
- •18 Металлические материалы и изделия
- •18.1 Общие сведения
- •18.2 Атомно-кристаллическое строение металлов
- •18.3 Механические свойства и испытания металлов
- •18.4 Производство черных и цветных металлов
- •18.4.1 Получение чугуна
- •18.4.2 Получение стали
- •18.4.3 Получение меди
- •18.4.4 Получение алюминия
- •18.4.5 Получение магния
- •18.5 Производство металлических изделий
- •18.5.1 Получение изделий литьем
- •18.5.2 Обработка металлов давлением
- •18.5.3 Термическая обработка стали
- •18.5.4 Химико-термическая обработка стали
- •18.5.5 Сварка, газовая резка и пайка металлов
- •18.5.6 Металлы, стали и сплавы, применяемые в строительстве:
- •18.5.6.1 Углеродистые и легированные стали
- •18.5.6.2 Чугуны
- •18.5.6.3 Цветные металлы и сплавы
- •18.5.6.4 Сортамент прокатного металла и металлоизделий
- •18.5.6.5 Арматурная сталь
- •18.5.6.6 Рельсы и рельсовые скрепления
- •18.5.6.7 Сталь для мостовых конструкций и водопропускных труб
- •18.6 Коррозия и защита металлов от коррозии
- •Продолжение таблицы 18.9
- •Список литературы
- •Оглавление
18.5.6.4 Сортамент прокатного металла и металлоизделий
В строительстве широко применяются листовая сталь и различные профили: квадратные, круглые, листовые, угловые, двутавровые, швеллерные, трубчатые (рисунок 18.25) Их получают способом прокатки. Применяют для изготовления балок, ферм, колонн, кровель, строительных и других конструкций.
Рисунок 18.25 – Основной сортамент прокатных сталей: а – квадратная; б – с закруглениями; в – круглая; г – полосовая; д – треугольная; е – овальная; ж – угловая неравнобокая; з – то же равнобокая; и – швеллерная; к – двутавровая; л – тавровая
Сталь листовая. Сталь толстолистовая имеет толщину листов от 4 до 160 мм, ширину 600–3600 мм и длину до 12 м.
Сталь тонколистовая имеет толщину до 4 мм, ширину 600–1400 мм, длину до 4 м. Применяется для изготовления гнутых профилей и стальных кровель.
Широкополосная универсальная сталь имеет толщину 4–60 мм, ширину 160–1050 мм, длину до 18 м.
Сталь полосная имеет ширину от 12 до 200 мм, толщину от 4 до 60 мм.
Для устройства кровель применяют черную и оцинкованную сталь толщиной от 0,38 до 0,82 мм с размерами листов 710x1420 и 2000x1420 мм.
Для устройства настилов выпускают рифленую и просечно-вытяжную сталь.
Профильная сталь. К этой группе относят уголки, двутавры, швеллеры.
Уголковые профили бывают равнополочными и неравнополочными. Наибольший размер равнополочных уголков № 25, неравнополочных – № 25/16, где номер соответствует размерам полки в сантиметрах. Уголки обычно применяются в легких конструкциях.
Двутавры подразделяются на обыкновенные, облегченные и широкополочные. Они разделяются по номерам, соответствующим их высоте. Наибольший профиль обыкновенного двутавра – № 70, широкополочного – № 100. Вместо широкополочных изготавливают сборные двутавры, которые применяют для балок, колонн.
Швеллеры выпускают наибольшего размера № 40. Они лучше двутавров работают на косой изгиб.
Уголки, двутавры, швеллеры имеют длину до 19 м. Наиболее распространенная длина – 6, 9 и 12 м.
Трубы бесшовные имеют диаметр от 5 до 430 мм.
Гнутые профили изготавливают из тонколистовой стали. Их целесообразно применять для сжатых элементов ферм и связей.
Сварные профили – двутавры большой высоты, замкнутые гнутые профили и трубы диаметром до 1400 мм.
В строительстве применяют стальные заклепки для неразъемных металлических конструкций, болты и гайки – для разъемных соединений, поковки (скобы, штыри, крючья), стальные канаты – для висячих мостов, для оттяжек мачт и вантовых конструкций.
18.5.6.5 Арматурная сталь
Для армирования железобетонных изделий применяют арматурную сталь. Ее классифицируют по основной технологии изготовления, профилю, условиям применения и виду поставки.
В зависимости от основной технологии изготовления арматуру делят на стержневую, получаемую горячей прокаткой стали (обозначается буквой А); проволочную, получаемую волочением стали в холодном состоянии (обозначается буквой В), и канаты, изготавливаемые из проволочной стали (обозначается буквой К).
По профилю стержневая и проволочная арматура разделяется на гладкую и периодического профиля. Стержневая арматурная сталь (ГОСТ 5181-82 делится на классы от A–I (А240) до A–VI (А1000). Класс A–I (А240) гладкого, остальные от А–II (А240) и более – периодического профиля. Дополнительно введены индексы, указывающие способ изготовления стали. Символом Ат обозначается термомеханически и термически обработанная сталь. Она выпускается классов от Ат400 до Ат1200 (ГОСТ 10884-94). Ас –сталь специального назначения (северного исполнения) (Ас–II (Ас300)). Индекс «С» вводится для свариваемой стали, например Ат6ООС (Ат-IVC), индекс «К» – для стали с повышенной стойкостью против коррозионного растрескивания под напряжением, например Ат800К (Ат–VK).
Арматурная сталь периодического профиля представляет собой круглые стержни с двумя продольными ребрами и поперечными выступами. Класс стали определяют по рисунку на поверхности стержня. У класса А-П (А300) выступы расположены по винтовой линии, у классов А-Ш (А400) - A-VI (А1000) и Ат всех классов - в елочку (рисунок 18.26)
периодического профиля класса А300; в – то же класса А400; г – холодносплющенная
с четырех сторон; д – то же с двух сторон; е – витая
Характеристика стержневой стали приведена в таблица 18.4.
Таблица 18.4 – Характеристика стержневой горячекатаной неупрочненной ар-
матурной стали
Класс прочности арматуры |
Марка стали |
Диаметр профиля, мм |
Предел текучести 0,2, Н/мм2 |
Временное сопротивление разрыву в, Н/мм2 |
Относительное удлинение S, % |
A-I (А240) |
Ст 3кп 3 Ст 3пс 3 Ст 3сп 3 ВСт 3кп2 ВСт 3пс2 ВСт 3Гпс2 |
6–40, 6–18 |
235 |
375 |
.
25 |
А-П (АЗОО) |
Ст 5сп2, ВСт 5пс2 |
10–40 |
295 |
490 |
19 |
|
18Г2С |
40–80 |
|
|
|
Продолжение таблицы 18.4 | |||||
Класс прочности арматуры |
Марка стали |
Диаметр профиля, мм |
Предел текучести 0,2, Н/мм2 |
Временное сопротивление разрыву в, Н/мм2 |
Относительное удлинение, S, % |
Ас-П (АсЗОО) |
10ГТ |
10–32 (36–40) |
295 |
441 |
25 |
А-Ш |
35ГС, 25Г2С |
6–40 |
390 |
590 |
14 |
(А400) |
32Г2Рпс |
6–22 | |||
A-IV (А800) |
80С |
10–18 (6–8) |
590 |
883 |
6 |
20ХГ2Ц |
10–32 (36–40) | ||||
A-V (А800) |
23Х2Г2Т |
(6–8) 10–32 (36–40) |
785 |
1030 |
7 |
A-V/ (А-1000) |
2Х2Г2А10, 22Х2Г2Р, 22Х2Г2СР |
10–22 |
980 |
1230 |
6 |
Арматурную проволоку изготавливают холодным волочением. По форме поперечного сечения ее выпускают гладкого сечения В и периодического профиля (рифленая) Вр (см. рисунок 5.7). По прочности она подразделяется на классы 400, 600, 1000, 1100, 1200, 1300, 1400 и 1500, соответствующие гарантированному значению условного предела текучести с доверительной вероятностью 0,95.
Характеристики проволок приведены в таблицах 5.4,5.5.
Таблица 18.5 – Характеристики стержневой термически упрочненной арматур-
ной стали
Класс прочности арматурной стали (в скобках приме- няемые ранее) |
Марка стали |
Номи- нальный диаметр, мм |
Предел теку- чести 0,2, м/мм2
|
Временное сопротивление разрыву в, Н/мм2 |
Относи- тельное удлинение в, % |
Ат400С |
Ст 3сп, Ст 3пс |
6–40 |
440 |
550 |
16 |
Ат500С |
Ст 5пс, Ст 5пс |
|
500 |
600 |
14 |
Ат600 (At-IV) |
25ГС |
|
|
|
|
Ат600С (At-IVC) |
25Г2С, 35ГС, |
|
|
|
|
|
28С, 27ГС |
10–40 |
500 |
800 |
12 |
Ат600К (At-IVK) |
10ГС2, 08С2, |
|
|
|
|
|
25С2Р |
|
|
|
|
Продолжение таблицы 18.5 | |||||
Класс прочности арматурной стали (в скобках применяемые ранее) |
Марка стали |
Номинальный диаметр, мм |
Предел текучести 0,2,Н/мм2 |
Временное сопротивление разрыву в,Н/мм 2, Н/мм2 |
Относительное удлинение в, % |
Ат800 (At-V) |
20ГС, 20ГС2, 08Г2С, 10ГС2, 28С, 25Г2С, 22С |
10–32 |
800 |
1000 |
8 |
Ат800К (At-VK) |
35ГС, 25С2Р |
18–32 |
– |
– |
– |
Ат1ОО (At-VI) At1ОOOK(At-VIK) |
25ГС, 20ГС2 25С2Р, 20ХГС2 |
18–32 |
1000 |
1250 |
7 |
At1200 (At-VII) |
30ХС2 |
10–32 |
1200 |
1450 |
6 |
Таблица 18.6 – Характеристика холоднотянутой проволоки | ||||||
Наимено- вание |
Класс прочности |
Номи- нальный диаметр, мм |
Номинальное временное со- противление, Н/мм2 |
Разрывное усилие Р, Н |
Усилие Ро,2, Н |
Относитель- ное удлинение после разрыва s, % |
не менее | ||||||
|
400 |
3 |
|
3900 |
3500 |
2 |
Вр |
400 |
4 |
_ |
7100 |
6200 |
2,5 |
|
400 |
5 |
|
10600 |
9700 |
3 |
|
600 |
4 |
|
10500 |
8000 |
2,5 |
Вр |
600 |
4,5 |
|
13200 |
10200 |
2,7 |
|
600 |
5 |
|
16400 |
12500 |
3 |
|
600 |
6 |
|
22600 |
18000 |
4 |
В, Вр |
1500 |
3 |
1780 |
12600 |
10600 |
4 |
В, Вр |
1400 |
4 |
1700 |
21400 |
18000 |
4 |
В, Вр |
1400 |
5 |
1670 |
32800 |
27500 |
4 |
В |
1300 |
6 |
1570 |
44340 |
35470 |
5 |
Вр |
1200 |
6 |
1470 |
41570 |
33260 |
5 |
В |
1200 |
7 |
1470 |
56590 |
45270 |
6 |
Вр |
1100 |
7 |
1370 |
52820 |
42250 |
6 |
В |
1100 |
8 |
1370 |
68980 |
55180 |
6 |
Вр |
1000 |
8 |
1270 |
64050 |
51240 |
6 |
Арматурные канаты изготавливают из высокопрочной холоднотянутой проволоки. Их характеристика приведена в таблице 18.3.
Таблица 18.7 – Характеристика арматурных канатов
| ||||||
Класс арма- турных канатов |
Класс проч- ности кана- тов |
Услов- ный диаметр, мм |
Номинальная площадь попе- речного сече- ния, мм2 |
Разрывное усилие кана- тов Р, Н |
Усилие Ро,2, Н |
Относи- тельное удлинение при разрыве s, % |
не менее | ||||||
К7 |
1500 |
6 |
23,0 |
40600 |
34900 |
4 |
|
1500 |
9 |
53,0 |
93500 |
79500 |
4 |
|
1500 |
12 |
93,0 |
164000 |
139500 |
4 |
|
1400 |
15 |
139,0 |
232000 |
197000 |
4 |
К19 |
1400 |
14 |
128,7 |
236900 |
181500 |
4 |
Для ненапрягаемой арматуры следует преимущественно применять
горячекатаную сталь классов А-Ш (А400), Ат400, Ат600С и проволоку класса Вр400, для напрягаемой арматуры – сталь классов A-V (A800), А-VI (А1000), Ат800, Ат1000, проволоку классов Вр1000, Вр1100, Вр1200, Вр1300, Вр1400, Вр1500 и канаты. Проволоку классов Вр600 применяют для любых видов армирования. СНБ 5.03.01–02 введены классы арматуры, обозначаемые буквой «S». Их соответствие со СНиП 2.03.01–84 приведены в таблице 18.8.