Строительные металлы и сплавы

Состав, строение, свойства строительных металлов. Поведение металлических строительных конструкций при пожаре. Методы огнезащиты металлических конструкций. Применение низколегированных сталей. Расчет предела огнестойкости железобетонной панели перекрытия.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

1. СТРОИТЕЛЬНЫЕ МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ

Из всего многообразия металлов в строительстве применяется главным образом сплавы на основе железа. На данный момент в строительных конструкциях применяется по большей части углеродистая и легированная сталь.

Стальные конструкции применяются главным образом для каркасов большепролётных зданий и сооружений, для цехов с тяжёлым крановым оборудованием, домен, резервуаров большой ёмкости, мостов, сооружений башенного типа и др. Области применения стальных и железобетонных конструкций в ряде случаев совпадают. При этом выбор типа конструкций производится с учётом соотношения их стоимостей, а также в зависимости от района строительства и местонахождения предприятий строительной индустрии. Существенное преимущество стальных конструкций (по сравнению с железобетонными) -- их меньшая масса. Этим определяется целесообразность их применения в районах с высокой сейсмичностью, труднодоступных областях Крайнего Севера, пустынных и высокогорных районах и т.п. Расширение объёмов применения сталей высокой прочности и экономичных профилей проката, а также создание эффективных пространственных конструкций (в т. ч. из тонколистовой стали) позволят значительно снизить вес зданий и сооружений.

1.1 СОСТАВ СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ

1.1.1 УГЛЕРОДИСТЫЕ СТАЛИ

По химическому составу стали делятся на углеродистые и легированные. Углеродистые стали представляют собой сплавы железа Fe с углеродом C при неизбежном наличии примесей других химических элементов.

В строительных конструкциях, как правило, используются улеродистые стали обыкновенного качества.

По показателям нормирования качества стали обыкновенного качества подразделяются на три группы:

группа А -- нормируются механические характеристики (?в, ?т, ?, изгиб);

группа Б -- нормируется химический состав (C, Mn, Si и др.);

группа В -- нормируются механические характеристики и химический состав.

С возрастанием цифры в марке стали обыкновенного качества группы А (табл. 1.5) увеличиваются прочность и твердость, но снижаются пластичность и ударная вязкость стали. Это происходит за счет изменения химического состава, в первую очередь -- содержания углерода.

Таблица 1. Механические свойства сталей группы А

Марка	в,	т, МПа, для толщины в мм	%, для толщины в мм
стали	МПа	до 20	21-40	41-100	> 100	до 20	21-40	> 40
Ст0	> 300	--	--	--	--	23	22	20
Ст1кп	300-390	--	--	--	--	35	34	32
Ст1пс, Ст1сп	310-410	--	--	--	--	34	33	31
Ст2кп	320-410	215	205	195	185	33	32	30
Ст2пс, Ст2сп	330-430	225	215	205	195	32	31	29
Ст3кп	360-460	235	225	215	195	27	26	24
Ст3пс, Ст3сп	370-480	245	235	225	205	26	25	23
Ст3Гпс	370-490	245	235	225	205	26	25	23
Ст3Гсп	390-570	--	245	--	--	--	24	--
Ст4кп	400-510	255	245	235	225	25	24	22
Ст4пс, Ст4сп	410-530	265	255	245	235	24	23	21
Ст5пс, Ст5сп	490-630	285	275	265	255	20	19	17
Ст5Гсп	450-590	285	275	265	255	20	19	17
Ст6сп, Ст6сп	> 590	315	305	295	295	15	14	12

Стали группы Б различаются (табл. 1.6) по химическому составу. С ростом цифры в марке стали (БСт0, БСт1, БСт2, БСт3, БСт4, БСт5, БСт6) увеличивается содержание углерода, кремния и марганца. Естественно, что это приводит к увеличению прочности и пластичности и к снижению ударной вязкости.

Таблица 2. Химический состав сталей группы Б, %

<...

Марка стали	Углерод, С	Кремний, Si	Марганец, Mn
БСт0	Не более 0,23	--	--
БСт1кп		Не более 0,05	0,25-0,5
БСт1пс	0,06-0,12	0,05-0,17
БСт1сп		0,12-0,3
БСт2кп	0,09-0,15	Не более 0,07	0,25-0,5
БСт2пс	0,09-0,15	0,05-0,17
БСт2сп		0,12-0,3
БСт3кп