− Организация проектирования

 

Проектирование зданий и сооружений производится на основании задания на проектирование, которое составляется на базе перспектив­ных планов развития народного хозяйства.

Проектирование выполняется в две стадии: проектное задание н рабочие чертежи.

В проектном задании устанавливаются экономическая целесообраз­ность и техническая возможность предполагаемого строительства. На этой стадии проектирования обосновывается целесообразность примене­ния металлических конструкций, определяется основная конструктивная схема сооружения и подбираются соответствующие типовые конструк­ции.

Рабочий проект металлических конструкций состоит из двух частей: КМ (конструкции металлические) и КМД (конструкции металлические, деталировка).

Проект КМ выполняется проектной организацией на основании утвержденного проектного задания. В проекте КМ решаются все вопро­сы компоновки металлических конструкций и увязки их с технологиче­ской, транспортной, архитектурно-строительной и другими частями про­екта.

В состав проекта КМ входят: пояснительная записка, данные о на­грузках, статические и в необходимых случаях динамические расчеты, общие компоновочные чертежи, схемы расположения частей конструк­ций с таблицами сечений элементов, расчеты и чертежи наиболее важ­ных узлов конструкций и полная сводная спецификация металла по про­филям.

По чертежам КМ заказывается металл и разрабатываются деталиро-вочные чертежи КМД.

Проект КМД разрабатывается, как правило, в конструкторском бюро завода металлических конструкций на основе проекта КМ с уче­том технологических особенностей завода (станки, поточные линии, сва­рочное оборудование).

 




читать далее »

− Конструкционные стали

 

Общие сведения. Качество стали, применяемой при изготовлении металлических конструкций, определяется ее механическими свойства­ми: сопротивлением статическим воздействиям — временным сопротив­лением и пределом текучести при растяжении; сопротивлением дина­мическим воздействиям и хрупкому разрушению — ударной вязкостью при различных температурах; показателями пластичности — относи­тельным удлинением; сопротивлением расслоению — загибом в холод­ном состоянии. Значения этих показателей устанавливаются ГОСТ (см. ниже). Кроме того, качество стали определяется ее сваривае­мостью, которая гарантируется соответствующим химическим составом стали и технологией ее производства.

По прочности стали делятся на три группы:

малоуглеродистые стали обычной прочности, имеющие бра­ковочное значение предела текучести ат=23 кН/см2 и временное сопро­тивление ав=38 кН/см2;

стали повышенной прочности — от=29 ... 40 кН/см2 и ов = =44 ... 52 кН/см2;

стали высокой прочности (низколегированные и термически упрочненные)—от=45...75 кН/см2 и более и ав=60...85 кН/см2 и более.

В новом СНиП П-В.3-72 по показателям временного сопротивления и предела текучести стали разделены на семь классов (табл. 11.1). Каж­дому классу стали присвоен индекс С, в числителе указывается наи­меньшее значение временного сопротивления, а в знаменателе — преде­ла текучести в кН/см2 (например, С 38/23).

Механические свойства стали и ее свариваемость зависят от хими­ческого состава, термической обработки и технологии прокатки


читать далее »

− Структура стали

Основу стали составляет феррит. Феррит имеет малую прочность и очень пластичен, поэтому в чистом виде в строительных конструкциях не применяется. Прочность его повышают добавками углерода — ма­лоуглеродистые стали обычной прочности; легированием мар­ганцем, кремнием, ванадием, хромом и другими элементами — низколе­гированные стали повышенной про-чности; легированием и термическим упрочнением стали высокой прочности.

Структура малоуглеродистой стали, определяющая ее механические свойства, зависит от температуры. Температура плавления чистого же-

леза равна 1535° С. При охлаждении ниже 1535° С в процессе кристал­лизации образуется так называемое б-железо, имеющее кристал­лическую решетку объемно-центрированного куба [ОЦК-решетка (рис. 11.1,6)].
При температуре 1400° С, когда железо находится уже в твердом состоянии, в процессе охлаждения происходит новое превра­щение и из б-железа образуется у-железо, обладающее гранецентриро-ванной кубической решеткой (ГЦК-решетка). При температуре 910° С кристаллы с гранецентрированной кубической решеткой (у-Ре) вновь при охлаждении превращаются в объемно-центрированные, и это со­стояние сохраняется вплоть до комнатной и отрицательных температур. Последняя модификация железа называется а-железом.

 


Температура плавления железоуглеродистых сплавов зависит от со­держания углерода. По мере увеличения содержания углерода в стали температура ее плавления снижается. При остывании образуется твер­дый раствор углерода в у-железе, называемый аустенитом, в котором атомы углерода располагаются в центре кубической гранецентрирован­ной решетки (рис. 11.1,а).
При температурах, лежащих ниже 910°С, из аустенита начинают выделяться кристаллы твердого раствора углерода в а-железе, называемого ферритом; а-железо в отличие от у-железа плохо растворяет углерод, и поэтому его в феррите содержится незна­чительное количество.
По мере выделения феррита из аустенита послед­ний все более обогащается углеродом и при температуре 723° С превра­щается в перлит (рис. 11.2, б) — смесь, состоящую из перемежающихся пластин феррита и карбида железа Ре3С, называемого цементитом. Таким образом, структура охлажденной до комнатной температуры ста­ли состоит из двух фаз — цементита и феррита, который образует само­

стоятельные зерна, а также входит в перлит в виде пластинок (рис. 11.2, а: светлые зерна — феррит, Тем­ные — перлит).

Феррит весьма пла­стичен и малопрочен, цементит очень тверд и хрупок. Перлит обла­дает свойствами, про­межуточными между свойствами феррита и цементита.

 

Зерна феррита и перлита в зависимости Рис. П.З. Карбидные включения (Х50 000) ох числа очагов кри-

сталлизации получа­ются различной величины. Величина зерен оказывает существенное вли­яние на механические свойства стали (чем мельче зерна, тем выше ка­чество стали).


читать далее »

− Производство стали

Виды производства стали, применяемой в металлических конструк­циях.
Сталь, применяемая для строительных конструкций, производит­ся двумя способами: в мартеновских печах и конверторах с продувкой кислородом сверху. Производство стали томасовским и бессемеровским способами практически прекращено главным образом потому, что при этих способах выплавки трудно обеспечить необходимое качество стали.
Стали мартеновского и кислородно-конверторного производства по свое­му качеству и механическим свойствам практически одинаковы. Однако производство кислородно-конверторной стали проще и дешевле, поэто­му она начинает вытеснять мартеновскую.

Нераскисленные стали кипят при разливке в изложницы вследствие выделения газов; такая сталь носит название кипящей и оказывается более засоренной газами и менее однородной.

 

Механические свойства несколько изменяются по длине слитка вви­ду неравномерного распределения химических элементов. Особенно это относится к головной части, которая получается наиболее рыхлой (вследствие усадки и наибольшего насыщения газами), и в ней проис­ходит наибольшая ликвация вредных примесей и углерода.
Поэтому от слитка отрезают дефектную головную часть, составляющую примерно 5% массы слитка. Кипящие стали, имея достаточно хорошие показатели по пределу текучести и временному сопротивлению, плохо сопротивля­ются хрупкому разрушению и старению.

Чтобы повысить качество малоуглеродистой стали, ее раскисляют добавками кремния от 0,12 до 0,3% или алюминия до 0,1%; кремний (или алюминий), соединяясь с растворенным кислородом, уменьшает его вредное влияние. При соединении с кислородом раскислители обра­зуют в мелкодисперсной фазе силикаты и алюминаты, которые увеличи­вают число очагов кристаллизации и способствуют образованию мелко­зернистой структуры стали, что ведет к повышению ее качества и меха­нических свойств.
Раскисленные стали не кипят при разливке в излож­ницы, поэтому их называют спокойными. От головной части слитка спокойной стали отрезают уже большую часть, составляющую примерно 15%. Спокойная сталь более однородна, лучше сваривается, лучше сопротивляется динамическим воздействиям и хрупкому разрушению. Спокойные стали применяют при изготовлении ответственных конструк­ций, подвергающихся статическим и динамическим воздействиям.

 




читать далее »

− Cпокойные стали

 

Однако спокойные стали примерно на 12% дороже кипящих, и вы­ход годного проката ниже примерно на 10%, что заставляет ограничи­вать ее применение и переходить, когда это выгодно по технико-эконо­мическим соображениям, на изготовление конструкций из полуспокой­ной стали.

Полуспокойная сталь по качеству является промежуточной между кипящей и спокойной. Она раскисляется меньшим количеством кремния — в размере 0,05—0,15% (редко алюминием). От головной ча­сти слитка отрезается меньший кусок, равный примерно 8% массы слит­ка. По стоимости полуспокойные стали также занимают промежуточное положение.

При прокатке происходят обжатие металла, размельчение зерен и различное их ориентирование вдоль и поперек проката, что сказывает­ся на механических свойствах металла. На свойства металла влияют также температура прокатки и последующее остывание; так, при окон­чании прокатки при заниженной температуре металл наклёпывается.

Это приводит к повышению временного сопротивления и предела теку­чести, но снижает пластические свойства и ударную вязкость. При уве­личении толщины проката механические свойства снижаются, поэтому в ГОСТ и ТУ на металл они устанавливаются в зависимости от толщи­ны проката.


читать далее »

− Применяемые стали

Поскольку для несущих строительных конструкций необходимо обес­печить прочность и свариваемость, а также надлежащее сопротивление хрупкому разрушению и динамическим воздействиям, сталь для этих конструкций заказывается по группе В, т. е. с гарантией механических свойств и химического состава.

Сталь марки СтЗ содержит углерода 0,14—0,22%, марганца в кипя­щей стали 0,3—0,6%, в полуспокойной и спокойной 0,4—0,65%, кремния в-кипящей стали от следов до 0,07%, в /юлуспокойной 0,05—0,17%., в спокойной 0,12—0,3%- Сталь марки СтЗГпс с повышенным содержа­нием марганца имеет углерода 0,14—0,22%, марганца 0,8—1,1%, крем­ния— до 0,15%.

Механические свойства стали марок СтЗ и СтЗГпс приведены в табл. 11.2. Ударная вязкость этих марок стали приведена в табл. П.З.

В зависимости от вида конструкций и условий их эксплуатации к стали, из которой они изготовляются, предъявляются те или другие требования. Эти требования нормированы и записаны в ГОСТ 380—71 *. В зависимости от предъявляемых требований углеродистая сталь разде­лена на шесть категорий. Стали марок СтЗ, СтЗГпс поставляются по 2-й—6-й категориям (табл. 11.4). При этом кипящая сталь изготовляет* ся по 2-й категории — ВСтЗкп2, полуспокойная — по 6-й категории — ВСтЗпсб, спокойная и полуспокойная с повышенным содержанием мар­ганца — по 5-й категории — ВСтЗпсб, ВСтЗГпсб.

Согласно ГОСТ 380—71*, маркировка стали производится так: вна­чале ставится соответствующее буквенное обозначение группы стали, затем марка, далее способ раскисления и в конце категория; например, сталь группы В (поставляемой по механическим свойствам и химичес­кому составу) марки СтЗ полуспокойная, категории 6 имеет обозначе­ние ВСтЗпсб.




читать далее »
 «[1][2][3][4][5][6]» 
« Список меток