Какие типы металлических конструкций относятся к третьей группе

Обновлено: 02.07.2024

Материалы для стальных конструкций и их расчетные сопротивления

Группы стальных конструкций

Группа 1. Сварные конструкции * либо их элементы, работающие в особо тяжелых условиях (согласно ГОСТ 25546), в том числе максимально стесняющие развитие пластических деформаций или подвергающиеся непосредственному воздействию динамических ** , вибрационных или подвижных нагрузок [подкрановые балки; балки рабочих площадок; балки путей подвижного транспорта; элементы конструкций бункерных и разгрузочных эстакад, непосредственно воспринимающих нагрузки от подвижных составов; главные балки и ригели рам при динамической нагрузке; пролетные строения транспортерных галерей; фасонки ферм; стенки, окрайки днищ, кольца жесткости, плавающие крыши, покрытия резервуаров и газгольдеров; бункерные балки; оболочки параболических бункеров; стальные оболочки свободно стоящих дымовых труб; сварные специальные опоры больших переходов линий электропередачи (ВЛ) высотой более 60 м; элементы оттяжек мачт и оттяжечных узлов].

* Конструкция или ее элемент считаются имеющими сварные соединения, если они расположены в местах действия значительных расчетных растягивающих напряжений (σ > 0,3R_y; σ > 0,3R_wf или σ > 0,3R_wz) либо в местах, где возможно разрушение сварного соединения, например из-за значительных остаточных напряжений, что может привести к непригодности к эксплуатации конструкции в целом.

** Конструкции относятся к подвергающимся воздействию динамических нагрузок, если отношение абсолютного значения нормального напряжения, вызванного динамической нагрузкой, к суммарному растягивающему напряжению от всех нагрузок в том же сечении α > 0,2.

Группа 2. Сварные конструкции либо их элементы, работающие при статической нагрузке при наличии растягивающих напряжений [фермы; ригели рам; балки перекрытий и покрытий; косоуры лестниц; оболочки силосов; опоры ВЛ, за исключением сварных опор больших переходов; опоры ошиновки открытых распределительных устройств подстанций (ОРУ); опоры транспортерных галерей; прожекторные мачты; элементы комбинированных опор антенных сооружений (АС) и другие растянутые, растянуто-изгибаемые и изгибаемые элементы], а также конструкции и их элементы группы 1 при отсутствии сварных соединений и балки подвесных путей из двутавров по ГОСТ 19425 и ТУ 14-2-427 при наличии сварных монтажных соединений.

Группа 3. Сварные конструкции либо их элементы, работающие при статической нагрузке, преимущественно на сжатие [колонны; стойки; опорные плиты; элементы настила перекрытий; конструкции, поддерживающие технологическое оборудование; вертикальные связи по колоннам с напряжениями в расчетных сечениях связей свыше 0,4R_y; анкерные, несущие и фиксирующие конструкции (опоры, ригели жестких поперечин, фиксаторы) контактной сети транспорта; опоры под оборудование ОРУ, кроме опор под выключатели; элементы стволов и башен АС; колонны бетоновозных эстакад; прогоны покрытий и другие сжатые и сжато-изгибаемые элементы], а также конструкции и их элементы группы 2 при отсутствии сварных соединений.

Группа 4. Вспомогательные конструкции зданий и сооружений (связи, кроме указанных в группе 3; элементы фахверка; лестницы; трапы; площадки; ограждения; металлоконструкции кабельных каналов; вспомогательные элементы сооружений и т.п.), а также конструкции и их элементы группы 3 при отсутствии сварных соединений.

Примечания

1 При назначении стали для конструкций зданий и сооружений I уровня ответственности по ГОСТ 27751 номер группы конструкций следует уменьшать на единицу (для групп 2 — 4).

2 При толщине проката t > 40 мм номер группы конструкций следует уменьшать на единицу (для групп 2 — 4); при толщине проката t ≤ 6 мм — увеличивать на единицу (для групп 1 — 3).

Таблица B.1 — Назначение стали в конструкциях и сооружениях

Марка стали по			Условия применения стали при расчетной температуре, °С
			t ≥ -45				-45 > t ≥ -55				t < -55
ГОСТ 27772	ГОСТ 535, ГОСТ 14637	ГОСТ 19281	для групп конструкций
			1	2	3	4	1	2	3	4	1	2	3	4
С235	Ст3кп2, Ст3пс2	09Г2С	—	—	+	+	—	—	—	—	—	—	—	—
С245	Ст3пс5		—	+	x	—	—	—	—	+	—	—	—	+
С255, С285	Ст3сп5		+	x	x	—	—	—	—	+	—	—	—	+
С345, С375	3		1	1	—	3	3	1	—	4	4	2 или 3	—
С345, С375	12		4	4	—	12	12	4	—	15	15	7 или 12	—
Обозначения, принятые в таблице В.1:

Таблица В.2 — Стали для труб

** Группа В с дополнительными требованиями по 5.1.4 ГОСТ 10706.

*** Кроме опор ВЛ, ОРУ и КС.

**** Бесшовные горячедеформированные трубы из указанных марок стали допускается применять для элементов специальных опор больших переходов ВЛ высотой более 60 м (группа конструкций 1); при этом они должны удовлетворять требованиям по ударной вязкости:

— из стали марки 20 при расчетной температуре t ≥ -45 °С (при температуре испытаний минус 20 °С) не менее 30 Дж/см 2 ;

— из стали марки 09Г2С при расчетной температуре -45 °С > t ≥ -55 °С (при температуре испытаний минус 40 °С) не менее 40 Дж/см 2 при толщине стенки до 9 мм и 35 Дж/см 2 — при толщине стенки 10 мм и более.

Знак «+» означает, что данную сталь следует применять; знак «-» означает, что данную сталь не следует применять; цифра у знака «+» означает категорию стали.

Материалы для металлических конструкций

Металлические конструкции применяются во всех областях строительства при возведении зданий и сооружений благодаря своим универсальным качествам - высокой прочности (несущей способности); надежности работы при различных видах напряженного состояния, в тяжелых и агрессивных условиях эксплуатации; эффективностью изготовления и монтажа; относительно малый собственный вес при восприятии значительных нагрузок. Кроме того, металлы обладают высокой плотностью - непроницаемостью для газа и жидкости.

К недостаткам стальных конструкций можно отнести сравнительно малую огнестойкость и подверженность коррозии от контакта с влагой, агрессивными средами. При высоких температурах (для стали более 600 0 С) конструкции теряют свою несущую способность.

В зависимости от вида конструкции различают стержневые и сплошные системы стальных конструкций. Стержневые системы состоят из балок, колонн, ферм (каркасы зданий; мосты; арки и фермы, купола, стойки ЛЭП, мачты, башни, эстакады, краны и др. конструкции). Сплошные системы состоят из различных видов листовых конструкций (резервуары, газгольдеры, трубы, бункеры, конструкции металлургических заводов, нефтяных и химических предприятий и т.п.).

Материалы для металлических конструкций

Материалом для металлических конструкций служит, в основном, сталь. В зависимости от степени ответственности конструкций зданий и сооружений, а также от условий их эксплуатации применяют стали различных марок. При выборе марки стали учитывают климатический район строительства и группу конструкций зданий и сооружений по СНиП II.23-81*. Характеристики некоторых видов сталей приведены ниже.

По способу изготовления сталь бывает мартеновской и кислородно-конверторной (их изготовляют кипящими, спокойными и полуспокойными). Кипящую сталь сразу разливают из ковша в изложницы. Она содержит значительное количество растворенных газов. Спокойная сталь - это сталь, выдержанная некоторое время в ковшах вместе с раскислителями (кремний, алюминий), которые, соединяясь с растворенным кислородом, уменьшают его вредное влияние; она имеет лучший состав и более однородную структуру, но дороже кипящей на 10. 15%. Полуспокойная сталь занимает промежуточное положение между спокойной и кипящей.

Для строительных конструкций применяются следующие марки сталей.

Сталь малоуглеродистая обыкновенного качества марки Ст3. Металлургические заводы поставляют малоуглеродистые стали с гарантией: механических свойств (группа А), химического состава (группа Б), механических свойств и химического состава (группа В). Степень раскисления обозначается индексами “кп” - кипящая, “пс” - полуспокойная и “сп” - спокойная, например ВСт3пс. В зависимости от нормируемых показателей (химического состава, механических свойств и ударной вязкости) сталь делят на категории, например ВСт3сп5, а для каждой из категорий установлены, кроме того, группы прочности 1 и 2, например ВСт3сп5-1 и ВСт3сп5-2.

Сталь низколегированная марок 09Г2, 09Г2С, 10Г2С1, 1412, 15ХСНД и др. низколегированные стали всегда поставляют по группе В, поэтому обозначение начинается сразу с цифр; первые две цифры указывают на содержание углерода в сотых долях процента; буквами обозначают легирующие элементы (Г - марганец, С - кремний, Х - хром, Н - никель, Д - медь, А - азот, Ф - ванадий); цифра после буквы указывает содержание этого легирующего элемента в процентах, если оно превышает 1%. Например, 15ХСНД - сталь, содержащая 0,15% углерода и легирующие добавки хрома, кремния, никеля, меди, причем содержание каждой добавки не превышает 1%.

Основные физические свойства стали: плотность ρ= 7850 кг/м 3 , модуль продольной упругости Е = 206 ГПа (1 ГПа = 100 МПа), модуль сдвига G = 78 ГПа, коэффициент линейного расширения α = 0,000012 град -1 .

До напряжений, близких к пределу текучести, зависимость между напряжениями и деформациями определяется законом Гука:

В СНиП II-23-81* даны механические характеристики и указания по применению различных марок сталей для стальных конструкций зданий и сооружений в зависимости от вида конструкций, условий их эксплуатации (группы I. IX) и расчетной отрицательной температуры.

Сортамент листовой и профильной стали. Стальные конструкции изготовляют из элементов, получаемых прокаткой (листы и фасонная, профильная сталь). В строительстве применяют следующие виды проката:основные типы прокатных профилей

* толстолистовой - толщиной 4. 160 мм, для изготовления листовых конструкций (резервуаров, газгольдеров и др.), стенок балок, фасонок ферм и др. (ГОСТ 19903-74);

* тонколистовой - толщиной 0,5. 4 мм, для изготовления гнутых профилей, устройства покрытий и т.п. (ГОСТ 19904-74 с изм.);

* сталь полосовая - толщиной 4. 60 мм при ширине до 200 мм, для изготовления ребер жесткости диафрагм (ГОСТ 103-76);

* широкополосный - для изготовления сварных балок и колонн (ГОСТ 8200-70);

* уголковые профили - равнополочные и неравнополочные, применяются для изготовления ферм и других решетчатых конструкций (ГОСТ 8509-93; 8510-86);

* швеллеры и двутавры применяются для изготовления балок и колонн (ГОСТ 8240-93; 8239-89);

* гнутые профили, получаемые холодным способом из листов толщиной 3. 10 мм, предназначенные для изготовления легких конструкций различной формы, эффективность гнутых профилей по сравнению с прокатными - их большая жесткость и легкость (ГОСТ 8282-83*, 25577-83*, ТУ36-2287-80 с изм.);

* электросварные трубы применяются для изготовления ферм (ГОСТ 10704-91).

Основными физико-механическими свойствами стали являются прочность, упругость, пластичность, которые определяются испытаниями на растяжение специально изготовленных образов. По результатам испытаний строят диаграмму испытуемого образца в координатах нагрузка (напряжения) - относительные деформации. (Рис 1.1).

Для условий растяжения эта зависимость записывается

δ = N/А ε = ( )100%, (1.1)

где N - нагрузка, А - первоначальная площадь поперечного сечения, l₀ - первоначальная длина базовой (рабочей) части образца, Δl - абсолютное удлинение.

В соответствии с рис. 1.1 основными прочностными характеристиками стали являются временное сопротивление δ_u и предел текучести δ_т=R_у. (рис 2.2 а)

Временное сопротивление - это предельная нагрузка, при которой происходит разрушение, отнесенная к первоначальной площадке поперечного сечения испытуемого образца.

Предел текучести W_т - наименьшее напряжение, при котором деформация происходит без заметного увеличения нагрузки, а остаточная деформация достигает 0,2% (остаточное относительное удлинение после разгрузки). В низкоуглеродистых сталях процесс нарастания деформаций идет по существу без изменения внешней нагрузки - металл “течет”. Для сталей повышенной прочности, не имеющих ярко выраженной площадки текучести, вводят понятие условного предела текучести W_0,2.

Деформативные свойства стали измеряются на образцах различной базы. Показателем пластических свойств стали является относительное остаточное удлинение при растяжении δ₅ (%) стандартных плоских образцов с рабочей длиной l = 5,65 , и условная ударная вязкость.

Упругие свойства стали характеризуются начальным модулем упругости Е = tgα (где α- угол наклона прямолинейного участка диаграммы к оси абсцисс), пределом упругости δ_с и пределом пропорциональности δ_р.

W_р - предел пропорциональности, т.е. напряжение, до которого материал работает по закону Гука, имея линейную диаграмму растяжения W=Е·ε (1.2)

W_с - предел упругости, выражен напряжением (или нагрузкой), после снятия которого нет остаточных деформаций.

Значения физико-механических характеристик сталей даны в ГОСТ и ТУ.

Новая классификация строительных сталей приведена в приложении 18 в соответствии с СНиП II – 23 - 81 * .

Контрольные вопросы к главе 1

1. Что изучает наука о МК?

2. Как связаны МК с другими строительными конструкциями?

3. Какие основные требования предъявляются к МК?

4. Достоинства и недостатки МК.

5. Область применения МК.

6. Общие принципы проектирования МК.

7. Какими нормативными документами надлежит пользоваться при разработке МК?

8. Разновидности строительных сталей.

9. Какие виды разрушения присущи сталям и от чего это зависит?

10. Механические и прочностные свойства сталей.

11. Что такое сортамент металлических профилей и что он содержит?

Резюме к главе 1

В главе 1 приведены общие сведения о металлических конструкциях, их достоинства и недостатки, область применения. Даны характеристики некоторых видов сталей.

Приведены ГОСТы сортамента листовой и профильной сталей, основные физико-механические свойства сталей.

Сортамент металлических конструкций и выбор стали

В строительных конструкциях применяют в основном прокатную сталь, поставляемую с металлургических заводов в виде профилей различной формы поперечного сечения. Для стальных конструкций используют листовую и профильную сталь. Профильную сталь под­разделяют на сортовую (круг, квадрат, полоса, уголки) и фасонную (двутавры, швеллеры и другие фасонные профили). Кроме того, ши­роко применяют вторичные профили: сварные, получаемые сваркой полос или листов, и гнутые, образованные холодной гибкой полос и листов (рис. 2.28).

Каталог поставляемых профилей с указанием их формы, разме­ров, геометрических характеристик и массы называют сортаментом и оформляют в виде государственных стандартов (ГОСТов) или тех­нических условий (ТУ). Форма профилей сортамента должна отве­чать ряду требований: простоте и технологичности изготовления, универсальности и удобству при компоновке сечений, рационально­му распределению материала по сечению. Металлоемкость конст­рукций в большой степени зависит от градации сортамента. Чем ча­ще градации размеров одного вида профилей, тем ближе сечение элемента к требуемому по расчету, т.е. экономичнее. С другой сто-. роны, при чрезмерном разнообразии типоразмеров профилей за­трудняется комплектация заказа (поставка металла малыми партия­ми дороже), увеличивается площадь складских помещений на заво­дах металлоконструкций. Осложняется и работа металлургических предприятий, поскольку частая переналадка прокатных станов тре­бует времени и дополнительных затрат. Очевидно, оптимальное ре­шение этой задачи должно основываться на разумном сочетании этих противоречивых факторов.

Современный сортамент разработан в результате многолетнего развития металлических конструкций и теоретических исследований по выявлению рациональных типов профилей и частоты их града­ции.

Наиболее дешевы прокатные профили. Они непосредственно с металлургического завода идут на изготовление металлоконструкций. Для образования сварных и гнутых профилей требуется дополни тельная операция — изготовление профиля из прокатного листа. Тем не менее в последние годы в связи с высокой стоимостью проката при заказе металла малыми партиями многие предприятия по изго­товлению металлических конструкций для уменьшения расхода ста­ли оборудуют у себя участки для изготовления гнутых профилей мелкими партиями, по собственным каталогам.

Сталь листовая

Листовую сталь широко применяют в строительстве. Ее класси­фицируют следующим образом.

Сталь толстолистовая (ГОСТ 19903—74). Сортамент этой стали включает листы толщиной от 4 до 160 мм, шириной от 600 до 3800 мм. Обычно применяемая ширина не превышает 2400 мм. Листовая горячекатаная сталь поставляется в листах длиной 6. 12 м и толщиной до 160 мм или в рулонах толщиной от 1,2 до 12 мм и шириной от 500 до 2200 мм. В строительных конст­рукциях рекомендуется применять следующие толщины листо­вой стали: от 4 до 6 мм - через 1 мм, от 6 до 22 мм - через 2 мм и далее 25, 28, 30, 32, 36, 40, 50, 60, 80, 100 мм. Толстолистовую сталь используют в листовых конструкциях и сплошностенчатых элементах стержневых конструкций (балках, колоннах).

Сталь тонколистовая толщиной до 4 мм прокатывается холод­ным и горячим способами. Холоднокатаная сталь (ГОСТ 19904— 74 с изм.) значительно дороже горячекатаной (ГОСТ 19903—74 с изм.). Тонкую листовую сталь применяют при изготовлении гнутых и штампованных тонкостенных профилей, для кровель­ных покрытий и т.п. Из холоднокатаной, оцинкованной, руло-нированной стали изготовляют профилированные настилы.

Сталь широкополосная универсальная (ГОСТ 8200—70) благодаря прокату между четырьмя валками имеет ровные края. Толщина такой стали от 6'до 60 мм, ширина от 200 до 1050 мм и длина от 5 до 12 м. Применение универсальной стали уменьшает отходы и снижает трудоемкость изготовления конструкций, так как не требует резки и выравнивания кромок строжкой.

Сталь полосовая (ГОСТ 103—76 с изм.) имеет толщину от 4 до 60 мм при ширине до 200 мм. Ее применяют для конструктив­ных деталей типа диафрагм и ребер жесткости, а также для из­готовления гнутых профилей.

Уголковые профили

Уголковые профили прокатывают в виде равнополочных (ГОСТ 8509-93) и неравнополочных (ГОСТ 8510-86) уголков (рис. 2.28, б). Сортамент уголков весьма обширен: от очень малых профилей с площадью сечения 1…1,5 см 2 до мощных профилей с площадью се­чения 140 см 2 . Полки уголков имеют параллельные грани, что об­легчает конструирование. Тонкие уголки рациональны в элементах, работающих на осевое сжатие. Чем тоньше полки уголков, тем
больше (при одинаковой площади сечения) радиус инерции i, от которого зависит несущая способность элемента.

Для растянутых элементов толщина уголков с точки зрения их несущей способности не имеет значения, но и в этом случае тонкие уголки предпочтительнее, поскольку более развитое сечение имеет большую жесткость и удобнее при транспортировке и монтаже. Ес­ли же полки уголков подвергаются изгибу, например при опирании на них плит перекрытий, то применяют толстые уголки. Уголки на­шли широкое применение в решетчатых конструкциях , прежде всего в фермах. Сечения элементов решетчатых конструкций компо­нуют часто из двух или четырех уголков (рис. 2.29).

Швеллеры

Геометрические характеристики сечения швеллеров (см. рис. 2.28, в) определяют по номерам, которые соответствуют высоте стенки швеллера (в см). Сортамент (ГОСТ 8240—93) включает швел­леры от №5 до №40 с уклоном внутренних граней полок. Уклон внутренних граней полок затрудняет конструирование. В ГОСТ вхо­дят и швеллеры с параллельными гранями полок с буквой П в обо­значении, например 22П , сечения которых имеют лучшие расчет­ные характеристики и более конструктивны, так как упрощают бол­товые крепления к полкам.

Швеллеры используют в элементах, работающих на изгиб, на­пример в прогонах покрытий зданий. В конструкциях, работающих на осевые силы, швеллеры применяют в основном в виде составных решеткой, например в колон­нах и поясах тяжелых ферм (рис. 2.29) . Возможно применение швеллеров для коробчатых сечений со сваркой полок сплошными швами. Использование прерывистых шпоночных швов весьма про­блематично, поскольку помимо повышенной концентрации напря­жений в концах шпонок в таком сечении внутренняя полость не герметизирована, что может способствовать развитию коррозии.

Двутавр - наиболее рациональный профиль для элементов, рабо­тающих на изгиб, поскольку он имеет по сравнению с другими про­филями наибольший удельный момент сопротивления

В зависимости от геометрических параметров металлургическими заводами выпускаются несколько типов двутавров, которым соответ­ствуют определенные области применения.

• Балки двутавровые обыкновенные (ГОСТ 8239—89), так же как и швеллеры, имеют уклон внутренних граней полок и обознача­ются номером, соответствующим их высоте в см (см. рис. 2.28, д). В сортамент входят профили от №10 до №60. Стенки круп­ных двутавров имеют толщину, составляющую '/55 высоты дву­тавра. Чем тоньше стенка, тем выгоднее сечение балки при ра­боте ее на изгиб. Однако по условиям технологии прокатки у большинства двутавров стенки получаются значительно толще, чем это требуется по условию их устойчивости. Благодаря со­средоточению материала в полках двутавры имеют большую же­сткость относительно оси х, но небольшая ширина полок делает их недостаточно устойчивыми относительно оси у. Обыкновен­ные двутавры применяют в элементах, изгибаемых в плоскости стенки, а также в ветвях решетчатых колонн и различных опор.

Для обеспечения устойчивости относительно оси у эти двутавры должны иметь промежуточные закрепления. • Балки двутавровые широкополочные (ГОСТ 26020-83, СТО АСЧМ 20-93) имеют параллельные грани полок (см. рис. 2.28, е). Широкополочные двутавры прокатывают трех типов: нор­мальные двутавры (Б), широкополочные двутавры (Ш), колон­ные двутавры (К). Высота балочных профилей (Б) и (Ш) дос­тигает 1000 мм при отношении ширины полок к высоте от b/h=0,75 (при малых высотах) до b/h=0,3 (при больших высо­тах). Колонные профили (К) имеют отношение ширины полок к высоте, близкое к единице, что придает им устойчивость от­носительно оси у. Благодаря большей ширине полок широко­полочные двутавры имеют большую жесткость относительно оси у и могут применяться в конструкциях без дополнительных закреплений.

Конструктивные преимущества (параллельность граней полок и мощность сечений) позволяют применять широкополочные двутав­ры в виде самостоятельного элемента (балки, колонны, стержни тя­желых ферм), не требующего почти никакой обработки, что снижает трудоемкость изготовления конструкций в 2. 3 раза.

Из широкополочных двутавров путем разрезки полки в продоль­ном направлении получают тавровые профили (см. рис.2.28, ж), удобные для применения в решетчатых конструкциях. По мере рас­ширения производства широкополочных двутавров применение обыкновенных двутавров сокращается.

Использование автоматической сварки позволяет изготовлять тонкостенные двутавры из листового проката с более выгодным рас­пределением материала по сечению (см. рис. 2.28, и). Сварные дву­тавры имеют свой сортамент.

Для путей подвесных кранов и тельферов применяют специаль­ные двутавры 24М, 30М, 36М, 45М. Для предотвращения отгиба полок под воздействием значительных сосредоточенных давлений от катков крана толщину полок двутавров с индексом М делают боль­ше, чем у обычных.

В трубах материал распределен на "максимальном удалении от центра тяжести, поэтому из всех типов сечения трубчатое имеет наибольший удельный радиус инерции /=//л/л\ Наиболее рацио­нально применение труб в элементах, работающих на осевое сжатие. Расход стали при этом снижается на 20. 25%, что покрывает повы шение стоимости самих труб. Кроме того, обтекаемость трубчатого сечения позволяет уменьшить ветровую нагрузку на такие сооруже­ния, как мачты и башни. Высокая коррозионная стойкость труб де­лает сооружения, выполненные из них, более долговечными.

Для строительных металлических конструкций применяют трубы круглого, квадратного и прямоугольного сечений (см. рис. 2 28, к, л). Круглые трубы бывают горячекатаные (ГОСТ 8732—78 с изм.) и электросварные (ГОСТ 10704-91). Горячекатаные круглые трубы наружным диаметром от 25 до 550 мм и толщиной стенки /=2,5. 75 мм имеют высокую стоимость. Их применяют для трубопроводов, в радио- и телебашнях, а также в других специальных сооружениях. Для решетчатых стальных конструкций используют в основном электросварные круглые трубы диаметром от 25 мм и выше с тол­щиной стенки не менее 2,5 мм.

Квадратные и прямоугольные трубы изготовляют на профилеги-бочном стане с последующей заваркой замыкающего шва в потоке стана. Другая технология предусматривает изготовление из рулонной стали электросварной трубы круглого сечения, которой затем при­дают прямоугольный профиль. Квадратные и прямоугольные трубы поставляют по ГОСТ 25577-83 с изм., а также по различным техни­ческим условиям отдельных заводов. Сортамент предусматривает профили квадратного сечения размером от 80 до 180 мм и прямо­угольного сечения размером от 60 х 100 до 100x230 мм с толщиной профилей от 3 до 8 мм. Эти трубы применяют в стропильных конст­рукциях под легкую кровлю, в фахверках стен, в переплетах, витра­жах и т.п.

Холодногнутые профили

Гнутые профили изготовляют из листа или полосы толщиной от 1 до 8 мм. По индивидуальным заказам и техническим условиям ме­таллургических заводов можно получить гнутые профили самой раз­нообразной формы (рис. 2.30). Наиболее употребительны равнопо-лочные и неравнополочные уголки, швеллеры, С-образные, Z-образные. Основная область применения - легкие конструкции по­крытий зданий, где они, заменяя прокатные профили, могут дать экономию металла до 10%. Особенностью холодногнутых профилей является тонкостенность сечений, поэтому потеря местной устойчи­вости стенок или полок может произойти раньше общей потери ус­тойчивости. Это предопределяет область рационального примене­ния элементов из гнутых профилей: слабо нагруженные длинные стержни связей, элементов фахверка, раскосы легких ферм и другие элементы, сечение которых подбирается по предельной гибкости повышения местной устойчивости в полках гнутых профилей устраивают отгибы.

Профилированный настил

Одним из видов гнутых профилей является профилированный настил, изготовляемый на специальных станах. Такой настил нашел широкое применение для площадок кровель и стеновых ограждений.

Профилированные листы различают по высоте и форме гофра. Для изготовления профилированного настила применяют листы толщиной от 0,6 до 1 мм. В зависимости от требуемой жесткости высота волны h составляет от 18 до 120 мм (см. табл. 8.5). Для обес­печения местной устойчивости полок и стенок профнастила устраи­вают продольные гофры.

Для обеспечения коррозионной стойкости профнастил изготов­ляют из оцинкованной стали. Профилированный настил поставляют по ГОСТ 24045-94 и техническим условиям отдельных заводов. При необходимости настил могут поставлять по индивидуальным зака­зам.

Наиболее распространенные типы настила для покрытий Н57-750-0,7 и Н75-750-0,8. Здесь первая цифра обозначает высоту волны, вторая — ширину настила, третья - толщину листа.

Различные профили и материалы, применяемые в строительных металлических конструкциях

Кроме указанных выше для строительных металлических конст­рукций применяют также другие профили и изделия: профили для фонарных и оконных переплетов (ГОСТ 7511—73), рельсы (ГОСТ 4121—76 с изм.), арматурные стержни, стальные канаты и высоко-' прочную проволоку для висячих и предварительно напряженных конструкций.

Выбор стали производят на основе вариантного проектирования и технико-экономического анализа с учетом требований норм. В целях упрощения заказа металла при выборе стали следует стремить­ся к большей унификации конструкций, сокращению количества сталей и профилей. Выбор стали зависит от следующих факторов, влияющих на работу материала:

- температуры среды, вкоторой монтируется и эксплуатируется конструкция; этот фактор учитывает повышенную опасность хруп­кого разрушения при пониженных температурах;

- характера нагружения, определяющего особенность работы ма­териала и конструкций при динамической, вибрационной и пере­менной нагрузках;

- вида напряженного состояния (одноосное сжатие или растяжение плоское или объемное напряженное состояние) и уровня воз­никающих напряжений (сильно или слабо нагруженные элементы);

- способа соединения элементов, определяющего уровень собст­венных напряжений, степень концентрации напряжений и свойства материала в зоне соединения;

- толщины проката, применяемого в элементах. Этот фактор учитывает изменение свойств стали с увеличением толщины.

При выборе стали необходимо учитывать группу конструкций. С этим понятием вы уже сталкивались в гл. 1 (см.п. 1.5.4), здесь мы вернемся к нему с позиций работы стали и дадим более детальную классификацию.

К первой группе относят сварные конструкции, работающие вособо тяжелых условиях или подвергающиеся непосредственному воздействию динамических, вибрационных или подвижных нагрузок (например, подкрановые балки, балки рабочих площадок или эле­менты эстакад, непосредственно воспринимающих нагрузку от под­вижных составов, фасонки ферм и т.д.). Напряженное состояние таких конструкций характеризуется высоким уровнем и большой частотой нагружения.

Конструкции первой группы работают в наиболее сложных усло­виях, способствующих возможности их хрупкого или усталостного разрушения, поэтому к свойствам сталей для этих конструкций предъявляются наиболее высокие требования.

К второй группе относят сварные конструкции, работающие на статическую нагрузку при воздействии одноосного и однозначного двухосного поля растягивающих напряжений (например, фермы, ригели рам, балки перекрытий и другие растянутые, растянуто-изгибаемые и изгибаемые элементы), а также конструкции второй группы при отсутствии сварных соединений.

Общим для конструкций этой группы является повышенная опасность хрупкого разрушения, связанная с наличием поля растяги­вающих напряжений. Вероятность усталостного разрушения здесь меньше, чем для конструкций первой группы.

К третьей группе относят сварные конструкции, работающие при преимущественном воздействии сжимающих напряжений (например, колонны, стойки, опоры под оборудование и другие сжа­тые и сжато-изгибаемые элементы), а также конструкции второй группы при отсутствии сварных соединений.

В четвертую группу включены вспомогательные конструкции иэлементы (связи, элементы фахверка, лестницы, ограждения и т.п/), а также конструкции третьей группы при отсутствии сварных соеди­нений.

Если для конструкций третьей и четвертой групп достаточно ог­раничиться требованиями к прочности при статических нагрузках, то для конструкций первой и второй групп важным является оценка сопротивления стали динамическим воздействиям и хрупкому раз­рушению.

В материалах для сварных конструкций обязательно следует оце­нивать свариваемость. Требования к элементам конструкций, не имеющим сварных соединений, могут быть снижены, так как отсут­ствие полей сварочных напряжений, более низкая концентрация на­пряжений и другие факторы улучшают их работу.

В пределах каждой группы конструкций в зависимости от темпе­ратуры эксплуатации к сталям предъявляют требования по ударной вязкости при различных температурах.

В нормах содержится перечень сталей в зависимости от группы конструкций и климатического района строительства.

Окончательный выбор стали в пределах каждой группы должен выполняться на основании сравнения технико-экономических пока­зателей (расхода стали и стоимости конструкций), а также с учетом заказа металла и технологических возможностей завода-изготовителя. В составных конструкциях (например, составных бал­ках, фермах и т.п.) экономически целесообразно применение двух сталей - более высокой прочности для сильно нагруженных элемен­тов (пояса ферм, балок) и меньшей прочности для слабо нагружен­ных элементов (решетка ферм, стенки балок).

Приведенный подход к выбору сталей используют для конструк­ций массового применения. Для особо ответственных уникальных сооружений с высокой степенью обеспеченности надежности (атомные реакторы АЭС, сосуды давления, газгольдеры и резервуары большого объема) требования к качеству, а следовательно, и к выбо­ру стали могут быть значительно более жесткими.

Примерный перечень групп конструкций

Практически 100%-ая копия полюбившегося многим инстаграм, идеально подойдет для портфолио, презентации работ своим клиентам или как отклик на понравившуюся вакансию. Молодой ресурс, но администраторы оперативно реагируют на предложения и вопросы.

Подкрановые балки, подкраново-подстропильные и подкрановые фермы, включая элементы решетки и фасовки ферм, опорные ребра

Тормозные балки, тормозные фермы, вертикальные фермы, детали крепления к колоннам, диафрагмы и ребра жесткости

Вспомогательные горизонтальные связевые фермы, упоры

Детали крепления рельс

Колонны зданий и открытых крановых эстакад. Стойки рабочих и технологических площадок

Основные сечения колонн, решетка колонн, опорные плиты, подкрановые траверсы, траверсы баз колонн. Вертикальные связи по колоннам

Ребра жесткости и диафрагмы колонн, элементы решетки двухплоскостных связей. Вертикальные связи с напряжением менее 0,4 расчетного сопротивления

Фермы и ригели рам покрытий, подвергающиеся непосредственному воздействию подвижных динамических или вибрационных нагрузок от технологического или транспортного оборудования . Узловые фасонки для всех ферм

Фермы и ригели рам покрытий при статической нагрузке, продольные фермы фонарей при шаге стропильных ферм 12 м

Фонари при шаге стропильных ферм 6 м и прочие элементы фонарей при шаге стропильных ферм 12 м, щиты кровли, прогоны

Горизонтальные торцевые связи по кровле и продольные связи при шаге колонн больше шага стропильных ферм

Прочие горизонтальные и вертикальные связи по конструкциям покрытий

Монорельсовые пути и пути подвесных кран-балок

Балки путей подвесного транспорта под электрические тали и кран-балки, кроме ремонтных

То же, ремонтные и ручные

Перекидные балки для крепления путей подвесного транспорта

Рабочие площадки при наличии подвижного транспорта

Балки рабочих площадок под железнодорожный подвижной состав, опорные ребра балок

Балки рабочих площадок при наличии автопогрузчиков и другого транспорта, опорные ребра балок

Металлический настил, включенный в общую работу балок на изгиб

Ребра жесткости настила

Ребра жесткости балок

Конструкции технологических площадок и перекрытий

Балки и ригели рам перекрытий при воздействии динамических и вибрационных нагрузок

Главные балки и ригели рам перекрытий при статической нагрузке

Второстепенные сварные балки при динамической нагрузке

Второстепенные сварные балки при статической нагрузке

Настил перекрытий и ребра настила

Вспомогательные площадки, лестницы

Площадки светильников, посадочные площадки на краны, пешеходные площадки, лестницы. Ограждения площадок

а> Бункерные балки и параболические бункеры

б> Стенки и ребра жесткости бункеров, кроме оговоренных в пункте 8а

Стойки, торцевые ветровые площадки и фермы

Ригели и прочие элементы фахверка

Ригели под кирпичные стены и над воротами

Доменный комплекс, листовые конструкции

Кожух доменной печи и воздухонагревателей, воздуховоды горячего и холодного дутья

Кожухи пылеуловителя, скрубберов электрофильтров, циклонов и водоотделителей, газопровод грязного газа. Опорные узлы, ребра жесткости, разъединительные стенки и патрубки сосудов. Прочие газовоздухопроводы, работающие с внутренним давлением 0,7 и более кгс/см 2

Трубы взятия печи на тягу, цилиндрический ствол лифта, газовоздухопроводы с внутренним давлением от 0,2 до 0,7 кгс/см 2

Газопроводы, работающие с внутренним давлением до 0,2 кгс/см 2 и воздухопроводы, работающие с внутренним давлением от 0,1 до 0,2 кгс/см 2

Воздухопроводы, работающие с внутренним давлением до 0,1 кгс/см 2

Балки рабочих площадок под подвижной железодорожн. состав. Опорные пилоны наклонного моста, подбалансирные балки, рамы колошникового устройства печи, монтажная балка с опорой, балка колошниковой площадки, конвейерная галерея шихтоподачи с опорами, балки под грохоты бункерной эстакады, балки для подвески воздухопровода горячего дутья

Решетчатый ствол лифта, опора трубы взятия печи на тягу, приемная воронка колошника, копер пылеуловителя, несущие конструкции подбункерного здания, рамы литейного двора, здание воздухонагревателей и колошникового подъемника, колонны печи, опоры сосудов

Каркас шахты лестниц, электро-кабельные шахты, галерея и мосты для технологического оборудования

Резервуары и газгольдеры емкостью менее 10000 м 3

Стенки и окрайки днищ резервуаров, кольца жесткости, плавающие крыши и понтоны, центральная часть днищ резервуаров всех емкостей покрытий резервуаров

Резервуары и газгольдеры емкостью 10000 м 3 и более

Стенки и окрайки днищ, узловые фасонки покрытий всех резервуаров

Резервуары и газгольдеры сферические

Оболочки резервуаров и газгольдеров

Внутренние корпуса резервуаров для жидкого аммиака, сжиженных углеводородных газов и пропана при температуре хранения до -50°С

То же, для жидкого этилена при температуре хранения -104°С

То же, для сжиженного природного газа и метана при температуре хранения до -160°С

То же, для жидкого кислорода при температуре хранения -196°С

Антенные сооружения связи

Элементы оттяжек мачт и антенных полотен, детали крепления оттяжек к фундаментам и стволам стальных опор, непосредственно воспринимающие динамические нагрузки

Статические неопределимые комбинированные конструкции опор и опоры с антенными вантовыми устройствами

Стволы мачт и башен, конструкции консолей, площадок, балок и др. под стационарное технологическое оборудование, не подвергающиеся динамической или вибрационной нагрузке

Пролетные строения балочных и оболочечных транспортерных галерей с опорами и прожиточными ребрами. Несущие балки под конвейеры, подвергающиеся непосредственному воздействию динамических и вибрационных нагрузок, фасонки ферм

Опоры решетчатые, рамные плоские и пространственные, вертикальные связи по колоннам

Ребра жесткости балочных пролетных строений, связи по верхним и нижним поясам балочных пролетных строений

Пояса и решетки башни, узловые фасонки

Балки площадок, диафрагмы, стальной газоотводящий ствол

Каркас газоотводящего ствола

Дымовые трубы свободно стоящие с оттяжками

Стальная оболочка трубы

Площадки и ребра жесткости, опорные кольца

Стальная оболочка трубы, ребра жесткости, площадки

Пояса решетчатых башен, кольца жесткости, связи

Фахверк, вспомогательные площадки, обшивка градирен

Пояса башни и решетка, диафрагмы, балки площадок

Надшахтные башенные копры станковой системы

Шахтная рама, подшкивные балки и фермы, узловые фасонки, буккерные балки разгруз. кривые

Рабочая площадка, станок копра, балки покрытий и перекрытий

Силосы различного назначения

Стальная оболочка, ребра жесткости, площадки

Далее:

Технологичность конструкций при монтаже

Повышение долговечности конструкций

Научно-технический прогресс в проектировании металлоконструкций

Чертеж резервуара объемом 25 м3

Чертеж элементы башни из труб

Общий план работы над чертежами КМД

Инженер-конструктор КМД

Чертеж элементы кожуха декомпозера

Чертеж подкрановой балки

Учет допусков на размеры проката

Работа конструктора над чертежом

Общие положения оформления чертежей КМД

Металлические конструкции. Вопросы и ответы

Организация производства и технологические условия завода

Чертеж воздухонагреватель. Лепесток купола

Огравление $\Rightarrow $

Готовые проекты

Наши главные преимущества

BIM технологии информационного моделирования в строительстве

Гарантия качества с передовыми технологиями BIM. Используем инструменты и процессы информационного моделирования.

Проектирование чертежей – полностью в 3D

Быстрая проработка и оценка решений на ранних этапах проекта. Отсутствие в проекте перерасхода материалов и возможность минимизировать ошибки.

Опыт наших инженеров

За плечами десятки успешно реализованных проектов КМ, КМД, КЖ. В нашей компании работают только инженеры с профильным образование. Мы постоянно проводим дополнительное обучение в компании, повышая уровень профессионализма.

Высокое качество строительного проекта

Благодаря BIM технологиям исключаются множество человеческих факторов, и достигается 100% собираемость конструкций. Все проекты просчитываются на нагрузки и подписываются инженерами с многолетним стажем работы.

Экономия Ваших средств

Система скидок для постоянных клиентов. Выбор экономически целесообразных решений, использование стандартных конструкций для сокращения цены сооружения.

Оперативность разработки проектной документации

Грамотное управление, сжатые сроки проектирования с использованием автоматизированных систем. Возможность поэтапно выдавать рабочую документацию КМ, КМД, КЖ. Согласование технических решений в течение суток.

Авторский надзор на площадке строительства

Только авторский надзор позволяет гарантировать наилучшее качество готовой проектной документации. Осуществление авторского надзора за строительством проектируемых объектов, контроль за соответствием качества строительных работ и материалов, конструкций и изделий, требованиям утвержденного проекта, стандартов и технических условий.

Готовые проекты строительных объектов

Готовые проекты каркасов из металлических и железобетонных конструкций. Вы можете выбрать понравившийся Вам дом или другое сооружение из более 100 имеющихся проектов.

Широкая география проектно-конструкторских услуг

Читайте также:

  
• Печь с плитой металлическая
  
• Изготовление скульптур из металла
  
• Сверло по металлу вес
  
• Металлические борта для грядок
  
• Металлические двери с виноритом