Строительные стали. Вопросы: Строительные стали
1 чел. помогло. | скачать Лекция №2 Лектор: доц. Педиков А. В. Автор: доц. Педиков А.В. Строительные стали. Вопросы:
Основным материалом строительных конструкций для транспорта и хранения нефти и газа является сталь. Основным компонентом стали является железо (Fe), но сталь из железа возможно получить только если в нем содержится углерод (С). Процентное содержание углерода в различных сталях варьируется от 0,01 до 1,3 % По химическому составу стали подразделяют на:
Нелегированные стали могут быть:
По содержанию легирующих добавок стали бывают:
По назначению стали подразделяют на:
По качеству стали подразделяют на:
^ . Далее речь пойдет только о них. Среднелегированные и высоколегированные стали применяют для машин, механизмов, агрегатов, аппаратов, деталей и т.п. Промышленная поставка углеродистой стали, в зависимости от нормируемых свойств, осуществляется по 3-м группам: А – гарантия по механическим свойствам, Б – гарантия по химическому составу и В – гарантия по механическим свойствам и химическому составу. Также для таких сталей назначается категория от 2 до 6. Категория стали отражает степень контроля качественных показателей стали: 1-я – без испытания механических свойств на растяжение и ударную вязкость; 2-я – с испытанием механических свойств на растяжение и ударную вязкость на образцах, изготовленных из нормализованных заготовок размером 25мм (диаметр или сторона квадрата); 3-я – с испытанием механических свойств на растяжение на образцах, изготовленных из нормализованных заготовок указанного в заказе размера, но не более 100 мм; 4-я – с испытанием механических свойств на растяжение и ударную вязкость на образцах, изготовленных из термически обработанных (закалка + отпуск) заготовок указанного в заказе размера, но не более 100 мм; 5-я – с испытанием механических свойств на растяжение на образцах, изготовленных из сталей в нагартованном или термически обработанном состояний (отожженной или высокоотпущенной). Стали углеродистые обыкновенного качества изготавливают по ГОСТ 380-94, согласно которому они маркируются буквами «Ст» с последующими условными номерами от 0 до 6. Чем больше условный номер, тем выше содержание в ней углерода и соответственно выше прочностные и ниже пластические характеристики. Степень раскисления стали (технологию изготовления) обозначают буквами: сп – спокойная, пс – полуспокойная, кп – кипящая. Спокойная и полуспокойная сталь более качественна Например, в маркировке стали ВСт3сп5 «В» обозначает, что в стали гарантирован химический состав и механические свойства, «Ст» – она углеродистая обыкновенного качества, «3» – ее процентный химический состав, «сп» – спокойная, «5» – свойства при испытаниях на растяжение контролировалось по 5-й категории. В строительстве применяют не только углеродистые стали первичной обработки, но и стали с термическим упрочнением. Например, сталь марки СтТ – сталь марки Ст3, прошедшая термическую обработку. Качественные углеродистые стали по ГОСТ 1050-88 маркируются двузначными цифрами, указывающими среднее содержание углерода в сотых долях процента. Например, в маркировке стали 10кп цифра «10» обозначает то, что в ней в среднем содержится 0,1 % содержания углерода, «кп» – степень раскисления (кипящая). Стали этой группы, содержащие свыше 0,2% С выпускаются только спокойными, поэтому их маркируют только цифрами (15, 20…85). Легированные стали маркируют буквами и цифрами, указывающими их химический состав. Первые две цифры показывают содержание углерода (для конструкционных сталей в сотых долях %, для инструментальных – в десятых). Далее ставится буква, обозначающая легирующий элемент. После буквы следует цифра, соответствующая среднему содержанию этого элемента в процентах. Если содержание элемента составляет менее или около 1%, то за буквой цифра не ставится. Легирующие элементы обозначают следующими буквами: «А» - азот, «Б» - ниобий, «В» - вольфрам, «Г» - марганец, «Д» - медь, «К» - кобальт, «М» - молибден, «Н» - никель, «П» - фосфор, «Р» - бор, «С» - кремний, «Т» - титан, «Ф» - ванадий, «Х» - хром, «Ц» - цирконий, «Ю» - алюминий, «Ч» - редкоземельные металлы. Если буква «А» стоит в конце обозначения марки, то это означает, что она высококачественная. Например, сталь марки 12ХН3А содержит 0,12% С, до 1% Сr, 3% Ni и является высококачественной. Согласно ГОСТ 2777-88 строительные стали обозначаются маркировкой буквой «С» и трехзначным числом, где «С» - сталь строительная, а цифры – нормативное сопротивление стали растяжению в МПа (физический или условный предел текучести). Такое обозначение называют классом стали. Например, сталь С235 имеет физический предел текучести 235 МПа. Основные физические свойства стали: плотность ρ = 7850 кг/м3, модуль продольной упругости Е = 2,06*105 МПа, модуль сдвига G = 78*106 МПа, коэффициент линейного расширения а = 0,000012 град-1. До напряжений, близких к пределу текучести, зависимость между напряжениями и деформациями определяется законом Гука: δ =Е  ^ и условным пределом текучести Основной расчетной характеристикой стали является расчетное сопротивление на растяжение. Оно определяется путем деления нормативного сопротивления (предела текучести) на коэффициент надежности по материалу: Ry = Ryn/γm Коэффициент γm изменяется в пределах 1,025…1,15. Также расчетной характеристикой является расчетное сопротивление разрыву. Оно определяется путем деления временного сопротивления (предела прочности) на коэффициент надежности по материалу: Ru = Run/γm При расчете конструкций с использованием расчетного сопротивления по пределу прочности учитывают повышенную опасность такого состояния путем введения дополнительного коэффициента надежности yu = 1,3. При срезе расчетные сопротивления определяются путем умножения расчетного сопротивления Ry на коэффициент перехода 0,58. При сжатии торцевой поверхности в случае плотной пригонки (строжка или фрезеровка торца) расчетное сопротивление в зоне контакта Ryp = Ry. При расчете проката на растяжение в направлении, перпендикулярном плоскости проката, для предотвращения расслоения расчетное сопротивление Ry = 0,5 Ry. Значения нормативных и расчетных сопротивлений некоторых сталей приведены в табл. 2.1. Таблица2.1 Нормативные и расчетные сопротивления проката для стальных конструкций зданий и сооружений
Сортамент прокатных профилей Металлические конструкции изготовляют из элементов, получаемых прокаткой (листы и профильная сталь), прессованием (прессованные профили из алюминиевых сплавов) или холодным гнутьем (гнутые профили). Иногда применяют литые детали, например для опорных частей тяжелых конструкций. Элементы металлических конструкций. имеют различные профили и размеры поперечных сечений, которые приведены в соответствующих сортаментах и приведены на рис 2.2.  Рис.2.2. Типы профилей Сталь листовая:
Профильная сталь: Уголковые профили изготавливают равнобокими (ГОСТ 8506-87) и неравнобокими (ГОСТ 8510-87). Толщина уголков, применяемых в строительных конструкциях, изменяется от 4 до 30 .мм, а размеры полок - от 50Х50 до 250Х250 для равнобоких профилей и от 56Х36 до 250Х160 мм для неравнобоких. Уголки прокатывают длиной до 19 м. Уголковые профили применяют в основном для изготовления элементов различных ферм. Швеллеры бывают обыкновенные (ГОСТ 8240-56*) с высотой сечения от 50 до 400 мм и облегченные (ГОСТ 6185-52) с более тонкой стенкой и высотой от 160 до 300 мм. Номер швеллера соответствует высоте профиля (в см). Швеллеры имеют длину до 19 м. Из швеллеров делают прогоны кровель и составные элементы, испытывающие продольное сжатие, - колонны и стержни тяжелых ферм. ^ так же, как и швеллеры, изготовляют двух типов: обыкновенные (ГОСТ 8239-56*) с высотой сечения от 100 до 700 мм и облегченные (ГОСТ 6184-52) с более тонкими стенками и высотой от 160 до 300 мм. Номер профиля равен высоте балки (в см). Двутавры прокатывают длиной до 19 м и применяют как прогоны кровли и несущие элементы балочных перекрытий. Кроме того, из двутавров выполняют составные колонны. ^ (ГОСТ 6183-52) применяют трех типов: балочные, легкие колонные и тяжелые колонные профили. Эти двутавры высотой сечения до 1000 мм предназначены для изготовления балок и колонн. Гнутые профили: Гнутые профили (ГОСТ 8276-63, 8277-63, 8278-63) изготовляют холодным способом (гнутьем или прокаткой) из листов толщиной от 2 до 10 мм. Эти профили предназначены для изготовления легких конструкций и могут иметь различную форму. Преимущество гнутых профилей по сравнению с прокатными – их большая жесткость. Фермы из гнутых профилей легче ферм из прокатных уголков примерно на 10%. Трубы: Нефтегазопроводные трубы (ГОСТ 8731-74, 8732-78, 30564-98, 8733-74, 20295-85, Р 52079-2003) бывают бесшовные и сварные. Сварные трубы бывают прямошовные и спиралешовные.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
плохо
1средне
1отлично
2 