прессованных элементов соответственно приведены на рис. 2-1, а и б.

18

20'20"2

75*75*4 30*45*3 4G*40'3 28*47*3

tf

$

<£

I2_J

j£ F5

4?

Л*

#

77

74

<//////////////Ш> %Ш

Рис. 2-1. Примеры гнутых и прессованных профилей

Прессованные профили изготовляют из алюминиевых спла­вов. Такие профили сваривают точечной сваркой.

Периодический прокат (переменного сечения) целесообразно применять для арматуры железобетона. Винтообразная форма стержня увеличивает его поверхность и улучшает сцепление ме­талла с бетоном.

(^g-----------ь

Рис, 2-2, Фасонные профили сортового металла

В результате применения периодического проката в маши­ностроения уменьшается вес металла в конструкциях по сравнению с конструкциями, выполненными из обычного проката, на 15%. Фасонные профили сортовой стали по­казаны на рис. 2-2.

Трубчатые профили различных очертаний постоянного и пе­ременного поперечного сечения изготовляют сваркой, горячей прокаткой, прессованием, горячим и холодным волочением и раздувкой. Помимо круглого профиля, наиболее распростра­ненного в промышленности, изготовляют также фасонные тру­бы (рис. 2-3 и 2-4).

20

1-1		hZ
12		14

t-3

16 \ 18

| 18 1 1 10 | 22

20 J __22

8~/2

1-t

8-8 f""| }

\t2 L L^ I

J-----... U— Urnl-H

J7-/ff

J7-/J

J7-tf

^7-*

J7-7

1/0

tf_L

122

27

Ф38

Ф50

Рис. 2-3. Трубчатые профили (размеры, показанные на ри­сунке, даны в мм)

Рис. 2-4. Трубчатые фасонные профили