Некоторые материалы для производства металлоконструкций.

Из отдельных элементов прокатной стали на заводе-изготовителе, к коим с полным правом можно отнести и наш, собирают конструктивные элементы, такие как балки или колонны, а также целые конструкции или их отдельные части.

Общее о профилированной стали.

Перечень прокатных профилей с указанием их формы, размеров, допусков, характеристик металла и массы 1 м длины называется сортаментом. Сортаменты оформляются в виде каталогов или стандартов.

Используемую при производстве металлоконструкций прокатную сталь делят на две большие группы: сталь листовая и сталь профильная. Сталь листовая получается прокатыванием между двумя или четырьмя валками в виде широкой полосы прямоугольного сечения. Пример профильной стали – уголок, швеллер, двутавр и т.д.

Типы используемых прокатных профилей в первую очередь определяют конструктивную форму готовой металлоконструкции, а также трудоёмкость их изготовления и расход стали. Проектированию экономичных конструкций способствует разнообразие выпускаемых профилей и множественность вариантов их сечений. Но здесь есть и обратная сторона, использование чрезмерно обширного сортамента может и усложнить производство и увеличить трудоемкость.

Значительное влияние на конструктивную форму металлоконструкций оказывает стоимость отдельных стальных профилей. Самыми дешевыми являются листовая универсальная сталь и прокатные двутавры и швеллеры, что и определяет их широкое применение.

Действующие в настоящее время ГОСТ на профильную сталь составлены на основе большой предварительной теоретической работы по определению рациональных типов и размеров профилей.

Сталь листовая.

Сталь листовая, в свою очередь, подразделяется на толстую, тонкую, универсальную и рулонную.

Толстолистовая сталь применяется при изготовлении листовых металлоконструкций (емкостей) и при производстве элементов крупных (балки, колонны, рамы…). Сортамент толстолистовой стали включает листы толщиной 4 ÷ 160 мм с шагом 1 мм (до 26 мм) и далее 2 мм и 10 мм. Ширина листа толстолистовой стали может достигать 3600 мм, самая ходовая – 2400. Длина листа толстолистовой стали может достигать 12 метров, самая распространенная – 6. Для уменьшения отходов металла на обрезки устанавливаются и заказные размеры листов толстолистовой стали.

Тонколистовая сталь нашла широкое применение при изготовлении гнутых и штампованных профилей для комплектования резервуаров, зданий и других специальных металлоконструкций. Тонколистовая сталь производится холодным и горячим способом. Холоднокатаные листы производятся толщиной 0.2 ÷ 4.0 мм, длинной до 3.5 метров, горячекатаные - 0.5 ÷ 4.0 мм и 3.9 м соответственно. Ширина тонколистовой стали лежит в пределах 600 ÷ 2000 мм.

Сталь широкополосная универсальная, благодаря прокатыванию между четырьмя валками имеет более ровные края. Толщина 4 ÷ 60 мм с шагом: 1 мм до толщины 12 мм, далее 2 мм и 5 мм. Ширина 200 ÷ 1050 мм с шагом 10, 20, 50 мм. Длина листа универсальной стали от 5 до 18 м. Использование универсальной стали уменьшает трудоемкость производства металлоконструкций.

Сталь рулонная горячекатаная выпускается толщиной до 10 мм с шириной рулона 200 ÷ 2300 мм. Используется при изготовлении листовых металлоконструкций и сплошных тонкостенных элементов.

Уголки.

Угловые профили изготавливаются равнополочными и не равнополочными. Главной характеристикой уголка является параметр «площадь поперечного сечения» и лежит в диапазоне 1 ÷ 140 кв.см. Угловые профили имеют длину 4 ÷ 13 м, большая длина как правило относится к уголку большего размера.

Полки уголков имеют параллельные грани, что облегчает их использование. Уголки собирают в конструктивные элементы из двух или четырех штук. Конструкции из уголков лучше работают на продольный изгиб и поэтому оптимальны для использования в сжатых стержнях.

Швеллеры.

Для характеристики швеллеров применяется параметр «номер уголка», который соответствует высоте стенки швеллера в сантиметрах. Основные размеры швеллеров от №5 до №40. Швеллеры с №14 по №24 изготавливаются с разными по размеру полками. Длина швеллера может достигать 13 метров.

Подобно уголкам, швеллеры в стержнях, работающих на осевую силу, применяются в спаренном виде, что позволяет получить сечения конструктивных элементов симметричные и достаточно устойчивые относительно двух осей. Швеллеры применяются главным образом в тяжелых стержневых конструкциях, таки как мосты или большепролетные рамы, а также при изгтовлении колонн и кровельных прогонов.

Двутавры.

Двутавры изготавливаются нескольких видов.

Балки двутавровые обыкновенные, как и швеллеры обозначают номером, соответствующим их высоте в сантиметрах. В сортамент входят двутавры от №10 до №60, длина до 13 м. Двутавры номеров 18 ÷ 30 как и швеллеры изготавливаются с разными по размеру полками.

Двутавр является основным профилем для изготовления балок. Благодаря сосредоточению материала в полках двутавры имеют большую жесткость относительно продольной горизонтальной оси. С другой стороны, полки обыкновенных двутавров имеют небольшую ширину, что не позволяет получить хорошую устойчивость в поперечном направлении к оси.

В случаях, когда все же необходимо применение двутавра в стержнях, работающих на осевую силу, например, в колоннах, делают сборку из нескольких двутавров. Такая конструкция позволяет получить стержень, равноустойчивый в двух направлениях.

Балки двутавровые широкополочные еще один вид двутавра. Они, в свою очередь, делятся на балочные профили, колонные профили легкие и колонные профили тяжелые.

Высота широкополочных балочных профилей может достигать 1000 мм. Отношение ширины полок к высоте 1:1,65 для малых высот профиля и 1:2,5 для больших. Колонные профили изготавливаются с соотношением 1:1. Широкие полки придают профилю устойчивость конструкции относительно поперечной оси.

Мощность сечения и размер позволяют применять широкополочные двутавры в качестве самостоятельных элементов, практически не требующих обработки. Используются для изготовления колонн и балок при возведении каркасов гражданских зданий, мостов и элементах тяжелых промышленных конструкций.

Сварные двутавры, в какой-то мере могут служить заменой прокатному широкополочному двутавру.

Разумеется, это не весь сортамент, применяемый при производстве крупногабаритных металлоконструкций. Но об этом в других материалах сайта.