Конструкционная сталь | это… Что такое Конструкционная сталь?
Эта статья или раздел описывает ситуацию применительно лишь к одному региону (СССР/Россия). Вы можете помочь Википедии, добавив информацию для других стран и регионов. |
Конструкцио́нная сталь — сталь, которая применяется для изготовления различных деталей, механизмов и конструкций в машиностроении и строительстве и обладает определёнными механическими, физическими и химическими свойствами. Конструкционные стали подразделяются на несколько подгрупп.
Содержание
|
Качество конструкционных углеродистых сталей
Качество конструкционных углеродистых сталей определяется наличием в стали вредных примесей фосфора (P) и серы (S). Фосфор — придаёт стали хладноломкость (хрупкость). Сера — самая вредная примесь — придаёт стали красноломкость. Содержание вредных примесей в стали:
- Обыкновенного качества — P и S — до 0.05 % (маркировка Ст).
- Качественная — P и S — до 0.035 % (маркировка Сталь).
- Высококачественная — P и S — до 0.025 % (маркировка А в конце марки).
- Особовысококачественная — Р и S — до 0. 015 % (маркировка Ш в конце марки).
Стали конструкционные углеродистые обыкновенного качества
Широко применяются в строительстве и машиностроении, как наиболее дешёвые, технологичные, обладающие необходимыми свойствами при изготовлении конструкций массового назначения. В основном эти стали используют в горячекатанном состоянии без дополнительной термической обработки с ферритно-перлитной структурой. В зависимости от последующего назначения конструкционные углеродистые стали обыкновенного качества подразделяют на три группы: А, Б, В.
Стали группы А
Поставляются с определёнными регламентированными механическими свойствами. Их химический состав не регламентируется. Эти стали применяются в конструкциях, узлы которых не подвергаются горячей обработке — ковке, горячей штамповке, термической обработке и т. д. В связи с этим механические свойства горячекатаной стали сохраняются.
Стали группы Б
Поставляются с определённым регламентированным химическим составом, без гарантии механических свойств. Эти стали применяются в изделиях, подвергаемых горячей обработке, технология которой зависит от их химического состава, а конечные механические свойства определяются самой обработкой.
Стали группы В
Поставляются с регламентируемыми механическими свойствами и химическим составом. Эти стали применяются для изготовления сварных конструкций. Их свариваемость определяется химическим составом, а механические свойства вне зоны сварки определены в состоянии поставки. Такие стали применяют для более ответственных деталей.
По степени раскисления углеродистые стали обыкновенного качества подразделяются на спокойные (СП), полуспокойные (ПС), кипящие (КП). Степень раскисления определяется содержанием кремния (Si) в этой стали. Спокойные — 0.012-0.03 % (Si), полуспокойные — 0.05-0.07 % (Si), кипящие — более 0.07 % (Si).
Маркировка
Основные марки конструкционных углеродистых сталей обыкновенного качества:
Ст1кп2; БСт2пс; ВСт3Гпс; Ст4-2; … ВСт6сп3.
- Буква перед маркой показывает группу стали. Сталь группы А — буквой не обозначается.
- Ст — показывает, что сталь обыкновенного качества.
- Первая цифра — номер по ГОСТу (от 0 до 6).
- Буква Г после первой цифры — повышенное содержание марганца (Mn)-(служит для повышения прокаливаемости стали).
- сп; пс; кп — степень раскисления стали.
- Вторая цифра — номер категории стали (от 1 до 6 — основные механические свойства). Сталь 1-ой категории цифрой не обозначается.
- Тире между цифрами указывает, что заказчик не предъявлял требований к степени раскисления стали.
Применение
- Ст1; Ст2 — проволока, гвозди, заклёпки.
- Ст3; Ст4 — крепёжные детали, фасонный прокат.
- Ст5; Ст6 — слабонагруженные валы, оси.
Стали углеродистые качественные
Качественными углеродистыми сталями являются стали марок: Сталь08; Сталь10; Сталь15 …; Сталь78; Сталь80; Сталь85, Также к этому классу относятся с повышенным содержанием марганца (Mn — 0. 7-1.0 %): Сталь 15Г; 20Г … 65Г, имеющие повышенную прокаливаемость.
Маркировка
- Сталь — слово «Сталь» указывает, что данная углеродистая сталь качественная. (В настоящее время слово «Сталь» не пишется, указывается только индекс и последующие буквы)
- Цифра — указывает на содержание в стали углерода (С) в сотых долях процента.
Применение
Низкоуглеродистые стали марок Сталь08, Сталь08КП, Сталь08ПС относятся к мягким сталям, применяемым чаще всего в отожжённом состоянии для изготовления деталей методом холодной штамповки — глубокой вытяжки. стали марок Сталь10, Сталь15, Сталь20, Сталь25 обычно используют как цементируемые, а высокоуглеродистые Сталь60 … Сталь85 — для изготовления пружин, рессор, высокопрочной проволоки и других изделий с высокой упругостью и износостойкостью.
Сталь30 … Сталь50 и аналогичные стали с повышенным содержанием марганца Сталь30Г, Сталь40Г, Сталь50Г применяют для изготовления самых разнообразных деталей машин.
Стали повышенной обрабатываемости (автоматные)
К сталям с повышенной обрабатываемостью или автоматным сталям относят стали с высоким содержанием серы и фосфора, а также стали, специально легированные селеном (Se), теллуром (Те) или свинцом (Pb). Указанные элементы способствуют повышению скорости резания, уменьшают усилие резания и изнашиваемость инструмента улучшают чистоту и размерную точность обработанной поверхности, облегчают отвод стружки из зоны резания и т. д. Эти стали используют в массовом производстве для изготовления деталей на станках-автоматах.
Стали с повышенным содержанием серы и фосфора обладают пониженными механическими свойствами и их используют для изготовления малонагруженных деталей (например, метизов).
Маркировка
Вначале марки автоматной стали всегда стоит буква А.
Легированные конструкционные стали
Легированные конструкционные стали применяются для наиболее ответственных и тяжелонагруженных деталей машин. Практически всегда эти детали подвергаются окончательной термической обработке — закалке с последующим высоким отпуском в районе 550—680 °C (улучшение), что обеспечивает наиболее высокую конструктивную прочность. Легирующие элементы — химические элементы, которые вносят в состав конструкционных сталей для придания им требуемых свойств. Ведущая роль легирующих элементов в конструкционных сталях заключается и в существенном повышении их прокаливаемости. Основными легирующими элементами этой группы сталей являются хром (Cr), марганец (Mn), никель (Ni), молибден (Mo), ванадий (V) и бор (В). Содержание углерода (С) в легированных конструкционных сталях — в пределах 0.25-0.50 %.
Маркировка
- Две цифры вначале маркировки указывают на конструкционные стали (одна цифра — на инструментальные). Это содержание в стали углерода в сотых долях процента.
- Буква без цифры — определённый легирующий элемент с содержанием в стали менее 1 %.(А-азот, Р-бор, Ф-ванадий, Г-марганец, Д-медь, К-кобальт, М-молибден, Н-никель, С-кремний, Х-хром, П-фосфор, Ч-редкоземельные металлы, В-вольфрам, Т-титан, Ю-алюминий, Б-ниобий)
- Буква и цифра после неё — определённый легирующий элемент с содержанием в процентах (цифра).
- Буква А в конце маркировки — указывает на высококачественную сталь.
- Например 38Х2Н5МА — это среднелегированная высококачественная хромоникелевая конструкционная сталь. Химический состав: углерод — около 0,38 %; хром — около 2 %; никель — около 5 %; молибден — около 1 %.
Стали конструкционные теплоустойчивые
К теплоустойчивым конструкционным относятся стали, используемые в энергетическом машиностроении для изготовления котлов, сосудов, паронагревателей, паропроводов, а также в других отраслях промышленности для работы при повышенных температурах. Рабочие температуры теплоустойчивых сталей достигают 600—650 °C, причём детали из них должны работать без замены длительное время (до 10000-20000 ч.).
При давлениях 6 МПа и температурах до 400 °C используются углеродистые котельные стали (12К, 15К, 18К, 20К). Для деталей энергоблоков, работающих при давлении до 25.5 МПа и температурой до 585 °C применяются стали, легированные хромом, молибденом, ванадием. Содержание углерода 0.08-0.27 %. Термообработка этих сталей заключается в закалке или нормализации с обязательным высоким отпуском.
Стали конструкционные подшипниковые
Особенностью эксплуатации подшипников являются высокие локальные нагрузки. В связи с этим к чистоте стали предъявляются чрезвычайно высокие требования, особенно по неметаллическим включениям карбидной неоднородности. Обеспечение высокой статической грузоподъёмности достигается применением в качестве материала для подшипников заэвтектоидных легированных хромом сталей, обработанных на высокую твёрдость.
Маркировка
ШХ9, ШХ15.
- Содержание углерода — около 1 %;
- Содержание хрома в десятых долях процента (например: ШХ15 — хром — около 1.5 %)
Стали конструкционные рессорно-пружинные
14ХН4А, 38Х2Н5М, 20ХН3А.
Общее требование, предъявляемое к рессорно-пружинным сталям, — обеспечение высокого сопротивления малым пластическим деформациям (предел упругости) и релаксационной стойкости (сопротивление релаксации напряжений). Эти характеристики обеспечивают точность и надёжность работы пружин и постоянство во времени таких эксплуатационных свойств, как крутящий момент, силовые параметры. Пружинные стали в виде проволоки и ленты упрочняют холодной пластической деформацией и закалкой на мартенсит с последующим отпуском. Готовые пружины подвергают стабилизирующему отпуску.
Литература
- Стали и сплавы. Марочник. Справ. изд./ В. Г. Сорокин и др. Науч. С77. В. Г. Сорокин, М. А. Гервасьев — М.: «Интермет Инжиниринг», 2001 — 608с, илл. ISBN 5-89594-056-0
См. также
- Конвертерное производство
- Автоматная сталь
- Нержавеющая сталь
- Инструментальная сталь
- Жаростойкая сталь
- Жаропрочная сталь
- Сталеплавильное производство
- Сталеплавильный процесс
- Стальная пена
- Чугун
Ссылки
- http://www.pntz.ru/marki_stali.rhtm
- http://www.emipipe.ru/met/met15.html
Среднеуглеродистые марки стали: классификация, особенности, применение
Среднеуглеродистые стали – марки с содержанием углерода в диапазоне 0,25…0,6%, часто их легируют хромом, никелем, марганцем, кремнием в суммарном количестве, не превышающем 3-5%. Сплавы с углеродом по нижнему и верхнему пределам сильно различаются по свариваемости и другим характеристикам. Среднеуглеродистые стали могут содержать измельчители зерна – ванадий, титан, ниобий, – суммарное количество которых не превышает 0,1%. Применяются после различных видов термической обработки – закалки и низкого отпуска, нормализации, улучшения, поверхностного упрочнения.
Наиболее распространенные марки среднеуглеродистых сталей
- 40Г – конструкционная сталь. Характеризуется повышенным содержанием Mn. В сочетании с кремнием (0,37%) марганец обеспечивает высокую степень раскисления и спокойную разливку. Эта среднеуглеродистая сталь для улучшения прочностных характеристик подвергается закалке и отпуску.
- 50 Г. Отличается сочетанием прочностных и упругих характеристик. Применяемые способы термообработки – закалка+отпуск, реже – нормализация.
- 40ХН. Марка, отличающаяся высокой прочностью, упругостью, способностью к механообработке, глубокой прокаливаемостью.
- 50ХФ. Пружинная сталь, востребованная при производстве пружин высокой ответственности. Содержание хрома и ванадия повышает свойства упругости.
- 60, 60Г, 65, 65Г, 70, 70Г, 80, 85 применяются после закалки+отпуска, нормализации+отпуска, поверхностного упрочнения. Востребованы для изготовления деталей, эксплуатируемых в условиях трения, статического давления и вибраций.
- У7, У8, У9, У10 – инструментальные стали с невысокой прокаливаемостью.
Особенности сварки среднеуглеродистых сталей
Повышенное содержание C – причина проблем при сварке, таких как:
- вероятность образования кристаллизационных трещин;
- появление хрупких структур и трещинообразование;
- трудность получения одинаковой прочности шва и основного металла.
Устранить вероятные проблемы и получить качественное соединение помогут следующие мероприятия:
- Снижение количества C в металле шва. Для решения этой задачи используют низкоуглеродистые электродные стержни и проволоку.
- Обеспечение предварительного и сопутствующего обогрева шва. Подогрев обычно осуществляется до +250…+300°C. Это одна из мер по предотвращению образования хрупких закалочных структур. Чем выше содержание C, тем выше должна быть температура подогрева.
- Модифицирование металла шовной области. Снизить долю основного металла и повысить долю электродного металла в шве можно путем использования сварочной проволоки маленького сечения и низкого сварочного тока. Хорошие результаты показывает сварка на постоянном токе прямой полярности.
- Сварка стальных элементов значительной толщины горкой или каскадом и замедление охлаждения шва. Такие меры позволяют устранить условия для образования хрупких закалочных структур.
- Сварка термоупрочненных марок ведется длинными валиками по ранее проложенным и уже остывшим валикам
Сварка под флюсом для среднеуглеродистых сталей не распространена, поскольку в данном случае она теряет главное преимущество – высокую производительность. Для выравнивания характеристик прочности и пластичности шва и основного металла применяют термообработку, обычно закалку+отпуск.
4 типа конструкционной стали
Покупайте наш доступный выбор конструкционной стали
Когда дело доходит до строительных материалов, дерево, камень и бетон имеют свое место, но сталь лидирует, когда речь идет о прочности, весе, стоимости и универсальности. Однако мы не рекомендуем просто покупать любую сталь. Вы должны получить правильную конструкционную сталь для вашего проекта. Вот где в дело вступают эксперты Greenville Steel!
В нашем огромном инвентаре всегда есть материалы, необходимые для возведения стального здания на вашей территории. Лучше всего то, что мы можем помочь вам найти нужные вещи для работы. В большинстве случаев вы будете в порядке, используя общедоступную углеродистую сталь, но есть доступные стальные сплавы и термообработанные стали, которые могут придать вам дополнительную прочность и ударную вязкость, если это необходимо вашей конструкции. Ниже мы познакомим вас с четырьмя общедоступными типами конструкционной стали. Когда пришло время приступить к изготовлению вашей стальной конструкции, команда Greenville Steel всегда готова помочь. Мы ваш местный поставщик стали в районе Далласа!
Свяжитесь с нашей дружной командой для получения дополнительной информации
4. Углеродистая сталь
Наиболее часто используемой сталью в строительных проектах в США является углеродистая сталь. Фактически, 90% стали, производимой в США, — это углеродистая сталь. Вы найдете много этого материала в нашем инвентаре в Greenville Steel.
Углеродистая сталь почти полностью состоит из железа, содержащего до 2,1% углерода и следовые количества таких веществ, как медь, марганец и кремний. Когда к расплавленному железу добавляется немного углерода, образуется сталь, и в результате получается намного, намного прочнее обычного железа.
Доступны различные марки углеродистой стали в зависимости от содержания углерода. Низкоуглеродистая сталь мягче и с ней легче работать; Высокоуглеродистая сталь прочнее, но при необходимости ее труднее сгибать, резать и сваривать. Чем выше содержание углерода, тем прочнее будет сталь. Важно выбрать сталь с правильным пределом текучести и пределом прочности на растяжение для вашей конструкции.
3. Высокопрочная легированная сталь
Для повышения прочности углеродистой стали могут быть добавлены другие элементы и металлы. Эти «легирующие элементы» могут придавать стали различные характеристики, такие как повышенная твердость, пластичность (растяжение) или коррозионная стойкость. сопротивление. В конструкционной стали вы можете найти легирующие элементы, такие как хром, молибден и никель. Чем выше доля легирующего элемента, тем больше свойств этого элемента будет присутствовать в конечном стальном продукте.
Низколегированная сталь обычно содержит около 5% или меньше своего химического состава из легирующих элементов. Среднелегированная сталь содержит от 6 до 12% легирующих элементов. 13% или более легирующих элементов классифицируют эту сталь как высоколегированную сталь. Высоколегированная сталь с содержанием хрома более 12% — это то, как вы получаете нержавеющую сталь! Тем не менее, есть и другие сплавы, которые также могут повысить коррозионную стойкость, которую ассоциируют с нержавеющей сталью.
2. Термически обработанная углеродистая сталь
При нагреве стали можно значительно увеличить ее твердость и прочность, одновременно снизив ее пластичность, гибкость, свариваемость и общую ударную вязкость. Термически обработанная закаленная сталь имеет свое применение, но она также может стать хрупкой в процессе термообработки.
Нагрев, охлаждение и отпуск стали влияют на молекулярную структуру железа и углерода в стали. Этот процесс выравнивает зерно стали, поэтому готовая деталь может быть более твердой, прочной и устойчивой к деформации.
1. Высокопрочная, термообработанная легированная сталь
Термообработанная легированная сталь является самым прочным типом стали, доступной для конструкционного использования. Вы не только получите преимущества легирующих элементов, но и повысите ударную вязкость за счет термической обработки. Если вам нужно легкое решение для стальной детали, которая по-прежнему обладает впечатляющей прочностью, ищите закаленную и отпущенную легированную сталь.
Если вы хотите возвести стальную конструкцию на своем участке, мы можем вам помочь в Greenville Steel! Наши эксперты по металлоконструкциям помогут вам получить необходимые материалы, разобраться в различных типах стали, которые у нас есть на складе, и выбрать подходящий металл для вашего проекта.
Похожие статьи
- Узнайте, как делают сталь
- Изучите 5 приемов резки стали для начинающих
Конструкционная сталь — что это такое и каковы стандарты Великобритании?
Конструкционная стальпредназначена для различных строительных целей. Пластичность является важным свойством конструкционной стали, которое позволяет перераспределять напряжения. Из-за высокой пластичности конструкционная сталь может иметь самые разные формы, размеры и толщину. В большинстве стран существуют строгие стандарты, регулирующие форму стали, размеры, химический состав и механические свойства.
Многие профили из конструкционной стали имеют хорошее соотношение прочности и веса, поэтому они способны выдерживать очень большие нагрузки без провисания, что делает сталь отличным армирующим материалом.
Профили, используемые в конструкционной стали
Следующие стальные профили широко распространены во всем мире, но они даны в разных мировых стандартах.
- Двутавровая балка имеет два горизонтальных элемента, называемых полками, и вертикальный элемент, называемый стенкой. В Великобритании двутавровая балка известна как универсальная балка (UB) или универсальная колонна (UC). В Европе она включает секции IPE, HE, HL, HD и другие; в США включает широкофланцевые (WF или W-образные) и H-образные секции)
- Все строительные отрасли обычно используют двутавровые балки, так как конструкция очень эффективна для восприятия изгибающих нагрузок.
- Z-образная форма содержит два полуфланца, идущих в противоположных направлениях
- Полый структурный профиль , также известный как HSS-форма, включает квадратное, прямоугольное, эллиптическое и круглое поперечное сечение
- L-образное поперечное сечение также известное как уголок
- C-образная балка или C-образное поперечное сечение, также известное как структурный канал
- Т-образное сечение также известное как тройник
- Рельсовый профиль асимметричная универсальная балка, также известная как
- Железнодорожный рельс , Рельс Виньоля, Т-образный рельс с фланцем, Рифленый рельс
- Пруток , длинный кусок с прямоугольным поперечным сечением
- Стержень круглого или квадратного сечения, длина которого больше, чем ширина по сравнению с его шириной, также называемый арматурным стержнем и дюбелем.
- Металлические листы толщиной более 6 мм или 1 ⁄ 4 in известны как пластины
- Стальная балка с открытой стенкой
Профили из конструкционной стали могут быть изготовлены путем горячей прокатки, холодной прокатки или сварки секций.
На протяжении десятилетий для описания кованого железа обычно использовались термины «уголок», «швеллер» и «листовое железо». В настоящее время сталь заменила железо, но эти термины все еще используются неофициально, однако неправильно обращаться к стали, используя эти старые термины. Правильные термины: угловая заготовка, швеллерная заготовка и лист.
Ищете производителя металлоконструкций? кликните сюда.
Стандарты конструкционной стали
Стандарты, принятые в Европе
Официальный Европейский комитет стандартизации CEN
Существует множество действующих национальных стандартов, касающихся производства стали, и большинство сталей, используемых в Европе, соответствуют европейскому стандарту EN 10025.
S275J2 и S355K2W являются типичными обозначениями марок стали, где S обозначает их как конструкционную сталь, следующие три цифры обозначают предел текучести в ньютонах на квадратный миллиметр или в мегапаскалях, а следующая комбинация букв и цифр представляет собой рейтинг ударной вязкости. при испытании на удар по Шарпи. Последняя буква W во втором примере указывает на то, что изделие изготовлено из атмосферостойкой стали. Обозначения также могут включать буквы, обозначающие мелкозернистую сталь (N или NL), закаленную и отпущенную сталь (Q или QL) и, наконец, термомеханически прокатанную сталь обозначают буквой M или ML.
S275JOH
Это спецификация EN 10219, стандарт EN 10210, очень распространенный. Иногда пишется без пробела, как EN10219. Обозначение (в любой форме) указывает на изделие, представляющее собой холоднодеформированные сварные конструкционные полые профили из мелкозернистых нелегированных сталей.
EN 10219-1 включает дополнительную цифру в конце, которая определяет условия поставки конструкционных полых профилей, которые были сформированы в холодном состоянии без какой-либо термической обработки после этой стадии процесса.
EN 10219-2 содержит требования к допускам и размерам труб S275JOH и свойствам труб S275.
Процесс производства стальных труб S275JOH
Производитель стали может действовать по своему усмотрению. Трубы из углеродистой стали S275JOH могут быть изготовлены с использованием технологий ERW, SAW или бесшовных технологий, но все трубы из стали S275JOH и трубы S275JOH должны соответствовать стандартам EN 10219.
Предел текучести для стальных материалов варьируется, и марки включают 195, 235, 275, 355, 420 и 460. Почти вся конструкционная сталь в Великобритании имеет класс S275 или S355. Закалка и отпуск стали позволяют получить сталь с более высокими классами прочности, включая 500, 550, 620, 690, 890 и 960. В настоящее время мало или совсем не используется строительство марок выше 690.
Форма набора стандартных конструкционных профилей определяются пятью евронормами:
- Европейская двутавровая балка: IPE – Евронорм 19-57
- Европейская двутавровая балка: IPN – DIN 1025-1
- Европейские балки с полками: HE – Euronorm 53-62
- Европейские каналы: UPN – DIN 1026-1
- Европейский холодноформованный IS IS 800-1
Вам нужна платформа доступа? щелкните здесь
Стандарты США
В Соединенных Штатах легированные стали, используемые в строительстве зданий, идентифицируются и определяются организацией под названием ASTM International. Обозначение строительного материала начинается с буквы А, за которой следует от двух до четырех цифр. Четырехзначные обозначения обычно используются для машиностроения. Отдельная система наименования используется для стали, используемой для машин и транспортных средств.
Наиболее часто используемые виды конструкционной стали включают:
Углеродистые стали
- A36 – для конструкционных профилей и листов.
- А53 – для конструкционных труб и насосно-компрессорных труб.
- А500 – для конструкционных труб и насосно-компрессорных труб.
- А501 – для конструкционных труб и насосно-компрессорных труб.
- А529 – для фасонного проката и листа.
- A1085 – для конструкционных труб и насосно-компрессорных труб.
Высокопрочные низколегированные стали
- A441 – для конструкционных профилей и пластин – (Заменено A572)
- А572 – для фасонного проката и пластин.
- A618 – для конструкционных труб и насосно-компрессорных труб.
- A992 – для таких применений, как W или S двутавровые балки.
- A913 – для закаленных и самоотпущенных (QST) профилей W.
- А270 – для фасонного проката и пластин.
Стали коррозионностойкие высокопрочные низколегированные
- А243 – для конструкционных профилей и плит.
- А588 – для фасонного проката и пластин.
Легированные стали, подвергнутые закалке и отпуску
- А514 – для конструкционных профилей и плит.
- А517 – для котлов и сосудов под давлением. Сталь
- Eglin — для недорогих авиакосмических и оружейных изделий.
Кованая сталь
- A668 – для стальных поковок
Что такое маркировка СЕ?
Директива по строительным изделиям (CPD), европейская директива, ввела маркировку СЕ для всех стальных и строительных изделий. CPD обеспечивает единообразие классификации и описания, способствуя свободному перемещению продуктов и материалов по всему ЕС.
Система заводского производственного контроля (FPC) должна быть оценена подходящим органом по сертификации, одобренным Европейской комиссией, чтобы иметь возможность добавлять маркировку СЕ к изделиям и/или материалам. Это гарантирует, что эти «критические для безопасности» элементы действительно соответствуют качеству, указанному на этикетке. Например, маркировка СЕ на таких продуктах, как сборные стальные конструкции и болты, подтверждает, что производство и конечные характеристики продукта соответствуют соответствующему согласованному стандарту (см. ниже).
Для стальных конструкций стандарты обозначаются следующими описательными обозначениями:
- Для стальных профилей и листов это: EN 10025-1
- Для полых профилей это: EN 10219-1 и EN 10210-1
- Для предварительно нагруженных болтов это: EN 14399-1
- Для болтов без предварительного натяга: EN 15048-1
- Для сборной стали: EN 1090 -1
Стандарт маркировки СЕ для металлоконструкций – EN 109. 0-1.
По состоянию на конец 2010 года стандартом, который распространяется на маркировку СЕ стальных конструкций, является EN 1090-1. Маркировка CE стала стандартной в ЕС после двухлетнего переходного периода в 2014 году.
Бетон или сталь?
Сталь и бетон, конечно, не единственные материалы, используемые в строительстве, но они являются одними из самых распространенных и широко используемых материалов в большинстве современных зданий. Обычно используются сталь различных марок и характеристик, бетон различных марок и характеристик и другие материалы, такие как глина, раствор, керамика, дерево, каменная кладка.
Для несущих конструкций, таких как структурный каркас и несущие поперечные балки, обычно используемые материалы включают некоторую комбинацию конструкционной стали, бетона, кирпичной кладки и/или дерева. В зависимости от условий и желаемых характеристик структурного компонента будут использоваться различные комбинации, сорта и конструкции. На сегодняшний день наиболее распространенными и многочисленными составными материалами в этих ситуациях являются железобетон и сталь. Наилучший сорт, сочетание материалов и дизайн для этой цели определяет инженер. Факторы, влияющие на эти решения, включают вес, прочность, технологичность, устойчивость, доступность, долговечность, огнестойкость, внешний вид и стоимость.
Давайте более подробно рассмотрим некоторые из этих факторов:
Стоимость
Это будет зависеть от нескольких факторов, таких как место сборки, размер сделанного заказа, транспортные расходы, наличие и стоимость. вспомогательного оборудования, компонентов и квалифицированной и неквалифицированной рабочей силы. Железобетон, например, требует опалубки перед заливкой, что составляет примерно половину конечной стоимости. Требования к подготовительным работам высоки, но как только эта работа будет завершена должным образом, бетон можно будет залить и дать ему высохнуть. Он образует твердый, прочный материал, который принял желаемую форму, которую он принял в предварительно отвержденной жидкой форме. Сборный железобетон стал популярным способом снижения затрат (за счет заводских методов производства) и поддержания большей регулярности формы и формы. Производство быстрое, и поэтому, при условии, что транспорт доступен и эффективен, использование методов преформы может ускорить и другие аспекты сборки, экономя затраты по более широкому кругу факторов, чем только сам бетон. Поскольку сталь (которая используется для армирования бетона) продается на вес, проектировщики конструкций определяют самое легкое и минимальное количество стали, которая по-прежнему будет обеспечивать требуемую прочность и другие свойства, необходимые для компонентов. Массовая закупка идентичных компонентов (даже если некоторые из них могут быть перепроектированы для своих целей) может значительно снизить затраты по сравнению с покупкой каждого компонента со свойствами, характерными для выполняемой работы.
Отношение прочности к весу
Соотношение прочности к весу, или удельная прочность, является обычным способом классификации строительных материалов. Прочность делится на плотность, и полученный рейтинг используется для обозначения того, насколько полезен материал в данной ситуации или для данной цели. Например, прочность бетона на сжатие в десять раз выше, чем на растяжение, поэтому его отношение прочности к весу намного выше для ситуаций, в которых прочность на сжатие является основным необходимым атрибутом.
Устойчивое развитие
По мере того, как забота об окружающей среде становится все более актуальной и актуальной, многие строительные компании и поставщики материалов включают экологические характеристики в список основных характеристик своей продукции. Использование устойчивых и экологически безопасных материалов обычно не оказывает существенного влияния на характеристики или стоимость конструкций, а некоторые из них на самом деле дешевле. В настоящее время, например, более 80% элементов конструкционной стали изготавливаются из переработанных материалов (A9сталь 92). Он дешевле и имеет более высокое отношение прочности к весу, чем элементы из стали марки A36. Бетон в основном использует природные материалы в качестве компонентов, и в настоящее время его делают проницаемым, что снижает потребность в дренажной и переливной инфраструктуре, поскольку вода может проходить через сами поверхности. Утилизация старого бетона также менее вредна для окружающей среды, поскольку его можно использовать в качестве заполнителя в других строительных проектах, а не просто выбрасывать на свалку.
Вам нужен новый антресольный этаж? нажмите здесь
Огнестойкость
Пожар может быть одним из самых пугающих и опасных рисков для здания и тех, кто живет и работает в нем. В климате, где погода сухая и ветреная, пожар может превратиться в бушующий ад за считанные минуты, и деревянные конструкции особенно подвержены этой опасности. В таких условиях даже конструкционная сталь может выйти из строя. Использование железобетона как основной части конструкции, а также в качестве противопожарной перегородки или щита для других материалов — отличный способ снизить эти риски.
Коррозия
Коррозия из-за воздействия воды, тепла, влажности, соли и других веществ может представлять долгосрочную проблему для некоторых строительных материалов, вызывая повреждение внешнего вида материалов, а также структурную целостность. При установке некоторых материалов должны быть предприняты специальные меры для обеспечения защиты таких материалов от потенциально вредных элементов, а обслуживание таких материалов должно осуществляться регулярно и в соответствии с рекомендуемыми процедурами ухода. Конструкционная сталь может ржаветь под воздействием воды, древесина может гнить, а плесень может проникать в трещины и полости в конструкции, создавая опасность для тех, кто живет и работает вблизи конструкции. Однако все эти риски хорошо известны, и как производители материалов, так и строительные компании предпринимают шаги для снижения рисков и обучения пользователей передовым методам обеспечения безопасности и продления срока службы этих продуктов и конструкций.
Конструкционная сталь
Характеристики
Конструкционная сталь обладает высокой прочностью на сжатие и высокой прочностью на растяжение. Это означает, что он прочен, прочен в различных ситуациях и функциях, обладает отличными пластическими свойствами, высокой жесткостью и поэтому широко используется в различных строительных ситуациях.
Конструктивность
Конструкционная сталь может быть кована, сформирована и согнута в различные формы, скреплена болтами, сварена, разрезана и сформирована практически для любой ситуации или потребности. Конструкционную сталь также можно использовать сразу после доставки на стройплощадку, в то время как некоторые другие материалы, такие как бетон, необходимо смешивать, заливать, а затем выдерживать не менее 1-2 недель, прежде чем на них можно будет продолжить строительство, и этот период времени может быть так или иначе затронуты погодой. Это делает использование стали намного лучше для планирования.
Огнестойкость
Сталь негорючая, но может потерять часть своей прочности, жесткости и других характеристик при нагревании до достаточно высоких температур, что может привести к разрушению конструкции в долгосрочной перспективе или даже во время самого пожара. По этой причине Международный строительный кодекс требует, чтобы компоненты стальных конструкций были покрыты огнестойкими материалами, что, в свою очередь, может увеличить затраты на их использование в строительстве.
Коррозия
Сталь может подвергаться коррозии при контакте с водой. Кратковременный или незначительный контакт не является проблемой, но длительный контакт с достаточным количеством воды, особенно в присутствии соли, может вызвать потенциально опасные проблемы и ослабление конструкции. Методы предотвращения включают защитную краску и другие экраны, а также размещение стальных компонентов в местах, недоступных для воды.
Плесень
Плесень может быть проблемой в строительных конструкциях, особенно в некоторых климатических условиях, и такие проблемы часто трудно обнаружить, поскольку они возникают вне поля зрения. Поскольку плесень лучше растет на пористых поверхностях, дерево более восприимчиво к ней, чем сталь или бетон.
Современные небоскребы, многоэтажки и другие очень высокие здания в основном построены из конструкционной стали. Это связано с тем, что сталь является прочной (как на растяжение, так и на сжатие), жесткой и может быть использована немедленно, поэтому графики строительства более предсказуемы. Поскольку сталь имеет высокое отношение прочности к весу, она хорошо подходит для высоких зданий, которым необходимо поддерживать структурную целостность от подземного основания до возвышающихся верхних этажей.
Нижние здания, однако, не требуют такого высокого отношения прочности к весу и содержат меньше этажей (этажей), поэтому их часто делают из бетона, который дешевле купить.
Конструкционная сталь и железобетон являются лучшими строительными материалами, но строители не всегда выбирают лучший материал для своей цели. Часто выбор делается с точки зрения финансовой выгоды. И строители, и проектировщики знают, что им нужно получать прибыль, чтобы оставаться в бизнесе, поэтому, если более дешевый продукт справится с задачей — даже если другой справится с задачей лучше — они выберут его на этой основе. Поскольку стоимость материалов, транспорта и рабочей силы, связанной с этими материалами, также находится в постоянном движении, более дешевый материал для работы в один год может не быть самым дешевым для той же работы в следующем году. Большинство этих факторов учитываются на этапе проектирования, и компании должны надеяться, что условия существенно не изменились за время между проектированием и реализацией фактического строительства.
Сталь и железобетон
В большинстве случаев проектировщики зданий сочетают сильные и слабые стороны стали и бетона, используя их для разных целей в одной и той же конструкции. Например, сталь может использоваться в качестве вертикальных и горизонтальных балок конструкции, а затем железобетонные полы заливаются в формы, поддерживаемые стальными балками. Пока пол одного этажа твердеет, строительство следующего этажа может продолжаться на связях, обеспечиваемых стальными фермами и балками. В основании таких зданий, обычно глубоко под землей, железобетон может использоваться в качестве фундамента или фундамента конструкции. Высокая прочность бетона на сжатие превосходна в этих условиях, и он не подвергается коррозии при воздействии влаги.
Разнообразие конструкций, доступных инженеру-строителю или проектировщику, практически безгранично. Цель состоит в том, чтобы объединить эти конструктивные особенности и выбор материалов, чтобы получить доступное, эффективное и особенно безопасное здание, которое будет служить долго и хорошо выглядеть. Участие владельцев, финансистов, экспертов по дизайну интерьеров и других специалистов объединяется и используется в дизайне. Конечная цель состоит в том, чтобы потребности каждого были удовлетворены, их ограничения были учтены, а конечный результат соответствовал или превышал первоначальную потребность.
Огнестойкость
Сталь изготавливается путем плавления и формирования исходных элементов, поэтому при планировании ее использования в качестве основного конструктивного элемента необходимо учитывать воздействие огня и других значительных температур. Температура, при которой сталь не может безопасно выдержать свою нагрузку, называется критической температурой этой стали. Обычно это точка, в которой он может поддерживать только 60% или максимум без нагрева. Это может очень быстро усложниться, так как различные величины нагрузки, углы нагрузки и другие факторы по-разному влияют на эту способность. Принятые методы расчетов могут быть использованы для оценки теоретической прочности стали в определенных условиях или могут быть выполнены огневые испытания. Критические температуры также варьируются от страны к стране. В Японии, например, ниже 400 градусов по Цельсию; в Китае, Европе и Северной Америке она ниже 530-810 градусов по Цельсию (1000-1300 градусов по Фаренгейту). Методы противопожарной защиты могут замедлить передачу тепла к компоненту, снизить температуру стали и повысить ее надежность в экстремальных тепловых условиях.
Бетонные здания имеют меньше проблем с правилами пожарной безопасности, в основном потому, что они, как правило, соответствуют требованиям огнестойкости без дополнительных модификаций. Толщина бетона над арматурой обычно является достаточной для противопожарной защиты. Однако в этом отношении у бетона есть одна проблема: он может растрескиваться, особенно в условиях повышенного содержания влаги. В ситуациях, когда возгорание углеводородного топлива более вероятно, или в туннелях с интенсивным движением, могут использоваться дополнительные огнезащитные ступени.