Материалы для стальных конструкций и их расчетные сопротивления Группы стальных конструкций

Группа 1.Сварные конструкции* либо их элементы, работающие в особо тяжелых условиях (согласно ГОСТ 25546), в том числе максимально стесняющие развитие пластических деформаций или подвергающиеся непосредственному воздействию динамических**, вибрационных или подвижных нагрузок [подкрановые балки; балки рабочих площадок; балки путей подвижного транспорта; элементы конструкций бункерных и разгрузочных эстакад, непосредственно воспринимающих нагрузки от подвижных составов; главные балки и ригели рам при динамической нагрузке; пролетные строения транспортерных галерей; фасонки ферм; стенки, окрайки днищ, кольца жесткости, плавающие крыши, покрытия резервуаров и газгольдеров; бункерные балки; оболочки параболических бункеров; стальные оболочки свободно стоящих дымовых труб; сварные специальные опоры больших переходов линий электропередачи (ВЛ) высотой более 60 м; элементы оттяжек мачт и оттяжечных узлов].

___________________________

* Конструкция или ее элемент считаются имеющими сварные соединения, если они расположены в местах действия значительных расчетных растягивающих напряжений (σ > 0,3Ry; σ > 0,3Rwf или σ > 0,3Rwz) либо в местах, где возможно разрушение сварного соединения, например из-за значительных остаточных напряжений, что может привести к непригодности к эксплуатации конструкции в целом.

** Конструкции относятся к подвергающимся воздействию динамических нагрузок, если отношение абсолютного значения нормального напряжения, вызванного динамической нагрузкой, к суммарному растягивающему напряжению от всех нагрузок в том же сечении α > 0,2.

Группа 2.Сварные конструкции либо их элементы, работающие при статической нагрузке при наличии растягивающих напряжений [фермы; ригели рам; балки перекрытий и покрытий; косоуры лестниц; оболочки силосов; опоры ВЛ, за исключением сварных опор больших переходов; опоры ошиновки открытых распределительных устройств подстанций (ОРУ); опоры транспортерных галерей; прожекторные мачты; элементы комбинированных опор антенных сооружений (АС) и другие растянутые, растянуто-изгибаемые и изгибаемые элементы], а также конструкции и их элементы группы 1 при отсутствии сварных соединений и балки подвесных путей из двутавров по ГОСТ 19425 и ТУ 14-2-427 при наличии сварных монтажных соединений.

Группа 3.Сварные конструкции либо их элементы, работающие при статической нагрузке, преимущественно на сжатие [колонны; стойки; опорные плиты; элементы настила перекрытий; конструкции, поддерживающие технологическое оборудование; вертикальные связи по колоннам с напряжениями в расчетных сечениях связей свыше 0,4Ry; анкерные, несущие и фиксирующие конструкции (опоры, ригели жестких поперечин, фиксаторы) контактной сети транспорта; опоры под оборудование ОРУ, кроме опор под выключатели; элементы стволов и башен АС; колонны бетоновозных эстакад; прогоны покрытий и другие сжатые и сжато-изгибаемые элементы], а также конструкции и их элементы группы 2 при отсутствии сварных соединений.

Группа 4.Вспомогательные конструкции зданий и сооружений (связи, кроме указанных в группе 3; элементы фахверка; лестницы; трапы; площадки; ограждения; металлоконструкции кабельных каналов; вспомогательные элементы сооружений и т.п.), а также конструкции и их элементы группы 3 при отсутствии сварных соединений.

Примечания

1 При назначении стали для конструкций зданий и сооружений I уровня ответственности по ГОСТ 27751 номер группы конструкций следует уменьшать на единицу (для групп 2 - 4).

2 При толщине проката t > 40 мм номер группы конструкций следует уменьшать на единицу (для групп 2 -4); при толщине проката t ≤ 6 мм - увеличивать на единицу (для групп 1 - 3).

Таблица В.1 - Назначение стали в конструкциях и сооружениях

Марка стали по Условия применения стали при расчетной температуре, °С
t ≥ -45 -45 > t ≥ -55 t < -55
ГОСТ 27772 ГОСТ 535, ГОСТ 14637 ГОСТ 19281 для групп конструкций
С235 Ст3кп2, Ст3пс2   - - + + - - - - - - - -
С245 Ст3пс5   - + x - - - - + - - - +
С255, С285 Ст3сп5   + x x - - - - + - - - +
С345, С375   09Г2С 3 1 1 - 3 3 1 - 4 4 2 или3 7 или 12 -
Обозначения, принятые в таблице В.1: знак «+» означает, что данную сталь следует применять; знак «-» означает, что данную сталь не следует применять; знак «-» означает, что данную сталь можно применять при соответствующем технико-экономическом обосновании. Примечания 1 Для стали С345 и 09Г2С даны категории требований по ударной вязкости соответственно в числителе по ГОСТ 27772, в знаменателе - по ГОСТ 19281. 2 Прокат из стали с пределом текучести Ryn ≥ 390 Н/мм2 следует назначать согласно требованиям таблиц В.3 и В.4

Таблица В.2 - Стали для труб



Марка стали (толщина, мм) ГОСТ Условие применения стали при расчетной температуре, °С
t ≥ -45 -45 > t ≥ -55 t < -55
для групп конструкций
ВСт3кп (до 4) ГОСТ 10705* +2*** +2*** +2*** +2*** +*** +2*** - - +2***
ВСт3кп (4,5-1) ГОСТ 10705* - +2*** +2*** - - - - - -
ВСт3пс (до 5,5) ГОСТ 10705* +2*** +2*** +2*** - +2*** +2*** - - +2***
ВСт3пс (6-10) ГОСТ 10705* +6 +6 +6 - - +6 - - +6
ВСт3сп (6-10) ГОСТ 10705* - - - - +5 - - - -
ВСт3пс (5-15) ГОСТ 10706** - +4 +4 - - +4 - - -
ВСт3сп (5-15) ГОСТ 10706** - - - - +4 - - - -
20**** ГОСТ 8731 + + - - - - - - -
09Г2С**** ГОСТ + + - + + - - - -
* Группа В по таблице 1 ГОСТ 10705. ** Группа В с дополнительными требованиями по 5.1.4 ГОСТ 10706. *** Кроме опор ВЛ, ОРУ и КС. **** Бесшовные горячедеформированные трубы из указанных марок стали допускается применять для элементов специальных опор больших переходов ВЛ высотой более 60 м (группа конструкций 1); при этом они должны удовлетворять требованиям по ударной вязкости: - из стали марки 20 при расчетной температуре t ≥ -45 °С (при температуре испытаний минус 20 °С) не менее 30 Дж/см2; - из стали марки 09Г2С при расчетной температуре -45 °С > t ≥ -55 °С (при температуре испытаний минус 40 °С) не менее 40 Дж/см2 при толщине стенки до 9 мм и 35 Дж/см2 - при толщине стенки 10 мм и более. Обозначения, принятые в таблице В.2: Знак «+» означает, что данную сталь следует применять; знак «-» означает, что данную сталь не следует применять; цифра у знака «+» означает категорию стали. Примечание - Трубы, поставляемые по другим стандартам и ТУ, в том числе зарубежного производства, следует назначать по согласованию с организацией - разработчиком настоящих норм.

Таблица В.3 - Нормируемые показатели ударной вязкости проката

Расчетная температура, °С Группа конструкций Предел текучести проката, Н/мм2
Ryn < 290 290 ≤ Ryn <390 390 ≤ Ryn < 490 Ryn ≥ 490
Показатели ударной вязкости, Дж/см2
КСА KCV KCV KCV KCV
при температуре испытаний на ударный изгиб, °С
+20 +20 -20 -20 -40 -40 -60 -60
t ≥ -45 1, 2, 3 - - - -
-45 > t ≥ -55 - - - -
2, 3 - - - -
t < -55 1, 2, 3 - - - -
Примечания 1 КСА- ударная вязкость образцов типа 1 по ГОСТ 9454, испытанных при температуре +20 °С, с U-образным надрезом после деформационного старения; KCV - ударная вязкость образцов с V-образным надрезом (тип 11 по ГОСТ 9454). 2 В толстолистовом прокате испытываются поперечные образцы, в фасонном и сортовом - продольные.

Таблица В.4 - Требования по химическому составу

Нормативные сопротивления стали, Н/мм2 Содержание элементов*, % (не более) Сэ, % (не более)
С Р S
Ryn < 290 0,22 0,040 0,045** -
290 ≤ Ryn < 390 0,14 0,035 0,035** 0,45
390 ≤ Ryn < 490 0,12 0,015*** 0,015*** 0,46
490 ≤ Ryn < 590 0,13 0,015 0,010 0,47
Ryn ≥ 590 0,15 0,010 0,005 0,51
* Предельные отклонения по химическому составу в готовом прокате по ГОСТ 27772. ** В случае термической обработки, направленной на измельчение зерна, S ≤ 0,025 %. *** S + P ≤ 0,020%. Примечания 1 Углеродный эквивалент (Сэ, %) следует определять по формуле Материалы для стальных конструкций и их расчетные сопротивления Группы стальных конструкций - student2.ru где С, Мп, Si, Cr, Ni, Си, V, Nb, Mo, P - массовые доли элементов, %. 2 Для сталей с нормативным сопротивлением 290 ≤ Ryn < 390 Н/мм2 допускается повышение содержания углерода до 0,17 % по согласованию с организацией - составителем норм. Для фасонных профилей с нормативным сопротивлением 390 ≤ Ryn < 490 Н/мм2 допускается содержание фосфора до Р ≤0,030 % и серы до S ≤ 0,025 % по согласованию с организацией - составителем норм.

Таблица В.5- Нормативные и расчетные сопротивления при растяжении, сжатии и изгибе листового, широкополосного универсального и фасонного проката

Сталь по ГОСТ 27772 Толщина проката*, мм Нормативное сопротивление** проката, Н/мм2 Расчетное сопротивление*** проката, Н/мм2
Ryn Run Ry Ru
С235 От 2 до 8 230 / 225 350 / 345
С245 » 2 » 20 240 / 235 360 / 350
  Св. 20 » 30 230 / 225 360 / 350
С255 От. 2 » 20 240 / 235 360 / 350
  Св. 20 » 40 230 / 225 360 / 350
С285 От 2 » 10 270 / 260 380 / 370
  Св. 10 » 20 260 / 250 370 / 360
С345 От 2 » 20 320 / 310 460 / 450
  Св. 20 » 40 300 / 290 450 / 440
  » 40 » 80 280 / 270 440 / 430
  » 80 » 100 260 / 250 420 / 410
С345К От 4 » 10 335 / 330 460 / 450
С375 » 2 » 20 345 / 340 480 / 465
  Св. 20 » 40 325 / 320 470 / 455
С390 От 4 » 50 380 / 370 525 / 515
С440 » 4 » 30 430 / 420 575 / 560
  Св. 30 » 50 400 / 390 555 / 540
С590 С590К От 10 » 40 575 / 560 670 / 650
* За толщину фасонного проката следует принимать толщину полки. ** За нормативное сопротивление приняты гарантированные значения предела текучести и временного сопротивления, приводимые в государственных стандартах или технических условиях. В тех случаях, когда эти значения в государственных стандартах или технических условиях приведены только в одной системе единиц - (кгс/мм2), нормативные сопротивления (Н/мм2) вычислены умножением соответствующих величин на 9,81 с округлением до 5 Н/мм2. По согласованию с организацией - составителем норм допускается применение значений нормативных сопротивлений, отличных от приведенных в настоящей таблице В.5. *** Значения расчетных сопротивлений получены делением нормативных сопротивлений на коэффициенты надежности по материалу, определенные в соответствии с 3.2, с округлением до 5 Н/мм2. В числителе представлены значения расчетных сопротивлений проката, поставляемого по ГОСТ 27772 (кроме стали С590К) или другой нормативной документации, в которой используется процедура контроля свойств проката по ГОСТ 27772 (γm = 1,025), в знаменателе - расчетное сопротивление остального проката при γm = 1,050.

Таблица В.6 - Нормативные и расчетные сопротивления при растяжении, сжатии и изгибе труб

Марка стали ГОСТ Толщина стенки, мм Нормативное сопротивление, Н/мм2 Расчетное сопротивление, Н/мм2
Ryn Run Ry Ru
ВСт3кп, ВСт3пс, ВСт3сп ГОСТ 10705 До 10
ВСт3пс4, Ст3сп4, ГОСТ 10706 4-15
ГОСТ 8731 4-36
Примечания 1 Нормативные сопротивления для труб из стали марки 09Г2С по ГОСТ 8731 устанавливаются по соглашению сторон в соответствии с требованиями этого стандарта; расчетные сопротивления - согласно 5.2 настоящих норм. 2 Для труб марок сталей и толщин, поставляемых по другим стандартам и ТУ, допускается назначение нормативных и расчетных сопротивлений по согласованию с организацией - составителем норм.

Таблица В.7 - Расчетные сопротивления проката смятию торцевой поверхности, местному смятию в цилиндрических шарнирах, диаметральному сжатию катков

Временное сопротивление, Н/мм2 Расчетное сопротивление, Н/мм2
смятию диаметральному сжатию катков (при свободном касании в конструкциях с ограниченной подвижностью) Rcd
торцевой поверхности (при наличии пригонки) Rp местному в цилиндрических шарнирах (цапфах) при плотном касании Rlp
351 / 343 176 / 171 9 / 9
361 / 352 180 / 176 9 / 9
371 / 362 185 / 181 9 / 9
380 / 371 190 / 185 10 / 10
390 / 381 195 / 190 10 / 10
420 / 409 210 / 204 10 / 10
429 / 419 215 / 209 11 / 11
439 / 428 220 / 214 11 / 11
449 / 438 224 /219 11 / 11
459 / 448 229 / 224 11 / 11
468 / 457 234 / 228 12 / 12
478 / 467 239 /233 12 / 12
498 / 486 249 / 243 12 / 12
527 / 514 263 / 257 13 / 13
556 / 543 278 / 271 14 / 14
576 / 562 288 / 281 14 / 14
Примечание - В таблице указаны значения расчетных сопротивлений, вычисленные по формулам раздела 6 при γт = 1,025 (в числителе) и γт = 1,050 (в знаменателе).

(Опечатка. Июнь 2011 г.)

Таблица В.8 - Расчетные сопротивления отливок из углеродистой стали

Напряженное состояние Условное обозначение Расчетные сопротивления, Н/мм2, отливок из углеродистой стали марок
15Л 25Л 35Л 45Л
Растяжение, сжатие и изгиб Ru
Сдвиг Rs
Смятие торцевой поверхности (при наличии пригонки) Rp
Смятие местное в цилиндрических шарнирах (цапфах) при плоском касании Rlp
Диаметральное сжатие катков при свободном касании (в конструкциях с ограниченной подвижностью) Rcd
Примечание - Расчетные сопротивления отливок из низколегированной стали, поставляемой по другим стандартам и ТУ, в том числе зарубежного производства, следует назначать по согласованию с организацией - составителем норм.

Таблица В.9 - Расчетные сопротивления отливок из серого чугуна

Напряженное состояние Условное обозначение Расчетные сопротивления, Н/мм2, отливок из серого чугуна марок
СЧ 15 СЧ 20 СЧ 25 СЧ 30
Растяжение центральное и изгиб Rt
Сжатие центральное и изгиб Rc
Сдвиг Rs
Смятие торцевой поверхности (при наличии пригонки) Rp

Приложение Г
(справочное)

Наши рекомендации