3.9. Изделия из стали и стальные конструкции.

Большое количество стали используют для изготовления строи­тельных стальных конструкций — крупноразмерных элементов зда­ний и сооружений. Стальные конструкции изготовляют из стально­го проката, соединяемого сваркой, заклепками и болтами.

Стальные конструкции обычно выполняют из прокатных эле­ментов различного профиля (выпускаемых по определенному перечню — сортаменту), трубчатых и гнутых профилей, полосовой и листовой стали.

Прокатом называют детали и изделия, изготовленные способом прокатки. Сортаментом называют совокупность профилей (форм поперечного сечения изделий) и размеров изделий. Прокатка метал­ла происходит при прохождении его между двумя валками прокатного стана, вращающимися в противоположные стороны, при этом металл под давлением валков обжимается, вследствие чего уменьшается толщина полосы и увеличиваются ее ширина и длина. Путем прокатки изготовляют листы, квадратный и круглый профили швеллеры, рельсы, балки и др.

Основную массу прокатных стальных изделий прокатывают в горячем состоянии при температуре 900—1250°С (горячая прокатка) и небольшую часть — в холодном состоянии (холодная прокатка).

Прокатка — один из самых распространенных способов обработки металлов давлением. Им обрабатывается около 75% всей выплавляемой стали. Стальной прокат широко применяется в строительстве зданий, сооружений, мостов, на железнодорожном транспорте, в других отраслях производства. I

Стальной прокат разделяют на четыре основные группы: листовая сталь, сортовая сталь, специальные виды стали и трубы.

Листовую сталь разделяют на два основных вида: тонколистовую — листы толщиной меньше 4мм и толстолистовую — листы толщиной больше 4мм. Эта сталь имеет разнообразное применение.

Листовая прокатная сталь для строительных конструкций применяется четырех видов: листовая, универсальная широко­полосная, рифленая и просечно-вытяжная. Сталь листовая горя­чекатаная поставляется толщиной 0,4... 160мм, шириной -500...1800мм и длиной-710...12000 мм .

Сталь прокатная широкополосная универсальная постав­ляется толщиной 6...60 мм, шириной - 200..1050 мм, длиной -5000...12000мм. Универсальная сталь - наиболее экономичный вид проката.

Сталь листовая рифленая поставляется с ромбическими и чечевидными рифами из стали марок СтО, Ст1, Ст2, СтЗ толщи­ной от 2,5 до 12 мм, шириной - от 600 до 2200 мм, длиной - от 1400 до 8000 мм. Высота рифлей на листах составляет ОД...0,3 толщины основания листа или не менее 0,5 мм. Рифленая сталь применяется в качестве настила для площадок и ступенек лест­ничных маршей.

Просечно-вытяжная сталь изготовляется из толстолистовой стали толщиной 4; 5 и 6мм методом просечки на прессах надре­зов по длине с последующей растяжкой листа поперек и образо­ванием ячеек. Сталь поставляется шириной от 500 до 1400мм, длиной - до6000 мм. Применение такой стали для площадок и переходов взамен рифленой дает значительную экономию ме­талла по массе.

Среди всей прокатной продукции наибольшую часть составляет сортовая сталь (около 50%).

Сортовую сталь (рис.) разделяют на два вида:

первый - профили общего назначения: лента, полосовая, квадратная и угловая сталь, проволока (различного профиля), швеллеры, двутавровые балки и др.;

второй — профили специального назначения: шпунты рельсы и др. К специальным видам проката относятся периодические профи­ли (попеременное поперечное сечение по длине проката), гнутые профили, цельнокатаные колеса, бандажи и др. К периодическим профилям проката относится, в частности, применяемая в железобе­тоне арматурная сталь. Гнутые профили изготовляют из ленты или листа толщиной 0,2—20 мм; они весьма широко применяются в строительстве — в оконных переплетах, в строительных конструк­циях и др. Гнутые профили — более рациональные металлические изделия, чем стальной прокат, так как они имеют более тонкие стенки и со­ответственно меньшие массу и расход металла при той же несущей способности. Гнутые профили выпускают в виде квадратных (раз­мером от 40 х 40 до 180 х 180мм) и прямоугольных (от 60х20 до 200х160 мм) труб, швеллеров (от 40х25 до 300х100мм) и С-образных профилей.

Стальные трубы. Выпускаются бесшовные и сварные стальные трубы, причем наиболее: быстро увеличивается производство свар­ных труб.

Стальные прокатные и гнутые профили используют как само­стоятельно, так и для получения составных металлических конструкций большой несущей способности: колонн, балок, ферм. Для изготовления стальных конструкций используют также листовую и широкополосную сталь толщиной 6...20мм.

Для устройства перекрытий в промышленных зданиях выпуска­ют стальной профилированный настил из листовой стали толщиной 0,8... 1мм. Ширина листов настила 680 и 782 мм, длина 6,9 и 12 м, высота гофра 60 и 72 мм.

Стальные конструкции изготовляют на специализированных за­водах индустриальными методами и поставляют в виде отдельных крупных сборочных единиц или целиком. При монтаже их соединя­ют друг с другом болтами или сваркой.

По назначению стальные конструкции подразделяют на колон­ны, прогоны, фермы.

Колонны бывают сплошные, состоящие из одного или несколь­ких профилей, или решетчатые, которые состоят из двух или четы­рех ветвей, соединенных между собой решеткой. Верхняя часть ко­лонны называется оголовком, нижняя — башмаком. Колонна восп­ринимает сжимающие нагрузки.

Прогоны (балки) обычно двутаврового сечения изготовляют или из двутавровых балок, или в случае перекрытия больших пролетов сварными из стального листа (высота балки при этом может дости­гать 2м).

Фермы — плоские решетчатые конструкции, перекрывающие весь пролет здания (длина ферм 18; 24; 30; 36 м и более) — изготов­ляют обычно из угловой стали с креплением сборочных единиц ли­стовой сталью.

В последние годы широкое применение находят легкие ме­таллические конструкции (ЛМК). Применение ЛМК по сравне­нию с традиционными металлоконструкциями снижает в 3...4 раза расход металла на 1 м² площади здания, на 20...50 % со­кращаются сроки строительства, в 1,5...2 раза уменьшается тру­доемкость и на 8... 10 % снижается стоимость строительства.

Все стальные конструкции, поступающие на стройки, должны быть огрунтованы. Места соединений и повреждения огрунтовки огрунтовывают после монтажа. Необходимо помнить, что стальные конструкции, имеющие большую несущую способность в рабочем положении, могут легко деформироваться от небольших усилий во время транспортирования и хранения. Поэтому транспортируют и хранят их в соответствии с требованиями к данной конструкции. Гибкие элементы при транспортировании раскрепляют.