Раздел 6.4. Материалы несущих конструкций

Тема 6.4.1. Сталь. Древесина.

Металлические конструкции.

В современной практике строительства металлические конструкции — стальные и алюминиевые — находят широкое применение. Это объясняется тем, что металл обладает высокой несущей способностью, обеспечивающей восприятие значительных нагрузок при сравнительно небольшой собственной массе, надежностью работы при различных видах напряженного состояния и агрессивных эксплуатационных средах, значительной универсальностью с точки зрения создания различных конструктивных форм плоских и пространственных систем, высокой индустриальностью изготовления изделий.

В металлических конструкциях применяются: прокатная сталь – более 95%, отливки из стали и чугуна = менее 1%, алюминиевые сплавы – менее 5%. Чаще всего в строительных конструкциях применяются прокатные стальные профили.

Требования, предъявляемые к металлическим конструкциям

Все требования можно разделить на несколько групп: по назначению технические, технологические, эксплуатационные, экономические и эстетические.

Конструкция должна отвечать своему назначению - обслуживать тот техноло­гический процесс, который должен протекать в проектируемом здании или сооруже­нии. Например, если это цирк, то нужно учитывать, что подвешивается определенное оборудование, нужно иметь определенную высоту и т. д., и так для каждого объекта.

Технические (эксплуатационные) требования в зависимости от назначения здания должны обеспечивать прочность и устойчивость, иметь необходимую жёсткость. Металлические конструкции должны безотказно работать в течении всего периода эксплуатации.

Металлические конструкции должны быть технологичны, то есть металлотрудоемки при изготовлении, перевозке и монтаже. При проектировании необходимо думать об удобстве производства работ, особенно на монтаже. Кроме того необходимо предусматривать, как в свое время конструкцию можно будет реконструировать, а в некоторых случаях и усиливать. Необходимо пони­мать, что физическая долговечность конструкции в 3 ... 7 раз длиннее моральной дол­говечности.

Экономические требования включают: экономию металла, затрат труда, энергии.

Уменьшить расход металла можно за счёт применения наиболее рациональных конструктивных схем сечений элементов и классов сталей.

Для снижения трудоёмкости изготовления конструкций и ускорения их монтажа необходимо учесть в проектном решении требования и возможности наиболее производительных методов изготовления и монтажа конструкций, обеспечить удобство и простоту выполнения производственных операций.

Наконец, нельзя забывать и об эстетике конструкции, ее красоте и гармонично­сти. Рационально запроектированные конструкции радуют глаз своей легкостью и кра­сотой

Согласно СНиП II-23-81* «Стальные конструкции» сталь делится на классы. Обозначение класса стали буквенно-цифровое, например: С235. Здесь С – сталь 235 – предел текучести стали в МПа. В каждый класс входит несколько марок стали – это ее стандартный сорт, который обозначается буквами. В зависимости от гарантируемых характеристик сталь подразделяется на 3 группы А, Б, В.

А – гарантирует механические свойства стали;

Б – химический состав;

В – механические свойства и химический состав.

Для строительных конструкций применяется сталь группы В, так как для обеспечения прочности необходима гарантия механических свойств, а для свариваемости и качества стали требует соблюдения норм по химическому составу. Для второстепенных элементов конструкций иногда применяют сталь групп Б. Сталь группы А в строительных конструкциях не применяется.

По химическому составу стали делят на углеродистые и легированные.

В зависимости от содержания углерода сталь делится на три группы:

• низкоуглеродистые (до 0,25% С),

• среднеуглеродистые (0,25-0,6%С)

• высокоуглеродистую (более 0,65%С). Если содержание углерода не превышает 0,22% - это сталь класса Ст3.

Легированной называют сталь, в состав которой кроме углерода вводят дополнительные элементы для улучшения ее свойств Нпр: Д – медь, Г – марганец, Х – хром, С – углерод и т.д. Количество углерода в сотых долях процента проставляется цифрой перед буквой. В марке стали указывается также способ выплавления стали

кп – кипящая сталь;

сп – спокойная

пс – полуспокойная сталь.