Типы элементов, конструктивные особенности и свойства материала

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЯХ

Проектирование металлических (стальных) конструкций производится с использованием СНиП II-23-81 [10].

Основные типы металлических конструкций каркаса (колонны, фермы, рамы, подкрановые балки, связи) приведены в подразделе 5.3. Расчетные положения и конструктивные особенности даны в разд. 14. Там же дано описание балочной клетки.

Стальные материалы бывают углеродистыми и легированными (с добавками марганца, хрома, никеля). По физико-механическим свойствам различают три группы сталей (для строительных металлоконструкций используется группа В с гарантированными физико-механическими свойствами и химическим составом). При этом применяется маркировка. Например, Вст3сп (В – группа, Ст3 – класс стали по механическим свойствам, сп – спокойный способ разливки).

По степени ответственности стальные конструкции разделены на четыре группы:

1 – сварные конструкции, подверженные динамическим, вибрационным и подвижным нагрузкам (подкрановые балки);

2 – сварные конструкции при статической нагрузке (фермы, балки покрытий и перекрытий);

3 – сварные конструкции при статической нагрузке (колонны, опоры под оборудование);

4 – вспомогательные конструкции (связи, элементы фахверка, лестницы).

По степени ответственности производится выбор марок стали.

Для металлоконструкций используется сортамент проката:

сортаменты профилей общего назначения (квадратный, круглый, прямоугольный, угловой, тавровый, двутавровый, швеллерный, листовой, трубчатый);

профили специального назначения (гофрированные профили настилов, профили для оконных и фонарных переплетов, крановые рельсы).

Стальные конструкции имеют следующие достоинства:

небольшая масса (по сравнению с железобетонными конструкциями);

индустриальность (использование проката заводского изготовления);

высокая технологичность (соединение проката сваркой);

легкость усиления.

К недостаткам стальных конструкций относятся:

подверженность коррозии;

снижение несущей способности при высоких и низких температурах;

высокая стоимость.

Стальные конструкции следует использовать для высоких и большепролетных зданий, в сейсмических и труднодоступных районах.

В качестве прочностных характеристик стальных конструкций используются сопротивление по пределу текучести R_y и временное сопротивление R_u. В СНиП (табл. 51) приведено более 120 значений прочности листового и фасонного проката, из которого выполняются строительные конструкции. В зависимости от прочностных характеристик прокатные стали подразделяются на три группы:

обычной прочности (R_y = 175...280 МПа, R_u = 335...380 МПа);

повышенной прочности (R_y = 280...360 МПа, R_u = 410...515 МПа);

высокой прочности (R_y = 320...515 МПа, R_u = 375...595 МПа).