Сортамент строительных сталей

Основным стандартом, регламентирующим харак-теристики сталей для строительных металлических конструкций является ГОСТ 27772-88. Согласно ГОСТу фасонный прокат изготовляют из сталей С235, С245, С255, С275, С285, С345, С245К, С375, для листового и универсального проката и гнутых профилей исполь-зуются также стали С390, С390К, С440, С590, С590К, где буква «С» означает «сталь строительная», а число – значение предела текучести в МПа. Стали С345, С375, С390 и С440 могут поставляться с повышенным содержанием меди для повышения коррозионной стойкости (буква «Д»)?.

Требования по химическому составу представлены в таблице В.4 СП 16.13330.2011, прочностные характе-ристики в таблицах В.5 – В.9.

Прокат может поставляться как в горячекатанном, так и термообработанном состоянии. Выбор варианта химического состава и термообработки выполняет завод, для которого главное – обеспечение заявленных свойств. Так, например, сталь С345Т может означать, что она изготовлена из стали с химическим составом соответст-вующим С245 с термическим улучшением.

В зависимости от температуры эксплуатации конструкций и степени опасности хрупкого разрушения испытания на ударную вязкость для сталей С345 и С375 проводятся при разных температурах, поэтому они пос-тавляются четырех категорий, которые обозначаются как, например, С345-1.

Прокат поставляется партиями. Партия состоит из проката одного размера, одной плавки-ковша и одного режима термообработки. При проверке качества металла от партии отбираются случайным образом по две пробы.

Из каждой пробы изготавливают по одному образцу для испытаний на растяжение и изгиб и по два для пределения ударной вязкости при каждой темпе-ратуре. Если результаты не соответствуют требованиям ГОСТа, то проводят повторые испытания на удвоенном числе образцов. Если и повторные испытание не удов-летворяют требованиям, то партия бракуется.

Маркам сталей по ГОСТ 27772-88 соответсвуют марки-аналоги по другим стандартам, например, по ГОСТ 380-88:

С235 – Вст3кп2;

С245 – Вст3пс6;

С255 – Вст3сп5;

С275 – Вст3пс6-2;

и так далее.

[страница 38]

Краткий исторический обзор методов расчета МК

Главная особенность расчетов строительных конст-рукций заключается в необходимости учета изменчи­вости внешних воздействий, разброса прочностных ха­рактеристик материала и особенностей работы металла в конкретных условиях. Внешние воздйствия здесь пони­маются в широком смысле. Это могут быть силовые воз­действия технологического и атмосферного происхож­дения, химическое воздействие, вызывающее коррозию металла, температурное воздействие, влияющее на его прочностные свйства, смещения опор и т.д.

В зависимости от способа учета изменчивости ука­занных параметров развивалась методика расчета МК. До 1955 г. в нашей стране металлические конструкции расчитывали по методике допускаемых напряжений, в которой использовался единый коэффициент запаса, учитывающий изменчивость называнных параметров. В 1955 г. были выпущены новые СНиП, основанные на ме­тодике предельных состояний, где вместо одного ис­пользуется набор коэффициентов, значения которых обоснованы методами математической статистики. Па­раллельно развивались вероятностные методы расчета строительных конструкций, в которых основные пара­метры расчета (нагрузки, прочность материала, геомет­рические размеры конструкций) рассматриваются как случайные величины и представлены соответствующими функциями статического распределения.

Достоинством методики допускаемых напряжений является простота, но эта методика недстаточно точно учитывает факторы, влияющие на работу конструкции. Вероятностные методы слишком сложны для повсед-невной инженерной практики. Применение их оправдано при проектировании уникальных, особо ответственных сооружений.

В настоящее время оптимальной считается методи­ка предельных состояний, отличающаяся как простотой использования, так и научной обоснованностью.

Нагрузки и воздействия, учитываемые при рас-чете МК

Нагрузки и воздействия с точки зрения их влияния на работу конструкций классифицируют по следующим признакам:

Значение

- Нормативные F_n есть базовые значения нагрузок;

- Расчетные F = F_n∙γ_f учитывают возможное откло-нение значения нагрузки от нормативного.

Этап жизни конструкции

- На этапе изготовления;

- На этапе транспортировки;

- На этапе монтажа;

- В период эксплуатации;

Характер изменений во времени

- Статические – интенсивность, местоположение и направление не зависит от времени или меняется так медленно, что вызываемми силами инерции можно пре-небречь.

- Динамические – инерционные силы дают замет­ную поправку к величине нагрузки и их учитывают по правилам динамики сооружений с расчетом соответст­вующих коэффициентов динамичности действия;

- Знакопеременные;

- Многократно повторяющиеся;

Продолжительность действия

- Постоянные – вес частей ЗиС; предварительное напряжение; вес грунтов;

- Временные – длительные (вес оборудования, пе-регородок); кратковременные (вес людей и животных, снегового покрова, ветровые воздействия); особые (ава-рийные, сейсмические, террористические, падение само-лета).

Полезными называют нагрузки, восприятие кото­рых является целевым назначением сооружений, напри­мер, массы людей для пешеходного моста. Они могут быть как временными, так и постоянными, например, масса экспоната монуметального выставочного соору­жения является постоянной полезной нагрузкой для постамента. В этом же смысле масса всех вышележащих конструкций так же является полезной нагрузкой.

Наиболее неблагоприятная комбинация нагрузок называется расчетным сочетание нагрузок или РСН.

1 Основные сочетания

Состоят из постоянных и временных нагрузок.

2 Особые сочетания

Состоят из постоянных, временных и одной из спе­циальных нагрузок

C_m = P_d + Σ (ψ_li ∙ P_li) + Σ (ψ_ti ∙ P_ti)

C_m =пост + коэф.соч ∙врем.длит. + -//- ∙кратковр.

Коэффициент сочетаний <= 1 учитывает малую ве-роятность одновременного появления нескольких вре-менных нагузок с максимальным (расчетным) значением

C_s = C_m + P_special

СП 20.13330.2011 ПУНКТ 5