Расчетное сопротивление стали с255

Сталь С255 строительная углеродистая

Листовой и профильный металлопрокат применяется в различных отраслях промышленности, предназначен для сборки металлических конструкций с клепанными, болтовыми и сварными соединениями. Сталь С255 наиболее востребована в строительной отрасли, она не имеет ограничений по проведению сварочных работ. Описание сплава определяет его применимость при создании ответственных конструкций, которые могут подвергаться атмосферному и иному воздействию.

Химический состав

Все сплавы характеризуются своим определенным химическим составом. Установленные нормы определяют концентрацию всех элементов в определенном диапазоне. Среди особенностей химического состава С 255 отметим следующие моменты:

1. Большая часть состава приходится на железо, около 97%. Этот элемент является частью практически всех сплавов.
2. Углерод определяет твердость и прочность металла, а также его хрупкость и степень свариваемости. Рассматриваемая сталь С255 содержит около 0,22% углерода. Слишком высокая концентрация углерода приводит к хрупкости структуры и проблемам со свариваемостью. Однако, уменьшение количества этого химического вещества в составе становится причиной снижения твердости и прочности структуры. Важно не только то, сколько углерода в составе, а насколько равномерно он распределен по структуре. Неравномерное расположение углерода приводит к снижению эксплуатационных характеристик.
3. Марганец включается в состав многих металлов, в этом случае его около 0,65%.
4. Кремний во много определяет основные эксплуатационные свойства, его концентрация от 0,15 до 0,3%. Кремний также оказывает влияние на прочность и свариваемость, твердость и другие важные характеристики.
5. На медь, никель и хром приходится по 0,3%. Низкая концентрация хрома определяет то, что поверхность может покрываться коррозией. Длительное воздействие атмосферных осадков и некоторых химических веществ приводит к появлению коррозии. Слишком длительная эксплуатации при подобном повреждении металла приводит к снижению прочности несущих конструкций и ухудшению декоративных качеств.

Горячекатаный стальной рулон С255

Сера и фосфор также включаются в состав в небольшом количестве. Эти вещества ухудшают эксплуатационные качества стали С255, к примеру, прочность.

Механические свойства

Основные характеристики стали С255 можно встретить в специальной литературе. Некоторые качества зависят от температуры окружающей среды и некоторых других факторов. Механические свойства сплава следующие:

1. Предел текучести стали С255 составляет 255 МПа.
2. Временное сопротивление 360 МПа.
3. Относительное удлинение заготовки составляет 25%.

При необходимости эксплуатационные характеристики стали С255 могут быть улучшены путем термической и других видов обработки. Чаще всего проводится закалка поверхности и отпуск:

1. В первом случае проводится повышение твердости поверхности. Воздействие высокой температуры приводит к тому, что структура металла перестраивается и уплотняется. Для проведения закалки применяется специальное оборудование, которое разогревает заготовку до требуемой температуры. Охлаждение предусматривает использование водяной или масленой ванны. Для того чтобы снизить вероятность появления окалины и других дефектов для охлаждения заготовки используют масло, так как оно обеспечивает равномерное снижение температуры.
2. Отпуск предусматривает снижение внутренних напряжений, которые могут стать причиной возникновения поверхностных или внутренних дефектов. Подобный способ термической обработки предусматривает нагрев до более низкой температуры, но повышение и снижение температуры проводится постепенно. За счет этого повышаются основные эксплуатационные характеристики стали С255.

Закалка и отпуск в большинстве случаев проводятся в случае, когда заготовка имеет небольшие размеры. Массивные изделия сложны в обработке, так как для их разогрева требуется крупногабаритное специализированное оборудование.

Рассматриваемый сплав характеризуется прекрасными механическими свойствами, но при этом он не устойчив к коррозии. Именно поэтому создаваемые конструкции требуют защиты от воздействия влаги и некоторых других химических веществ. В большинстве случаев проводится двойное окрашивание поверхности водостойкой краской при предварительном грунтовании основания. Для существенного повышения защиты конструкции проводится горячее оцинкование, так как цинк выдерживает воздействие влаги и химических веществ.

Область применения

Рассматриваемая марка стали С255 применяется для создания металлоконструкций, которые относятся к первой группе.

Эта группа характеризуется сварными элементами, применяемыми в особо тяжелых эксплуатационных условиях.

На создаваемые конструкции может оказываться следующая нагрузка:

1. Динамическая – постепенное увеличение и уменьшение давления. Для выдерживания динамической нагрузки металл должен обладать пластичностью.
2. Подвижная – изменение точки концентрации давления. Подобное воздействие может привести к разрушению несущих элементов.
3. Вибрационная – подобное воздействие присуще мостам и другим несущим конструкциям. Вибрация может приводить к деформации сварочного шва и крепежных элементов.

Балка двутавровая С255

Сталь 255 встречается в конструкциях мостов, эстакад, лестниц и других несущих сооружений, на которые оказывается высокая нагрузка. В некоторых случаях допускается применение метала при изготовлении ответственных механизмов в машиностроительной отрасли.

Аналоги сплава

По химическому составу и механическим свойствам выделяют несколько схожих сплавов. Аналог стали С255 может быть отечественного и зарубежного происхождения. Схожие отечественные марки следующие:

1. 18сп, 18Гсп и 18Гпс.
2. ВСт3сп5 и ВСт3пс6.
3. Ст3Гпс и Ст3Гсп.

Зарубежные аналоги изготавливаются при учете стандарта ISO 630. В эту группу включаются следующие славы:

1. Fe 360-C (E 235-C).
2. Fe 360-B (E 235-B).
3. Fe 360-D (E 235-D).

Некоторые аналоги могут улучшаться путем термической и химической обработки. Все сплавы характеризуются высокой свариваемостью и обрабатываемостью резанием.

Маркировка стали 255

При маркировке стали С255 применяются определенные стандарты, которые позволяют быстро определить основные свойства металла. Расшифровка проводится следующим образом:

1. Первая буква С говорит о том, что металл применим в строительстве.
2. Применяемые цифры при маркировке указывают на текучесть готового проката, которая измеряется в Н/мм 2 .
3. Часто маркировка наносится на поверхность заготовок желтой нерастворимой краской.

Скачать ГОСТ 27772-88

Для этой марки применяются требования ГОСТ 27772-88. Они определяют возможность использования материала при изготовлении уголков, гнутого профиля и швеллера, двутавра. Толщина сечения выпускаемых элементов должна быть не менее 4 мм и не более 30 мм.

Сталь марки С255 – расшифровка, характеристики и состав

Марка стали С225 применяется для изготовления листового и профильного металлопроката, предназначенного для монтажа и сборки ответственных металлических конструкций с болтовыми, клепаными, сварными и фальцевыми соединениями. Марка наиболее популярна и востребованна в строительной отрасли, не имеющий ограничений при выполнении сварочных работ.

Расшифровка стали С255

Маркировка С означает то, что эта сталь предназначена для применения в строительстве, а цифра 255 определяет предел текучести готового проката в Н/мм 2 . Она наносится на поверхность металла желтой нерастворимой краской.

Требования к металлу должны соответствовать ГОСТ 27772-88, который определяет технические условия на изготовление проката для металлических конструкций в строительстве. В соответствии с государственным стандартом из стали С255 изготавливают: уголок, двутавр, швеллер, гнутые профили различной конфигурации, а так же гладкий и рифленый металлический лист. Толщина сечения элементов проката не может быть более 30 мм и менее 4 мм.

Состав

Массовая доля элементов, входящих в состав этой стали, приводится в таблице государственного стандарта:

• около 97% железа (Fe);
• 0,22% углерода (C);
• 0,65% марганца (Mn);
• 0,15-0,3% кремния (Si);
• 0,3% хрома (Cr), никеля (Ni) и меди (Cu);
• 0,2% алюминия (Al);
• 0,05% серы (S);
• 0,04% фосфора (P).

При использовании руд отдельных месторождений допускается повышенное на 0,2% содержание марганца и наличие мышьяка, но не более 0,12%.

Аналоги стали С255

По химическому составу и механическим свойствам государственный стандарт определяет аналогами С255 следующие отечественные марки:

• ВСт3сп5, ВСт3пс5 и ВСт3пс6;
• Ст3Гпс и Ст3Гсп;
• 18сп, 18Гпс и 18Гсп.

Из зарубежных аналогов по стандартизации ISO 630 следует назвать:

• Fe 360-B (E 235-B)
• Fe 360-C (E 235-C)
• Fe 360-D (E 235-D).

Виды обработки и применение

Количество углерода и легирующих добавок в химическом составе стали марки С255 позволяет применять для соединения деталей и элементов конструкций любые виды сварки. Для резки проката и раскроя листов могут использоваться технологии термической, лазерной, гидравлической и механической обработки. Отмечается достаточно простое сверление, фрезерование и возможность нарезки резьбы.

В строительстве прокат из стали С255 применяется для монтажа металлоконструкций группы 1, в которую входят сварные элементы, предназначенные для работы в особо тяжелых условиях. В том числе при вибрационных, динамических и подвижных нагрузках. В первую группу входят конструкционные элементы мостовых пролетов, опор для линий электропередач, подкрановые балки, несущие фермы, эстакады, лестницы и другие.

Допускается применение стального проката марки в других видах промышленного производства кроме строительства. Например, для изготовления корпусов и несущих элементов в машиностроении.

Защита от коррозии

Сталь С255 отличается прекрасными механическими свойствами, но подвержена воздействию коррозии. Поэтому, все изготовленные из нее металлоконструкции требуют защиты от влаги и химически активных растворов и паров. Наиболее распространенный вид поверхностной защиты это двойное окрашивание водостойкими красками с предварительным грунтованием. Кроме этого горячее оцинковывание и порошковое полимерное покрытие готовых конструкций и отдельных элементов, соединяемых без применения сварки.

СНиП II-23-81 Стальные конструкции Часть 7

Материалы для стальных конструкций и их расчетные сопротивления

Стали для стальных конструкций зданий и сооружений

Категория стали для климатического района строительства (расчетная температура, ° С

Группа 1. Сварные конструкции либо их элементы, работающие в особо тяжелых условиях или подвергающиеся непосредственному воздействию динамических, вибрационных или подвижных нагрузок [подкрановые балки; балки рабочих площадок; элементы конструкций бункерных и разгрузочных эстакад, непосредственно воспринимающих нагрузку от подвижных составов; фасонки ферм; пролетные строения транспортных галерей; сварные специальные опоры больших переходов линий электропередачи (ВЛ) высотой более 60 м; ;элементы оттяжек мачт и оттяжечных узлов; балки под краны гидротехнических сооружений и т. п.].

Группа 2. Сварные конструкции либо их элементы, работающие при статической нагрузке [фермы; ригели рам; балки перекрытий и покрытий; косоуры лестниц; опоры ВЛ, за исключением сварных опор больших переходов; опоры ошиновки открытых распределительных устройств подстанций (ОРУ); опоры под выключатели ОРУ; опоры транспортерных галерей; элементы контактной сети транспорта (штанги, анкерные оттяжки, хомуты); прожекторные мачты; элементы комбинированных опор антенных сооружений; трубопроводы ГЭС и насосных станций; облицовки водоводов; закладные части затворов 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 19425-74* и ТУ 14-2-427 – 80 при наличии сварных монтажных соединений.

толщиной до 4 мм

группа В, табл. 1

толщиной до 5,5 мм

толщиной 6-10 мм

Группа 3. Сварные конструкции либо их элементы, работающие при статической нагрузке [колонны; стойки; опорные плиты; элементы настила перекрытий; конструкции, поддерживающие технологическое оборудование; вертикальные связи по колоннам с напряжением в связях свыше 0,4R_y; 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 антенных сооружений; колонны бетоновозных эстакад, прогоны покрытий и другие сжатые и сжато-изгибаемые элементы], а также конструкции и их элементы группы 2 при отсутствии сварных соединений.

толщиной до 4 мм

толщиной 4,5-10 мм

толщиной 5-15 мм

ГОСТ 10706-76*, группа В, с доп. требованием по п. 1.6

толщиной до 5,5 мм

толщиной 6-10 мм

толщиной 5-15 мм

ГОСТ 10706-76*, группа В, с доп. требованием по п. 1.6

толщиной 6-10 мм

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

толщиной до 4 мм

толщиной 4,5-10 мм

толщиной 5-15 мм

ГОСТ 10706-76*, группа В, с доп. требованием по п. 1.6

толщиной до 5,5 мм

толщиной 6-10 мм

Обозначения, принятые в табл. 50*:

а) фасонный прокат толщиной до 11 мм, а при согласовании с изготовителем – до 20 мм; листовой – всех толщин;

б) требование по ограничению углеродного эквивалента по ГОСТ 27772-88 для толщин свыше 20 мм;

в) требование по ограничению углеродного эквивалента по ГОСТ 27772-88 для всех толщин;

г) для района II₄, для неотапливаемых зданий и конструкций, эксплуатируемых при температуре наружного воздуха, применять прокат толщиной не более 10 мм;

д) при толщине проката не более 11 мм допускается применять сталь категории 3;

е) кроме опор ВЛ, ОРУ и КС;

ж) прокат толщиной до 10 мм и с учетом требований разд. 10;

и) кроме района II₄ для неотапливаемых зданий и конструкций, эксплуатируемых при температуре наружного воздуха.

Знак “+” означает, что данную сталь следует применять; знак ” – ” означает, что данную сталь в указанном климатическом районе применять не следует.

Примечания: 1. Требования настоящей таблицы не распространяются на стальные конструкции специальных сооружений: магистральные и технологические трубопроводы, резервуары специального назначения, кожухи доменных печей и воздухонагревателей и т. п. Стали для этих конструкций устанавливаются соответствующими СНиП или другими нормативными документами.

2. Требования настоящей таблицы распространяются на листовой прокат толщиной от 2 мм и фасонный прокат толщиной от 4 мм по ГОСТ 27772-88, сортовой прокат (круг, квадрат, полоса) по ТУ 14-1-3023 – 80, ГОСТ 380 – 71** (с 1990 г. ГОСТ 535 – 88) и ГОСТ 19281 – 73*. Указанные категории стали относятся к прокату толщиной не менее 5 мм. При толщине менее 5 мм приведенные в таблице стали применяются без требований по ударной вязкости.

Для конструкций все групп, кроме группы 1 и опор ВЛ и ОРУ, во всех климатических районах, кроме I₁, допускается применять прокат толщиной менее 5 мм из стали С235 по ГОСТ 27772-88.

3. Климатические районы строительства устанавливаются в соответствии с ГОСТ 16350-80 “Климат СССР. Районирование и статистические параметры климатических факторов для технических целей”. Указанные в головке таблицы в скобках расчетные температуры соответствуют температуре наружного воздуха соответствующего района, за которую принимается средняя температура наиболее холодной пятидневки согласно указаниям СНиП по строительной климатологии и геофизике.

4. К конструкциям, подвергающимся непосредственному воздействию динамических, вибрационных или подвижных нагрузок, относятся конструкции либо их элементы, подлежащие расчету на выносливость или рассчитываемые с учетом коэффициентов динамичности.

5. При соответствующем технико-экономическом обосновании стали С345, С375, С440, С590, С590К, 16Г2АФ могут заказываться как стали повышенной коррозионной стойкости (с медью) – С345Д, С375Д, С440Д, С590Д, С590КД, 16Г2АФД.

6. Применение термоупрочненного с прокатного нагрева фасонного проката из стали С345Т и С375Т, поставляемого по ГОСТ 27772-88 как сталь С345 и С375, не допускается в конструкциях, которые при изготовлении подвергаются металлизации или пластическим деформациям при температуре выше 700 ° С.

7. Бесшовные горячедеформированные трубы по ГОСТ 8731 – 87 допускается применять только для элементов специальных опор больших переходов линий электропередачи высотой более 60 м, для антенных сооружений связи и других специальных сооружений, при этом следует применять марки стали:

во всех климатических районах, кроме I₁, I₂, II₂ и II₃, марку 20 по ГОСТ 8731 – 87, но с дополнительным требованием по ударной вязкости при температуре минус 20 ° С не менее 30 Дж/см 2 (3кгс × м/см 2 );

в климатических районах I₂, II₂ и II₃ – марку 09Г2С по ГОСТ 8731 – 87, но с дополнительным требованием по ударной вязкости при температуре минус 40 ° С не менее 40 Дж/см 2 (4 кгс × м/см 2 ) при толщине стенки до 9 мм и 35 Дж/см 2 (3,5 кгс × м/см 2 ) при толщине стенки 10 мм и более.

Не допускается применять бесшовные горячедеформированные трубы, изготовленные из слитков, имеющих маркировку с литером “Л”, не прошедшие контроль неразрушающими методами.

8. К сортовому прокату (круг, квадрат, полоса) по ТУ 14-1-3023 – 80, ГОСТ 380 – 71* (с 1990 г. ГОСТ 535 – 88) и ГОСТ 19281 – 73* предъявляются такие же требования, как к фасонному прокату такой же толщины по ГОСТ 27772-88. Соответствие марок сталей по ТУ 14-1-3023 – 80, ГОСТ 380 – 71*, ГОСТ 19281 – 73* и ГОСТ 19282-73* сталям по ГОСТ 27772-88 следует определять по табл. 51,б.

Нормативные и расчетные сопротивления при растяжении, сжатии и изгибе листового, широкополосного универсального и фасонного проката по ГОСТ 27772-88 для стальных конструкций зданий и сооружений

Расчетные сопротивления и модули упругости
для строительных материалов

При расчете строительных конструкций нужно знать расчетное сопротивление и модуль упругости для того или иного материала. Здесь представлены данные по основным строительным материалам.

Таблица 1. Модули упругости для основных строительных материалов

Нормативные данные для рассчетов железобетонных конструкций

Таблица 2. Модули упругости бетона (согласно СП 52-101-2003)

Таблица 2.1 Модули упругости бетона согласно СНиП 2.03.01-84*(1996)

Примечания:
1. Над чертой указаны значения в МПа, под чертой – в кгс/см&sup2.
2. Для легкого, ячеистого и поризованного бетонов при промежуточных значениях плотности бетона начальные модули упругости принимают по линейной интерполяции.
3. Для ячеистого бетона неавтоклавного твердения значения Е_b принимают как для бетона автоклавного твердения с умножением на коэффициент 0,8.
4. Для напрягающего бетона значения Е_b принимают как для тяжелого бетона с умножением на коэффициент
a = 0,56 + 0,006В.

Таблица 3. Нормативные значения сопротивления бетона (согласно СП 52-101-2003)

Таблица 4. Расчетные значения сопротивления бетона сжатию (согласно СП 52-101-2003)

Таблица 4.1 Расчетные значения сопротивления бетона сжатию согласно СНиП 2.03.01-84*(1996)

Таблица 5. Расчетные значения сопротивления бетона растяжению (согласно СП 52-101-2003)

Таблица 6. Нормативные сопротивления для арматуры (согласно СП 52-101-2003)

Таблица 6.1 Нормативные сопротивления для арматуры класса А согласно СНиП 2.03.01-84* (1996)

Таблица 6.2 Нормативные сопротивления для арматуры классов В и К согласно СНиП 2.03.01-84* (1996)

Таблица 7. Расчетные сопротивления для арматуры (согласно СП 52-101-2003)

Таблица 7.1 Расчетные сопротивления для арматуры класса А согласно СНиП 2.03.01-84* (1996)

Таблица 7.2 Расчетные сопротивления для арматуры классов В и К согласно СНиП 2.03.01-84* (1996)

Нормативные данные для расчетов металлических контрукций

Таблица 8. Нормативные и расчетные сопротивления при растяжении, сжатии и изгибе (согласно СНиП II-23-81 (1990)) листового, широкополосного универсального и фасонного проката по ГОСТ 27772-88 для стальных конструкций зданий и сооружений

Примечания:
1. За толщину фасонного проката следует принимать толщину полки (минимальная его толщина 4 мм).
2. За нормативное сопротивление приняты нормативные значения предела текучести и временного сопротивления по ГОСТ 27772-88.
3. Значения расчетных сопротивлений получены делением нормативных сопротивлений на коэффициенты надежности по материалу, с округлением до 5 МПа (50 кгс/см&sup2).

Таблица 9. Марки стали, заменяемые сталями по ГОСТ 27772-88 (согласно СНиП II-23-81 (1990))

Примечания:
1. Стали С345 и С375 категорий 1, 2, 3, 4 по ГОСТ 27772-88 заменяют стали категорий соответственно 6, 7 и 9, 12, 13 и 15 по ГОСТ 19281-73* и ГОСТ 19282-73*.
2. Стали С345К, С390, С390К, С440, С590, С590К по ГОСТ 27772-88 заменяют соответствующие марки стали категорий 1-15 по ГОСТ 19281-73* и ГОСТ 19282-73*, указанные в настоящей таблице.
3. Замена сталей по ГОСТ 27772-88 сталями, поставляемыми по другим государственным общесоюзным стандартам и техническим условиям, не предусмотрена.

Расчетные сопротивления для стали, используемой для производства профилированных листов здесь не показаны.