Конструкционная сталь это что: Конструкционная сталь

alexxlab | 19.05.2023 | 0 | Разное

Что такое конструкционная сталь? | Недвио

Дмитрий Крылов

Эксперт по частным домам. Опыт загородного проживания: 30 лет.

Вопрос от читателя нашего портала: Что такое конструкционная сталь?

---

Ответ: В широком смысле конструкционная сталь — это любые элементы из стали, которые обычно используют в строительстве и архитектуре. Они могут быть в форме балок, швеллеров, уголков, труб и арматуры. Эти элементы устанавливают либо с целью удержания или распределения веса конструкции, либо углубляют в землю для обеспечения устойчивости здания.

Конструкционная сталь обычно изготавливается из стального проката, хотя она также может быть горячекатаной или холоднокатанной.

Преимущества конструкционной стали

1. Главным плюсом такой стали является ее высокая несущая способность. Такие стальные элементы очень прочные и жесткие, что позволяет им точно сохранять свою геометрию и не провисать под большим весом;
2. Помимо прочности, конструкционная сталь — это весьма выгодный строительный материал. Здания из нее получаются намного дешевле, чем, скажем, из кирпича или бетона;
3. Еще один несомненный плюс — легкость. Здания, построенные на металлокаркасе из конструкционной стали получаются относительно легкими, они не требуют мощного фундамента и кропотливых земельных работ. Благодаря этому они строятся довольно быстро и их можно возвести практически в любом месте и с любым рельефом.

Интересно отметить также тот факт, что в отличие от других стройматериалов, стальные конструкции можно легко разобрать и перенести в другое место. Более того, сами стальные элементы могут быть подвергнуты не только демонтажу, но и переработке. То есть, при желании, швеллер можно переплавить в трубу или балку.

Все это позволяет считать конструкционную сталь универсальным, гибким и очень практичным стройматериалом, который позволяет строить дома и различные постройки быстро и недорого.

Какие бывают профили из конструкционной стали?

Вариантов стальных профилей в строительстве сегодня используется очень много. Но основные из них — это, разумеется, балки, швеллера, уголки и трубы. Давайте вкратце рассмотрим их особенности.

Стальные балки

Основная функция балок — выдерживать большие нагрузки в строительстве. Еще они отлично выдерживают растяжение. Поэтому их применяют, в основном, для строительства перекрытий, опорных ферм, каркасов или укрепления колонн.

Балки могут быть двутавровыми (в форме латинской буквы I с вытянутыми краями) или тавровыми (T-образными). Последние уступают первым по прочности, однако позволяют строить более высотные конструкции. Кроме того, они легче на изгиб, поэтому T-образные конструкции обычно можно часто встретить в зданиях арочной или закругленной формы.

Существуют еще балки с широкими полками, которые имеют форму буквы H. Их обычно применяют в качестве перемычек, свай или в качестве временных конструкций (например возведения опалубки).

Швеллеры

Стальные швеллеры внешне похожи на русскую букву «П».

Их обычно применяют, когда необходимо получить максимальную площадь контакта сталью с другим конструктивом здания, либо для сварки друг с другом, если необходимо еще больше усилить стальную конструкцию.

Швеллеры могут быть использованы в сочетании с балками в качестве распорок или дополнительной опоры. Так что, если говорить в целом, это универсальный стройматериал.

Стальные уголки

Это уголки в форме латинской буквы «L».

Их прочность и размеры ограничены. Поэтому данный тип конструкционной стали применяют, в основном, в качестве вспомогательной структурной поддержки конструктива здания.

Трубы / полая сталь

Они представляют собой сварные стальные трубы, полые внутри. Они могут быть круглыми или с углами: квадратной или прямоугольной формы.

Квадратные и круглые трубы симметричны по обеим осям, что означает, что они имеют одинаковую прочность в обоих направлениях. Это свойство позволяет считать их хорошим решением для строительства колонн и распорок. Иногда трубы применяют вместо балок, если существует высокий риск бокового скручивания стальной конструкции, поскольку они имеют лучшее сопротивление.

Выводы

Конструкционная сталь универсальна и весьма разнообразна. Все вышеописанные элементы сегодня широко применяются в строительстве. Даже если вы планируете строить свой дом из кирпича или бетона, то вам скорее всего пригодятся уголки, трубы, а также различные балки.

Была ли эта статья для вас полезной? Пожалуйста, поделитесь ею в соцсетях:

Не забудьте добавить сайт Недвио в Закладки. Рассказываем о строительстве, ремонте, загородной недвижимости интересно, с пользой и понятным языком.

Конструкционная сталь – что это, где применяется

Конструкционная сталь – это материал, применяемый для создания разнообразных строительных сооружений и конструкций, деталей в машиностроении и для механизмов и оборудования. Материалы обладают уникальными и специфическими химическими, физическими и механическими показателями. По химическому составу данные стали подразделяют на легированные и углеродистые. Более подробно о классификациях и предназначениях можно узнать на сайте https://neva-steel.ru/.

Качество конструкционной стали будет зависеть от количества примесей фосфора и серы, которые находятся в составе. Данные вещества относятся к вредным соединениям, а от увеличения процентного содержания фосфора и серы в составе увеличиваются хладно- и красноломкость стали. В зависимости от содержания вредных примесей была разработана еще одна классификация:

1. Сталь обыкновенного качества. Если процентное содержание серы и фосфора в составе не превышает 0,05%;
2. Качественная. Если содержание вредных примесей составляет до 0,035%;
3. Высококачественная. Если содержание стали и фосфора составляет менее 0,025%;
4. Особо высококачественная. Процентное содержание фосфора и серы не должно превышать 0,015%.

Также есть иная классификация сталей, которые отличаются друг от друга по механическим, физическим и химическим характеристикам. Здесь отдельно выделяют:

1. Углеродистые;
2. Легированные;
3. Низколегированные;
4. Теплоустойчивые;
5. Подшипниковые;
6. Пружинные;
7. Автоматные.

Области применения конструкционной стали

Каждая разновидность данной стали обладает специфической сферой применения. Низколегированные стали активно применяют в вагоностроении, локомотивостроении, при изготовлении техники для нужд сельского хозяйства и полевой техники, при сооружении крупных конструкций, которые будут функционировать под постоянным изменением нагрузки и температур.

Теплоустойчивую сталь применяют для изготовления разнообразных деталей и элементов, которые могут функционировать в течение длительного времени под воздействием постоянной нагрузки при температуре до 6000 градусов Цельсия.

Подшипниковая сталь популярна при изготовлении деталей, которые будут работать в местах с переменным и сосредоточенным напряжением, которое появляется в местах контакта шариков с роликами и беговой дорожки колец.

Без пружинной стали невозможно обойтись при производстве рессор, пружин, сильфонов и иных схожим изделий из металла.

Автоматная сталь является основным материалов при производстве небольших элементов крепежей и иных деталей, которые обычно производятся крупными партиями на автоматических станках.

Конструкционные стали могут подвергаться легированию. Легирование – это процесс улучшения состава сплава, который предполагает добавление дополнительных компонентов. Благодаря химическим элементам можно добиться изменения структуры материала и получить необходимые характеристики.

Приобрести конструкционную сталь любого вида и качества можно у компании «Нева-Сталь». В ассортименте представлены материалы различного назначения и состава.

Металлоконструкции – проектирование зданий

1 Введение 2 Стандартные горячекатаные профили 2.1 Универсальная балка (UB) 2.2 Универсальная колонна (UC) 2.3 Балки 2,4 канала 2.5 Полые профили 2.6 Плоские секции 2.7 Уголок стальной прокатный (RSA) 2.8 Круглый полый профиль (CHS) 3 Составные секции 4 Открытые стеновые балки 5 Решетчатые балки 6 Статьи по теме Проектирование зданий Wiki 7 Внешние ресурсы

Сталь представляет собой сплав железа и других элементов, таких как углерод. Это один из наиболее часто используемых материалов, используемых в строительной отрасли, благодаря своей проверенной прочности и долговечности. Стальная конструкция имеет много преимуществ; отличное соотношение прочности к весу, способность легко соединять металлы, способность формировать эффективные формы и так далее.

Конструкционная стальная конструкция обычно используется для формирования «каркаса» здания или другого построенного объекта, обычно состоящего из колонн и балок, которые соединяются заклепками, болтами или сваркой.

Существует ряд различных форм стальных конструкций . Некоторые из наиболее распространенных форм описаны ниже.

Горячекатаная сталь обычно используется для формирования стальных балок и колонн на строительных объектах. Они создаются путем пропускания нагретой стали между большими роликами, которые деформируют ее в требуемую форму, например; H, I, W, S, C, уголки, трубки и т.д.

Стандартные профили, доступные для использования в стальных конструкциях , приведены в:

• БС 4-1:2005 – Профили стальные конструкционные. Спецификация на горячекатаный профиль.
• BS EN 10210-1:2006 – Полые конструкционные горячедеформированные профили из нелегированных и мелкозернистых сталей.
• BS EN 10056-1: 1999 – Спецификация на равнополочные и неравнополочные уголки из конструкционной стали.

Общая терминология секций металлоконструкций включает:

• Фланец: Верхний и нижний горизонтальные элементы буквы «I». Это сопротивляется большей части испытанного изгибающего момента.
• Паутина: вертикальный элемент. Это сопротивляется силам сдвига.
• Радиус основания: радиус точки сварки, в которой фланец соприкасается со стенкой.
• Радиус схождения: радиус внешней кромки фланца.

Типичные стандартные секции стальных конструкций включают:

[править] Балка универсальная (UB)

Это балка с I-образным или H-образным поперечным сечением различных стандартных размеров. Это очень эффективная форма для восприятия изгибающих и сдвигающих нагрузок в плоскости полотна.

Стандартный метод указания размеров стандартного горячекатаного стального профиля включает использование инициалов для обозначения типа профиля. Например:

‘УБ 203 х 133 х 25’ – Универсальная балка номинальных размеров глубиной 203 мм, шириной 133 мм и массой 25 кг/м.

[править] Универсальная колонна (UC)

Это колонна с I-образным или Н-образным поперечным сечением различных стандартных размеров. В отличие от универсального луча, ширина UC примерно равна их глубине.

Пример указания размера:

‘152 UC 23’ – Универсальная колонна номинальных размеров шириной 152 мм, глубиной 152 мм и массой 23 кг/м.

[править] Балки

Балки используются для поддержки полов или крыши здания. Стальная балка должна быть спроектирована таким образом, чтобы выдерживать силы и нагрузки при минимальном весе, требованиях к пространству и затратах на материалы. Доступны различные типы конструкций балок в зависимости от конфигурации нагрузки и монтажа.

Стальная балка с открытой стенкой (OWSJ) состоит из двух параллельных элементов или поясов с повторяющейся треугольной структурой стенки, расположенной между поясами.

[править] Каналы

Каналы также известны как каналы с параллельными фланцами (PFC) или «C-образный профиль». Они обычно используются для колонн, перемычек над дверями или в качестве балки, поддерживающей балки пола.

[править] Полые профили

Обычно это прямоугольные полые профили (RHS) или квадратные полые профили (SHS). Они используются реже, чем UC и UB, потому что их сложнее прикрепить болтами к другим балкам или элементам. Пример спецификации размера:

‘250 x 150 x 5 RHS’ – RHS номинальных размеров шириной 250 мм, глубиной 150 мм и толщиной 5 мм.

«250 х 250 х 5 СВС» – СВС номинальных размеров шириной 250 мм, глубиной 250 мм и толщиной 5 мм.

[править] Плоские секции

Если требуется соединение двух балок, можно использовать плоские секции. При сварке по верхней или нижней части балки они могут значительно увеличить прочность.

Пример спецификации размеров:

’40 x 30 плоский’ – Плоский участок номинальных размеров шириной 40 мм и толщиной 30 мм.

В составных профилях плоские секции часто разрезаются на более мелкие, как «пластины», которые привариваются к балкам или другим стальным профилям.

[править] Уголок стальной прокатный (RSA)

Это могут быть как равнополочные, так и неравнополочные профили, которые часто называют L-образными профилями.

Равнополочные уголки имеют полки одинаковой длины и чаще всего используются для балконов, лестниц, бетонных опор и площадок.

Пример спецификации размеров:

’50 x 50 x 8 RSA’ – Секция RSA с номинальными размерами шириной 50 мм, глубиной 50 мм и толщиной 8 мм.

Неравные углы имеют более длинную вертикальную сторону. Они используются во многих из тех же приложений, что и равнополочные уголки, но часто также используются в качестве перемычек, поскольку они обладают большей грузоподъемностью.

Пример спецификации размеров:

’50 x 30 x 5 RSA’ – Секция RSA с номинальными размерами: глубина 50 мм (более длинная ветвь указана первой), ширина 30 мм и толщина 5 мм.

[править] Круглый полый профиль (CHS)

Часто используются в качестве колонн и раскосов стальных рамных конструкций. Они указаны с указанием их диаметра и толщины стенки. Например:

«60,3 х 5 КГС» – Секция КГС номинальных размеров диаметром 60,3 мм и толщиной 5 мм.

Составные профили изготавливаются путем сварки стандартных профилей. Их можно использовать для конструкций, предусматривающих очень высокие нагрузки и большие пролеты, которые не подходят только для стандартных сечений. Общие вариации включают:

• Состав балки или колонны: стандартная секция балки, балки или колонны со стальными пластинами, приваренными сверху и снизу.
• Состав швеллера: Это может быть либо стандартный швеллер, приваренный вплотную друг к другу; встык и приварены с фланцевыми пластинами сверху и снизу; или сварные встык.
• Козловая балка: Представляет собой комбинацию стандартных швеллерных, балочных и пластинчатых секций, сваренных вместе.

Они обычно используются для конструкций, которые требуют длинных пролетов с нагрузкой от легкой до умеренной. Прогибу сопротивляется относительное увеличение глубины, а статическая нагрузка конструкции может быть уменьшена за счет пустот, включенных в стенку.

Различные типы открытых стеновых балок включают:

• Перфорированная балка: стандартная секция балки с круглыми пустотами, прорезанными в стенке. Пустоты располагаются в соответствии с требуемой нагрузкой.
• Зубчатая балка: кислородно-ацетиленовая горелка используется для разрезания стандартной секции балки на две части вдоль стенки. Выступы каждой секции затем свариваются вместе, образуя балку вдвое большей толщины, чем раньше.
• Балка Litzka: похожа на зубчатую балку, но общая глубина еще больше увеличивается за счет приварки дистанционных пластин к проектам.

Они являются альтернативой открытым балкам и могут использоваться для пролетов до 15 м с высоким отношением высоты к весу. Два различных типа решетчатых балок включают в себя:

• Плоская балка: Обычно это двутавровая балка, состоящая из отдельных листов конструкционной стали, которые свариваются, скрепляются болтами или заклепками вместе, образуя вертикальную стенку и горизонтальные полки балки, заполненные стальным стержнем, перетянутым стенкой.
• Трубчатая решетка: имеет верхнюю и нижнюю трубчатые балки, соединенные трубчатыми распорками.

Для получения дополнительной информации см. Балка.

• 8 причин, по которым каркасы из конструкционной стали выгодны для любого строительного проекта.
• Распорная рама.
• Конструкции железобетонные композитные.
• Бетон и сталь.
• Выход из строя чугунных балок.
• Разрушение металлов.
• Оцинкованная сталь.
• Портал.
• Балка.
• Руководство для специалистов по управлению качеством строительства: Металлоконструкции.
• Косынка.
• Установка противопожарной защиты на металлоконструкции (GG 85).
• Длиннопролетная крыша.
• Крупные литые металлические детали.
• Производство металлов.
• Заклепка.
• Каркас каркаса.
• Нержавеющая сталь и оцинкованная сталь.
• Стальная архитектура: спроектированный ландшафт современности.
• Стальная рама.
• Металлоконструкции: взгляд на качество.
• Конструкции стальные сверхпрочные.
• Структурная система из труб.
• Атмосферостойкая сталь.

• Справочник по металлоконструкциям.
• Polsteel – Стальные профили
• «Справочник по строительству зданий» (6-е изд.), ЧАДЛИ, Р., ГРИНО, Р., Баттерворт-Хайнеманн (2007 г.)
• «Введение в гражданское строительство» (3-е изд.), ХОЛМС, Р., Колледж управления недвижимостью (1995)

Что такое конструкционная сталь: понимание основ и не только

Сталь используется в различных областях по всему миру, особенно при строительстве мостов и зданий.

Но речь идет не о любой стали. Речь идет о конструкционной стали. Свойства конструкционной стали делают ее чрезвычайно прочной и долговечной.

Если вы хотите узнать больше об этом важнейшем ресурсе, то вы обратились по адресу. Мы ответим на наиболее часто задаваемые вопросы о конструкционной стали.

Проверьте это.

1. Что такое конструкционная сталь 
2. Как производится конструкционная сталь и чем она отличается от обычной стали
3. Для чего используется конструкционная сталь
   1. Какие конкретные конструкции строятся из конструкционной стали 
   2. Общие профили конструкционной стали
      1. Балки
      2. Уголки
      3. Пластины
      4. Швеллеры
4. Откуда берется конструкционная сталь
5. Преимущества и недостатки конструкционной стали
6. Марки конструкционной стали
7. Срок службы конструкционной стали
8. Ржавеет ли конструкционная сталь? Нужна ли огнезащита конструкционной стали
9. Оцинкована ли конструкционная сталь
10. Сколько стоит конструкционная сталь

Что такое конструкционная сталь?

Конструкционная сталь представляет собой металл на основе углерода, доступный во многих марках, который используется во всем мире в строительной отрасли. Чтобы считаться конструкционной сталью в Соединенных Штатах, продукт должен соответствовать отраслевым стандартам, установленным ASTM International.

Чем конструкционная сталь отличается от неконструкционной? Ну, это сводится к составу продукта. И, чтобы понять это, мы должны сначала понять, что такое сама сталь.

Сталь представляет собой сплав железа и углерода. Большинство из нас знакомы с этими элементами, но, возможно, не знали, что они редко встречаются в чистом виде.

Итак, как производится сталь и чем она отличается от конструкционной стали? Давайте перейдем к следующему разделу, чтобы узнать.

Как производится конструкционная сталь и чем она отличается от обычной стали?

Прежде чем мы перейдем к особенностям конструкционной стали, давайте просто обсудим, как производится сталь в целом.

Существует два способа производства стали: а) работа с сырьем или б) переработка использованных материалов.

Сначала коснемся сырья.  

Первым шагом в производстве стали из сырья является извлечение железа из железной руды. Знаете ли вы, что железную руду можно добывать из таконита на местных рудниках Миннесоты?

Ага, прямо здесь, на нашем заднем дворе.

Железная руда извлекается из таконита, сначала измельчая его на мелкие частицы, а затем используя магниты для извлечения железной руды.

Это ведет к следующему шагу в процессе производства железа.

Железная руда на самом деле довольно слабая и нуждается в углероде, чтобы придать ей прочность. При работе с сырьем для нагрева железной руды используется доменная печь, а в смесь будет добавляться углерод.

Примечание: ребята, вы помните Генри Бессемера из урока истории? Это парень, который создал доменную печь где-то в середине 1850-х годов. Аккуратно, да?

Вам может быть интересно, что является источником углерода. Как правило, это форма угля с высоким содержанием углерода, называемая коксом. Этот кокс смешивают с железной рудой при высоких температурах. Именно тепло создает химическую реакцию, отвечающую за связывание углерода кокса с кислородом оксидов железа. Это называется редукцией.

В этот момент материал будет содержать слишком много углерода, чтобы продукт можно было считать сталью. Именно уменьшение содержания углерода помогает придать материалу прочность. Таким образом, смесь будет стратегически нагреваться и охлаждаться до тех пор, пока содержание углерода не станет менее 2,1% от веса продукта. Конструкционная сталь должна иметь содержание углерода в пределах 0,05-0,25%.

Дзинь Дзинь Дзинь!

Мы наконец ответили на наш первоначальный вопрос. Конструкционная сталь имеет содержание углерода от 0,05 до 0,25%. Именно это выделяет его среди других видов стали.

Имейте в виду, что существует множество различных составов стали, и все они предназначены для конкретных целей. Так уж получилось, что низкоуглеродистая сталь лучше всего подходит для строительства (и известна как конструкционная сталь), потому что она обладает достаточной прочностью, но при этом более податлива, чем высокоуглеродистая сталь.

Кому-нибудь интересно узнать о другом способе изготовления конструкционной стали из переработанного материала?

Если нет, просто пропустите эту часть.

При работе с металлоломом будет использоваться электродуговая печь (ЭДП).

*Дуговая электропечь 

По сути, кран поднимает стальной лом в печь. Как только печь наполнится, крышка будет закрыта. Эта крышка важна, потому что она удерживает электроды, заряженные электрическим током, которые создают большое количество тепла, способного расплавить металлолом.

*Дуговая электропечь для производства стали

При этом в металл могут добавляться определенные сплавы для получения стали различных марок.

Для чего используется конструкционная сталь?

Конструкционная сталь в основном используется в строительстве, но ее также можно найти в автомобильной и энергетической инфраструктуре. Могут даже быть случаи, когда конструкционная сталь используется для изготовления различных машин, резервуаров для хранения оборудования, инструментов, бытовой техники и для упаковки продуктов питания и напитков.

Поскольку этот блог в основном посвящен применению конструкционной стали в строительной отрасли, мы коснемся этого здесь немного подробнее.

Давайте перейдем к делу. 

Какие конкретные конструкции строятся из конструкционной стали?

• Высотные здания
• Жилые дома
• Сараи или навесы для промышленных столбов
• Мосты
• Гаражи

*Мост из конструкционной стали *Склад металлоконструкций

В целом, конструкционная сталь является предпочтительным материалом для инженеров, проектировщиков, архитекторов и подрядчиков во всей строительной отрасли. Его прочность не имеет себе равных, что делает его идеальным для строительства конструкций, упомянутых выше.

Однако сам материал также должен выдерживать напряжение, быть легким в обработке, пластичным и, конечно же, доступным по цене. Конструкционная сталь обладает всеми этими качествами, поэтому вы можете видеть, как она стала популярным материалом для конструкций всех видов.

Другим важным качеством конструкционной стали является обрабатываемость.

Вам может быть интересно, что это значит? Что ж, обрабатываемость определяется как «легкость, с которой металл можно резать (обрабатывать), позволяя удалять материал с удовлетворительной обработкой при низких затратах».

Это качество важно, поскольку оно позволяет изготавливать из конструкционной стали множество уникальных форм.

Ниже перечислены некоторые из этих форм, также известных как структурные секции.

Общие профили из конструкционной стали –

Профили из конструкционной стали могут быть изготовлены по индивидуальному заказу, но традиционно все профили относятся к одной из следующих 4 категорий: балки, уголки, швеллеры или пластины.

Балки-

Двутавровые балки:

Стальная балка двутаврового сечения.

Почти во всех основных конструкциях используются двутавровые балки, что делает их чрезвычайно распространенными в строительной отрасли. Их можно использовать по-разному, в том числе: встраивать в бетон, отдельно или сваривать вместе, чтобы сформировать непрерывную балку.

U-образные балки: 

Стальная балка U-образной формы, способная выдерживать нагрузки.

Швеллеры не обладают такой большой несущей способностью, как двутавры, но способны воспринимать различные вертикальные нагрузки и даже горизонтальные нагрузки в поперечных сечениях.

Круглые или квадратные балки: 

Массивные балки из конструкционной стали круглой или квадратной формы.

Эти балки используются не столько в каркасе зданий, сколько в производстве промышленного оборудования и бытовой техники.

Уголки- 

Угловые балки:  

Стальная балка L-образной формы с двумя опорами, которые соединяются под углом 90 градусов. Размеры их ног могут быть равными или неравными.

Угловые балки используются для крепления систем перекрытий к фундаменту здания и для угловых соединений.

Полые конструкционные профили (HSS): 

Круглые стальные стержни с полым поперечным сечением.

Полые конструкционные секции часто встречаются в сварных стальных рамах, элементы которых подвергаются нагрузкам в нескольких направлениях. Их также можно использовать в качестве балок в зависимости от ситуации. Эти балки обладают высокой устойчивостью к поперечному изгибу при кручении.

Пластины-

Плоские стержни:

Прямоугольный плоский кусок конструкционной стали.

Плоские стержни обычно используются в качестве соединительных элементов в жилом и коммерческом каркасе 

Швеллеры-

С-образные швеллеры- 

Эти конструкционные стальные элементы горячекатаны в С-образную форму. Как и у двутавров, их угол крепления между полкой и стенкой больше. Обычно они используются для поддержки основной несущей балки для крепления и каркаса.

Последнее очень распространенное применение конструкционной стали, о котором следует упомянуть, это арматурная сталь, также известная как арматура.

Арматура: 

Арматура укладывается в бетон для придания дополнительной прочности. Без арматуры бетон будет испытывать напряжение при изменении температуры, что приведет к разрушению бетона. Поскольку конструкционная сталь обладает свойствами прочности как на растяжение, так и на сжатие, она идеально сочетается с бетоном.

Арматура может использоваться в: 

• Мосты
• Здания
• Небоскребы
• Жилые дома
• Склады
• Фундаменты

Откуда берется конструкционная сталь?

*Открытый карьер по добыче железной руды, Хиббинг, Миннесота

Железная руда необходима для производства конструкционной стали. Большая часть железной руды добывается в районе озера Верхнее в Миннесоте и Мичигане. В Юте также есть железный рудник.

Американские сталелитейные рудники способны производить более 9миллионов тонн конструкционной стали в год. В 2017 году в Соединенных Штатах было использовано 3,5 миллиона тонн. Вы можете видеть, что американские производители конструкционной стали способны удовлетворить внутренний спрос.

Однако с 2010 года импорт конструкционной стали резко увеличился. Только в 2018 году более 1 миллиона тонн сборной конструкционной стали было импортировано из таких стран, как Китай, Мексика и Канада. Сегодня это очень спорная тема. Существуют огромные опасения, связанные с рабочими местами в Америке, потерями инвестиций и, конечно же, последствиями передачи столь важного ресурса иностранным странам.

Преимущества и недостатки конструкционной стали-

Как и любая другая конструкционная сталь, она имеет как преимущества, так и недостатки. Мы рассмотрим некоторые из них здесь.

Преимущества конструкционной стали —

Долговечность — Конструкционная сталь превосходит большинство других строительных материалов. На общую долговечность конструкционной стали влияют два важных фактора: высокое отношение прочности к весу и высокая прочность на растяжение (напряжение растяжения — это сила, которая удлиняет или растягивает здание 9). 0003

Легко строить из- Конструкционная сталь обладает качествами, позволяющими изготавливать из нее различные формы и конструкции. Это делает его очень ценным строительным материалом. Мало того, что он бывает разных форм и цветов, с ним также очень легко работать. Стальные конструкции скрепляются болтами или свариваются на месте на досуге подрядчика. Это огромное преимущество, особенно если учесть другие строительные материалы, такие как бетон, и длительный процесс его отверждения. Наконец, конструкционная сталь обеспечивает гибкость проектирования с инженерной точки зрения. Стальные балки очень эффективно распределяют силы, такие как сжатие и растяжение, что позволяет создавать уникальные конструкции зданий, а также обновлять их в последнюю минуту.

Недорогой — Часто стальные рамы более доступны по цене, чем другие системы. Конструкционная сталь на самом деле может снизить затраты и в других областях строительного процесса. Как? Вот несколько способов.

• Затраты на фундамент. Затраты на фундамент будут ниже благодаря высокому соотношению прочности и веса конструкционной стали.
• Быстрое строительство. Стальной каркас можно построить быстрее, чем из других материалов, что позволяет сократить трудозатраты.
• Доход. Поскольку здания из конструкционной стали могут быть возведены быстрее, чем другие проекты, они могут быть использованы раньше и в конечном итоге принесут доход быстрее, чем другие конструкции.
• Адаптируемость. Стальной каркас прост в эксплуатации, что позволяет проводить реконструкцию, ремонт и другие модификации здания проще и дешевле, чем другие конструкции.

Безопасность превыше всего- Существует несколько руководящих органов, которые регулируют надлежащее производство конструкционной стали. Итак, мы знаем, что он построен правильно. Стоит упомянуть и некоторые другие факторы безопасности.

• Огнезащитные и водостойкие покрытия. Эти покрытия предотвращают коррозию конструкционной стали, а также помогают защитить целостность конструкции в случае реального пожара.
• Плесень не будет проблемой, потому что вода не может проникнуть в сталь, как в другие материалы, такие как древесина.
• Сталь можно перерабатывать, что является плюсом, когда речь идет о защите окружающей среды.
• Возможность изготовления конструкционной стали делает ее безопасным материалом для работы на стройплощадке.

Недостатки конструкционной стали —

Склонность к коррозии — Сталь представляет собой сплав железа, а все сплавы подвержены коррозии. Если вам интересно, что конкретно означает коррозия, то это «постепенный износ металлов, вызванный действием воздуха, влаги или химической реакции (например, кислоты) на их поверхности». К счастью, с коррозией можно бороться с помощью водостойких или других покрытий.

Противопожарная защита-  Усилия по обеспечению противопожарной защиты требуют больших усилий, поскольку сталь не является огнеупорной. Структурная целостность может быть потеряна, когда сталь подвергается сильному нагреву.

Неэнергоэффективный- Конструкционная сталь просто не обладает термостойкостью других систем каркаса, таких как дерево. Почему это? Это связано с концепцией, известной как тепловой мост. Тепловой мост позволяет теплу перемещаться изнутри здания к стальному каркасу в стенах. Это может привести к холодному сквозняку в здании.

Марки конструкционной стали –

Не все конструкционные стали одинаковы. Существует несколько химических составов и механических свойств (например, предел текучести и предел прочности при растяжении), которые определяют структурный класс продукта. Во всем мире есть руководящие органы, которые следят за тем, чтобы изделия из конструкционной стали соответствовали отраслевым стандартам. В Америке руководящим органом является ASTM.

Наиболее популярными марками конструкционной стали в США являются ASTM A36 и ASTM A572. Эти марки стали отлично подходят для проектирования мостов и каркасов зданий.

Популярные марки конструкционной стали –

A36- Эта марка конструкционной стали является популярным вариантом для колонн, балок, настила и отделочных изделий. Он низкоуглеродный и доступный. Вдобавок к этому предел текучести не имеет себе равных.

A572- Как и конструкционная сталь A36, A572 обладает высокой текучестью и прочностью на растяжение. Этот сорт выделяется в ситуациях, когда проекту требуется более высокое соотношение прочности и веса. Его часто используют на мостах, опорах электропередач и даже на американских горках.

A588- Этот сорт имеет более высокий предел прочности при растяжении и текучести, чем A36 и A572. Непревзойденная атмосферная коррозионная стойкость этого продукта делает его идеальным для наружных работ.

A514- A514 может выдерживать очень тяжелые нагрузки из-за его предела текучести в колоссальные 100,00 фунтов на квадратный дюйм. С ним легко работать, и он остается прочным при низких атмосферных температурах. Другие места, где вы можете найти эту марку конструкционной стали, — это краны или другие часто используемые машины.

Если вы хотите узнать больше об этом, вот ссылка, в которой указаны конкретные химические составы различных марок конструкционной стали.

Как долго служит конструкционная сталь?

При надлежащем обслуживании конструкционная сталь может иметь ожидаемый срок службы 50-100+ лет.

Почему?

Конструкционная сталь очень прочная и устойчива к плесени, влаге, термитам и способна противостоять ветру и сейсмическим воздействиям благодаря прочности на растяжение.

Ржавеет ли конструкционная сталь?

Короткий ответ: да, конструкционная сталь может ржаветь. Около 85% производимой стали — это углеродистая сталь, что означает, что она с большей вероятностью ржавеет со временем.

Тем не менее, инженеры-строители хорошо разбираются в свойствах, которые способствуют коррозии конструкционной стали, и учитывают это на этапе проектирования проекта. Существуют также способы подготовки конструкционной стали, чтобы она была более защищенной от ржавчины. Некоторые методы включают гальванизацию, грунтовку и порошковое покрытие, а также воронение.

Некоторые из факторов, приводящих к ржавчине, могут быть (эти факторы будут различаться в зависимости от среды, в которой находится конструкционная сталь):

• pH
• Кислород
• Содержание влаги
• Воздействие пресной или соленой воды
• Металлы, подверженные воздействию атмосферы
• Температура
• Влажность
• Осадки
• Концентрация диоксида серы (загрязнения) в воздухе

Примечание. В целом, при наличии большого количества влаги и соленой воды конструкционная сталь более подвержена коррозии. Вспомните южное побережье США.

Ниже представлена ​​диаграмма атмосферной коррозии Международной организации по стандартизации (ISO). Он может дать общее представление о потере толщины конструкционной стали в различных условиях.

Помните, однако, что в разных областях существуют микроокружения, которые могут добавить в смесь дополнительные коррозионные факторы. Важно поговорить со своим инженером-строителем о том, подходит ли конструкционная сталь для вашего проекта.

Источник

Что такое конструкция из конструкционной стали?

Конструкция из конструкционной стали является причиной того, что стальные здания, мосты и башни остаются стоять с течением времени. Инженеры-строители обучены понимать характеристики различных типов стали и стальных сплавов и использовать свои знания для проектирования конструкций, способных выдерживать динамическую нагрузку, стационарную нагрузку, снеговые нагрузки, ветровые и сейсмические нагрузки.

Эти факторы будут определять тип/размер стальных балок, колонн, раскосов, соединителей и подвесок. Существует много математических расчетов при проектировании металлоконструкций.

Другим фактором, который инженеры-строители учитывают на этапе проектирования, является тип грунта, на котором будет построено сооружение. Знание состава грунта очень важно для предотвращения таких явлений, как морозное пучение, а также проседание, смещение и движение внутри фундамента и здания.

Используемые строительные материалы также влияют на конструкцию фундамента. Каркас из конструкционной стали имеет большее отношение прочности к весу, чем другие виды строительных материалов, таких как дерево. Это означает, что при строительстве из конструкционной стали будет использоваться меньше строительного материала, что в конечном итоге приведет к более легкой конструкции. И из-за этого для этих конструкций потребуется меньше бетона для фундамента, что позволит сэкономить на стоимости фундамента.

Если у вас есть какие-либо вопросы, связанные с проектированием ваших строительных планов из металлоконструкций, наши инженеры могут помочь.

Что такое детали из конструкционной стали?

Прежде чем двигаться дальше, давайте определим, что такое структурная детализация.

По сути, структурная детализация представляет собой набор инструкций, созданных профессиональным лицензированным инженером, которые могут быть представлены в форме чертежа или записаны на плане строительства, чтобы гарантировать, что здание выдержит испытание временем/является структурно прочным.

Чтобы расширить это, давайте немного обсудим процесс.

Инженеры-строители работают рука об руку с архитекторами. Думайте об архитекторах как о художниках, а об инженерах как о математиках.

Если клиент нанимает инженерную фирму для выполнения структурной детализации проекта, у него обычно уже есть архитектор, с которым он работал. Если это так, архитектор отправляет чертежи проекта инженеру-строителю, чтобы добавить надлежащие структурные детали, необходимые для того, чтобы сделать план стабильным и долговечным.

Некоторые инженеры-строители делают то, что называется красной маркировкой, когда они буквально от руки пишут нужные детали на чертеже. Другие инженеры могут использовать такие программы, как AutoCAD®, для создания электронных деталей.

*Электронный план с деталировкой *Пример части плана здания с конструктивными деталями, включенными посредством красной линии

Что включено в конструктивную деталировку? Ну, обычно размеры для следующих структурных компонентов: 

• Балки
• Колонны 
• Балки
• Стойки
• Фундаменты
• Элементы перекрытия и крыши
• Правильный крепеж
• Высокая стена 
• Распорки стен

Убедитесь, что схема, направление и направление нагрузки необходимы инженеру в котором каждая последующая нагрузка будет проходить через соединенные элементы, будет работать и должным образом перемещать нагрузки вниз к фундаменту, фундаментам и грунтам.

Какие нагрузки учитываются?

• Временная нагрузка (изменяющиеся нагрузки, такие как мебель и люди)
• Постоянная нагрузка (вес конструкции)
• Снеговая нагрузка
• Ветровые, термические и сейсмические силы

Такие факторы, как пределы вибрации, усталость (тенденция материала, который может сломаться при повторяющихся нагрузках) и кручение будут проанализированы для того, чтобы сделать правильный выбор материалов и конструктивных решений. Этот процесс подходит для всех типов структурного проектирования и детализации, независимо от того, является ли материал конструкционной сталью, деревом или другим материалом.

Хорошо, есть еще один часто задаваемый вопрос, на который мы хотим ответить.

В чем разница между структурной деталировкой и конструкционным проектированием зданий из конструкционной стали?

Условия действительно очень похожи.

Однако, как правило, структурный дизайн является более комплексным. Подумайте, проектируя всю конструктивную систему для нового строительства с нуля.

Структурная детализация также может относиться к проектированию всего плана, но обычно относится к разработке определенной части плана или таких проектов, как реконструкция, реконструкция, перголы и беседки, фундаменты, подпорные стены и настилы.

*Пример структурного чертежа с подробным описанием конструкции

Как красить конструкционную сталь (нужно ли ее грунтовать?)-

Иногда системы конструкционной стали необходимо красить, а иногда нет. См. фото ниже, предоставленное Американским институтом стальных конструкций, для получения информации о том, когда структурные системы могут нуждаться в покраске.

Источник

Бывают также случаи, когда конструкционная сталь может быть окрашена просто из эстетических соображений. Вам может быть интересно, как рисовать в этом сценарии.

Следующие этапы являются общими при покраске стальных зданий- 

1. Промывка здания под высоким давлением- Промывка под высоким давлением обеспечивает удаление грязи или мусора со конструкции перед нанесением краски. Он также устраняет «меление», которое может возникнуть, когда существующие слои краски начинают распадаться на порошкообразный материал.
2. Очистка и грунтовка- Важно наблюдать за зданием и искать остатки краски. Это надо стереть. Затем нанесите на конструкцию грунтовку. Если грунтовка нанесена неправильно, краска не ляжет должным образом. Многие профессионалы рекомендуют наносить два слоя грунтовки кистями или валиками.
3. Краска . Если грунтовка нанесена правильно, для этой работы подойдет высококачественная фасадная краска премиум-класса. Однако для определенных работ профессионалы могут порекомендовать акриловую краску для достижения высоких эксплуатационных характеристик и долговечности.

Нужна ли огнеупорность конструкционной стали?

Знаете ли вы, что температура плавления конструкционной стали составляет около 2500 градусов по Фаренгейту?

Сумасшедший, да?

Следующий забавный факт заключается в том, что максимальная температура пожара в здании обычно составляет около 2000 градусов по Фаренгейту.

Итак…..можно подумать, что сталь не нуждается в противопожарной защите. Это было бы ошибкой. Сталь, вероятно, не расплавится, но она все еще теряет структурную прочность. Вот почему строительные нормы и правила требуют, чтобы сталь была огнеупорной.

Существуют различные требования к рейтингу огнестойкости, но большинство конструкционных сталей должны соответствовать как минимум 2-часовому рейтингу огнестойкости.

Если вам интересно, где посмотреть рейтинги огнестойкости, см. фотографию, предоставленную AISC ниже.

Источник

Оцинкована ли конструкционная сталь?

Некоторые конструкционные стали могут быть оцинкованы. Обычно этот материал выбирают при работе в агрессивных средах, т. е. в прибрежных зонах.

Инженеры-строители обучены понимать, как различные стальные материалы ведут себя в различных климатических условиях. Они также признают, что оцинкованная сталь не так структурно прочна, как обычная конструкционная сталь. Однако он может продержаться без обслуживания в течение гораздо более длительного периода времени. Все эти факторы будут учтены на этапе планирования вашего проекта.

Для получения дополнительной информации о гальванизированной стали и процессе коррозии нажмите здесь.

Какова стоимость конструкционной стали?

Цены на необработанную конструкционную сталь будут варьироваться в зависимости от рыночных условий. Тем не менее, вы можете ожидать, что заплатите около $ 0,90–1,55 за фунт, если будете покупать оптом.